• Ligere.fr

ITER: le projet pour réussir la Transition Énergétique.

Article rédigé par César Abat,

suite à son interview avec Bernard Bigot.



L’énergie du futur, la fusion nucléaire par confinement magnétique



La fusion nucléaire par confinement magnétique représente l’avenir de la production massive d’électricité. Pour une raison simple, il s’agit là d’une source d’énergie propre et durable, qui, associée aux énergies renouvelables jouera un rôle-clé dans la palette énergétique de demain. Aujourd’hui, cette technologie est encore au stade expérimental. ITER est un programme scientifique international basé à Saint-Paul-lez-Durance/Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, dont les sept partenaires représentent 35 pays et dont l’objectif est la recherche en matière de fusion nucléaire.


Selon un rapport de l’ONU daté du 6 mai 2019, près d’un million d’espèces sont menacées d’extinction soit un huitième des espèces existantes. En somme il s’agirait là de la sixième extinction de masse en raison de l’exploitation massive et irresponsable des terres, des ressources halieutiques et de l’empreinte carbone liée aux activités humaines. Les conséquences de ces dérèglements effrénés sont à l’heure actuelle encore inconnues, mais il est indéniable qu’à ce rythme notre planète deviendra un « no mans land ».


ITER incarnerait selon Monsieur Bernard Bigot, une solution pour faire face au problème du réchauffement climatique.



La fusion nucléaire est une alternative incontestable, le palliatif par excellence pour prévenir le réchauffement climatique. Actuellement, le spectre énergétique mondial est fragmenté en deux, d’une part les énergies fossiles, qui sont la source de 64% de l’énergie produite contre seulement 36% d’énergie issue de sources dites « propres ». Une propreté relative quand il s’agit d’estimer l’impact environnemental que génère la conception de ces infrastructures (éoliennes, panneaux solaires etc…). Il est dès à présent nécessaire de modifier nos modes de consommation et d’appliquer un changement draconien quant à nos sources d’énergie. L’éveil des consciences a débuté, la preuve en est les accords de Paris ratifiés en 2015 et sollicitant pour les pays membres un défi majeur à relever qui est celui de l’indice carbone zéro d’ici 2050. La communauté internationale s’accorde sur la nécessité de diversifier les sources d’énergie notamment celles qui répondent aux critères de « propreté et de durabilité ». Cet engouement pour la recherche en matière d’énergies alternatives prend la forme d’une coopération scientifique intense. Cependant il est certain que l’enjeu est double, il s’agit à la fois d’anticiper l’amenuisement des ressources fossiles qui fondent le socle de notre société depuis les années 1830, ainsi que de répondre à l’incontestable crise écologique à laquelle nous faisons face.




Le grand débat quant au choix des sources d’énergies peut être conclu selon Monsieur Bernard Bigot, Directeur Général de l’Organisation ITER. Les énergies renouvelables notamment celles issues du vent ou du soleil ne sont que trop peu rentables, il faut selon lui se reposer sur l’hydrogène. L’avenir de la production massive d’électricité pourrait bien être la fusion nucléaire par confinement magnétique alors que l’industrie et les transports opéreront une transition vers les piles à combustible.




La fusion nucléaire par confinement magnétique a été théorisée dans les années 1930, mais ce n’est qu’à partir des années 1950 et 1960 que les premiers Tokamaks ont été conçus en Russie. Il s’agit d’une chambre toroïdale entourée de bobines magnétiques qui confinent le plasma. Plasma au sein duquel se produisent les réactions de fusion. Les tokamaks ont d’abord été conçus pour étudier la physique des plasmas, sans viser la production d’énergie. Seules, deux machines, le JET européen et le TFTR américain, ont produit une quantité significative d’énergie de fusion dans les années 1990. Mais dans les deux cas, le démarrage et le maintien de la réaction de fusion nécessitait plus d’énergie que la réaction n’en restituait. L’ambition d’ITER est d’amplifier d’un facteur dix l’énergie « entrante » : 50 MW de chauffage/500 MW d’énergie de fusion.


Machine expérimentale, ITER ouvre la voie aux centrales de fusion du futur. Toujours selon le même procédé que les centrales à charbon ou à fission nucléaire, la chaleur générée par le réacteur d’une centrale thermique est employée à la transformation de l’eau, passant ainsi du stade liquide au stade gazeux. Par la suite un système de turbine est chargé de transformer l’énergie thermique en énergie mécanique qui elle-même sera transformée en énergie électrique par le biais d’un alternateur.

Aujourd’hui l’enjeu primaire est de mettre au point une source d’énergie générant de grandes quantités d’électricité sans indice carbone et la fusion nucléaire répond à ces conditions.

Comparé au moyen de production énergétique le plus rentable (la fission nucléaire), la fusion nucléaire ne présente aucun risque latent. La différence s’opère dans les méthodes utilisées, un réacteur à fusion nucléaire en cas de dysfonctionnement cesse tout simplement de fonctionner. Contrairement aux centrales nucléaires qui en cas de dysfonctionnement risquent la fonte non contrôlée du cœur du réacteur, comme à Tchernobyl ou Fukushima. A masse égale, la fusion nucléaire produit par ailleurs 4 fois plus d’énergie que la fission. Si la fission vise à « briser » des atomes lourds (uranium), la fusion consiste à faire fusionner des atomes légers (hydrogène), c’est ce phénomène de fusion que l’on retrouve aussi au cœur du soleil. Il s’agit donc de recréer « un soleil à l’échelle miniature » sur Terre.



ITER est le premier tokamak dont la taille et les équipements vont permettre de démontrer la faisabilité scientifique et technique de l’énergie de fusion. Pour comprendre comment ce projet est né, il faut plonger dans l’histoire. C’est en 1985, en pleine guerre froide que cette idée émerge à l’initiative de Mikhaïl Gorbatchev, Secrétaire général de l’URSS et du Président Américain Ronald Reagan. E. Le projet de collaboration est longtemps resté en suspens avant de prendre de l’élan dans les années 2000 notamment suite aux incidents de Tchernobyl ainsi que de Three Mile Island. Mais ce n’est qu’en 2006 que l’Accord ITER est signé, un an après que les sept membres (Chine, Europe, Inde, Japon, Corée, Russie et Etats-Unis) se sont unanimement accordés pour construire l’installation sur le site que proposait l’Europe : Saint-Paul-lez-Durance/Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône.

ITER est un programme international, dont les sept partenaires représentent 35 pays et dont l’objectif est la recherche en matière de fusion nucléaire. ITER est un chantier titanesque requérant des compétences scientifiques et techniques phénoménales, ce qui explique la nécessité d’une coopération internationale.

ITER est une base de recherche pour les scientifiques avides d’expérimentations en matière de fusion nucléaire. Cependant ce projet de près de 20 milliards d’euros n’en est qu’à la phase d’assemblage. Il faudra encore attendre jusqu’en 2025 avant que l’installation produise un premier plasma. Et encore jusqu’aux horizons de 2040-2050 pour que lui succède un réacteur qui ait pour objectif de produire de l’énergie électrique, toujours dans le cadre expérimental.

Succèdera donc à ITER le Projet DEMO, qui aura pour mission la production effective d’électricité. Il faut savoir que ITER n’a pas pour vocation de produire de l’énergie électrique mais à expérimenter et à observer les réactions de fusion nucléaire. A compter d’aujourd’hui, il faudra encore attendre quelques décennies avant une éventuelle commercialisation. Nous pouvons déjà espérer voir naître un réseau électrique Européen sur la base de la fusion nucléaire.


Quant à la commercialisation, les 7 parties cocontractantes partagent la totalité de la propriété intellectuelle, ce qui écarte les éventuels conflits d’intérêts pouvant résulter des avancées technologiques et industrielles. Il serait tout du moins illusoire cependant d’espérer une coopération publique internationale quant à la commercialisation des futures centrales à fusion nucléaire. On peut imaginer qu’une fois ITER arrivé à échéance, les intérêts nationaux reprendront le dessus sur la coopération scientifique et politique en matière de fusion nucléaire. Ainsi il est encore trop tôt pour dire quels seront les groupes chargés de la production marchande de centrales à fusion nucléaire ni même de savoir s’ils seront de nature publique ou privée.

Une pérennité indubitable des relations entre les parties cocontractantes. Il est tout du moins surprenant de voir parmi les pays membres d’ITER, les principaux rivaux sur la scène internationale, s’associer dans le cadre d’un tel projet. Et plus encore, les efforts fournis pour atteindre les objectifs initialement établis.

L’accord ITER conclu en 2006 liant la Chine, les Etats-Unis, la Russie, l’Europe, le Japon, la Corée du Sud ainsi que l’Inde pour une durée de 42 ans et dont les financements atteignent près de 20 milliards d’euros. On constate, que 90% des financements sont attribués en nature, ce qui signifie que les parties fournissent les équipements nécessaires à la construction d’ITER. Dans la situation géopolitique actuelle certaines de ces parties se confrontent et défendent des intérêts divergents. Peuvent être cités par exemple, la guerre commerciale opposant la Chine aux Etats-Unis ou encore l’embargo de l’Union Européenne sur certaines exportations Russes suite à l’annexion de la Crimée. Cependant dans le cadre d‘ITER ces forces antagonistes se tamisent pour laisser place à une coopération scientifique intense. Outrepassant les sanctions internationales et les embargos, pourra être cité notamment ; les composants Américains à destination de la Chine. Les parties mettent en suspens leurs divergences dans le cadre de cette coopération étant donné l’intérêt majeur du Projet.


Un programme aux bénéfices multiples. Il est important de souligner que la coopération internationale dans le cadre de projets scientifiques n’a pas pour seul résultat la réalisation efficiente d’un projet de grande ampleur. Elle contribue à l’acquisition d’un savoir-faire considérable et de compétences techniques phénoménales, bénéficiant autant aux entreprises qu’aux consommateurs. Dans la même optique, les missions Apollo ont transformé de manière définitive les technologies en matière de télécommunication et de robotique ; ITER a permis de développer certaines technologies civiles, notamment dans le secteur de l’imagerie médicale (matériaux supraconducteurs). C’est aussi une aubaine pour les pays membres qui perçoivent de nombreux bienfaits. Notamment une relance économique de certains secteurs d’activité ainsi qu’une source d’emploi incontestable, dynamisant temporairement certains corps de métier.

Nous pouvons constater que l’impact d’un programme comme celui-ci dépasse de loin les objectifs escomptés laissant imaginer des retombées dans de nombreux autres domaines que ceux précités.

Sur le plan national, l’implantation d’ITER en France ne peut être qualifié que de positif et de bénéfique. Sur les 12 milliards de contrats qui ont été signés à l’international près de 4,2 milliards l’ont été avec des entreprises françaises. En substance, il s’agit de près de 450 millions d’euros annuels qui sont injectés dans l’économie locale de Saint-Paul-lez-Durance. Dans sa globalité, la France contribue de l’ordre de 10% des financements du programme pour une plus-value correspondant à trois fois l’investissement d’origine.


Contrairement à ITER certains projets n’ont pas eu la chance d’aboutir. Comme nous avons pu le constater, les grands projets scientifiques ont leurs coûts, ITER représente un investissement de 20 milliards d’euros. Et les retombées notamment dans les secteurs de la technologie, de l’emploi ainsi que de l’économie sont nombreuses. Malgré ce constat, nombreux sont aussi les projets scientifiques qui n’ont pas vu le jour. Ne répondant pas aux critères de l’industrie militaire, à un besoin d’indépendance nationale ou de sûreté nationale, ces projets sont malheureusement restés au stade embryonnaire. Innombrables sont aussi les projets qui n’ont pas été investis pour des raisons de carences intellectuelles, industrielles ou financières. Nous avons aussi assisté, depuis la libéralisation de l’économie, à l’enfouissement et l’oubli de projets sous la direction de certains lobbys. Cependant nous venons de constater qu’il est nécessaire de soutenir par tous les moyens disponibles le développement des projets scientifiques et ce dans l’intérêt du plus grand nombre.

Dans le cadre de l’écologie, la situation est devenue critique et l’enjeu croissant d’étouffer la crise climatique qui nous confronte, à contraint la communauté internationale à engager une démarche de « décarbonisation » de l’industrie et des modes de consommation. Cette démarche se traduit en une coopération internationale intense dans le secteur de la recherche et dont les résultats ne sauraient plus tarder.

Outre l’écologie, le Projet ITER que l’on peut aussi qualifier de « pégase de l’énergie propre et durable » est né dans un contexte de prise de consciences internationale. Il a été conclu dès les années 1990 que « les modes de productions et d’approvisionnements énergétiques tel qu’ils existaient n’étaient pas soutenable » (M. Bernard Bigot). Il a fallu répondre à une demande énergétique croissante en concevant une installation en accord avec les exigences économiques et sociétales de notre époque ; aujourd’hui, rien ne semble plus pouvoir mettre à mal la réussite du programme ITER. Il ne reste qu’un infime intermède entre la théorie, la mise en pratique et la commercialisation de la fusion nucléaire.




Pour conclure, la fusion nucléaire ne présente que des avantages. D’une part les déchets radioactifs qui en résultent ont une durée de vie qui n’excède pas la centaine d’années. D’autre part, selon Monsieur Bernard Bigot, Directeur Général de l’ Organisation ITER, il est envisageable de retraiter les déchets de la fusion ainsi que ceux issus des centrales nucléaires à fission grâce à la fusion nucléaire. Bien que celà soit un défi majeur, d’un point de vue théorique l’hypothèse ne semble pas être écartée pour le moment. Par ailleurs les éléments nécessaires à la fusion nucléaire sont quasiment inépuisables. On parle de quantités suffisantes à une exploitation à long terme, estimées à plusieurs centaines de millions d’années. En ce qui concerne le cycle de vie des centrales nucléaires, on estime à plusieurs centaines d’années leur espérance de vie alors que les centrales nucléaires classiques sont démantelées près de quarante ans après leur mise en service.

Par surcroit, un réacteur de fusion devrait avoir une puissance de l’ordre de 1 500MW d’énergie, soit l’équivalent des besoins d’une ville de 3 millions d’habitants. Et sachant qu’il est tout à fait envisageable d’ériger des installations plus volumineuses, et donc beaucoup plus productives, la fusion se révèle être une alternative incontestable. Tel un ouroboros, une centrale à fusion nucléaire est en mesure de produire l’énergie requise à son fonctionnement autonome, la matière nécessaire au traitement des déchets nucléaires ainsi que l’électricité dédiée à desservir les ménages en énergie. En ces termes, il est indéniable que la fusion pourra répondre aux besoins énergétiques de l’humanité et ainsi devenir la source d’énergie du futur.


Une énergie propre et durable- La fusion nucléaire*





César Abat,

Administrateur de Ligere.fr

Remerciements à Monsieur Bernard Bigot, Directeur Général du Projet ITER qui m’a accordé une interview passionnante.


Sources :


*BONUS : Fonctionnement d’un réacteur à fusion nucléaire


Un tokamak requiert une technologie de pointe. Le tokamak est une chambre toroïdale (forme en tore) entourée d’un puissant système magnétique au sein de laquelle un vide quasi parfait doit être réalisé. Au sein de cette chambre, le plasma doit être porté à une température de l’ordre de 150 millions de degrés.

C’est au cœur de ce plasma (quatrième état de la matière) que se produisent les réactions de fusion. Cette réaction de fusion nucléaire résulte de la rencontre de deux noyaux d’hydrogène, qui en fusionnant vont générer un noyau d’hélium et un neutron. Le noyau d’hélium va rester prisonnier du plasma contrairement au neutron qui va en être expulsé.

Le neutron expulsé est recueilli par des tuiles de béryllium et l’énergie cinétique du neutron va au contact de la tuile de béryllium générer de la chaleur. Derrière les tuiles de béryllium, un circuit d’eau sous pression va évacuer la chaleur générée. Dans une installation de fusion industrielle, un système de turbines et d’alternateurs permettra de produire de l’énergie électrique.

Cette réaction en chaine est régie par la loi de Carnot (1824) deuxième principe de la thermodynamique ; il s’agit du même procédé mis en œuvre dans les centrales à charbon, les centrales nucléaire, à pétrole à gaz etc… Cependant dans le cadre du réacteur à fusion nucléaire, les ressources sont quasiment inépuisables et l’énergie produite a un indice carbone neutre.