À Saint-Paul-lès-Durance, dans les Bouches-du-Rhône, à 70 kilomètres au nord-est de Marseille, se joue peut-être l’une des aventures scientifiques les plus démesurées que l’humanité ait jamais entreprises. Le chantier est implanté sur un site de 180 hectares, juste à côté du centre de recherche de Cadarache du Commissariat à l’énergie atomique. Là, des ingénieurs venus de 35 nations assemblent pièce par pièce une machine dont l’objectif dépasse l’entendement : reproduire sur Terre le mécanisme qui fait briller le Soleil depuis 4,6 milliards d’années. Ce projet s’appelle ITER, et il est officiellement le plus coûteux de toute l’histoire scientifique de l’humanité.

Sommaire

1. Reproduire une étoile dans un bâtiment de béton
2. La facture la plus lourde de l’histoire scientifique
3. Le chantier avance, les briques s’assemblent
4. Un projet qui redéfinit les horizons de l’énergie

Reproduire une étoile dans un bâtiment de béton

Contrairement aux centrales nucléaires actuelles, qui fonctionnent sur la fission d’atomes lourds, la fusion vise à unir deux noyaux atomiques légers pour en former un seul lourd, libérant une énorme quantité d’énergie. Les atomes fusionnés sont des constituants de l’hydrogène, laissant entrevoir une matière première abondante et facile à exploiter. un mélange de deux isotopes d’hydrogène, le tritium (T) et le deutérium (D), est porté à l’intérieur de la chambre à une température supérieure à 150 millions de degrés Celsius, formant le plasma. C’est dix fois la température du cœur du Soleil.

Pour contenir ce plasma en fusion sans qu’il touche les parois, ce qui le détruirait instantanément, les physiciens ont conçu une machine d’une sophistication vertigineuse. Dans ce que l’on appelle un tokamak, une machine en forme de donut, le plasma est contenu avec des bobines magnétiques et c’est là que se produit la fusion nucléaire. Le maintien d’un plasma à 150 millions de degrés nécessite des champs magnétiques extrêmement puissants, produits par des aimants supraconducteurs refroidis à -269°C. La coexistence de ces deux extrêmes dans un même objet résume à elle seule le défi technologique. Cette combinaison de températures extrêmes, du froid absolu à une chaleur intense, est un défi que peu de technologies actuelles peuvent gérer.

Le rendement potentiel est stupéfiant. La quantité d’énergie produite par la réaction de fusion est environ 4 millions de fois supérieure à celle que génèrent des réactions chimiques telles que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel. Pour le formuler autrement : un seul gramme de combustible de fusion deutérium-tritium peut produire autant d’énergie que 11 tonnes de charbon. Et la matière première ? Il y a environ 30 milligrammes de deutérium dans chaque litre d’eau. Si tout le deutérium contenu dans un litre d’eau fusionnait avec du tritium, il fournirait une énergie équivalente à 340 litres de pétrole. L’Agence internationale de l’énergie atomique décrit cela comme une énergie « pratiquement illimitée, propre, sûre et à un coût abordable ».

La facture la plus lourde de l’histoire scientifique

L’accord formel scellant le projet commun des pays participants a été signé en 2006 et les premières phases de construction ont été amorcées en 2010 sur le site de Cadarache. Le programme rassemble la Chine, la Corée du Sud, les États-Unis, l’Union européenne, l’Inde, le Japon et la Russie. Plus d’un million de composants proviennent du monde entier : environ 9 % chacun pour la Chine, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis, et 45 % pour l’Europe en tant que membre hôte. Un puzzle géant, assemblé au millimètre près, sur un site qui s’étend sur la superficie de 250 terrains de football.

À l’origine en 2006, ITER était un projet de 10 ans devant coûter 6,3 milliards de dollars. Aujourd’hui, la réalité est tout autre. Le surcoût est estimé autour de 5 milliards d’euros, pour un coût total déjà engagé estimé entre 20 et 40 milliards d’euros. Selon la direction, le montant exact est difficile à chiffrer, beaucoup de contributions des membres se faisant en nature. Cette fourchette, aussi large soit-elle, positionne ITER loin devant tout autre programme de recherche civil de l’histoire, bien au-delà du Grand collisionneur de hadrons du CERN, lui-même considéré comme un projet pharaonique.

Les retards ne sont pas moins spectaculaires. Depuis le lancement du chantier en 2010, ITER a connu plusieurs retards successifs, liés à la complexité extrême du projet, à la coordination entre les partenaires internationaux, à des ajustements de conception, des difficultés d’approvisionnement, ou encore à la pandémie mondiale. Le calendrier avait été réorganisé en juillet 2024, repoussant le démarrage des premières opérations de fusion du réacteur à 2034. Neuf ans de décalage sur le calendrier initial, conséquence notamment de la découverte en 2022 de défauts de fabrication sur des composants essentiels de l’imposant réacteur.

Le chantier avance, les briques s’assemblent

Malgré ces tribulations, le chantier progresse. Le module n°5 de la chambre à vide du réacteur ITER a rejoint ses deux voisins, les modules 6 et 7, déjà en place. Dans le puits où siégera définitivement le réacteur, séjourne déjà, depuis le mois d’avril 2025, la première section de la chambre à vide. ITER sera le premier tokamak intégrant la plupart des technologies essentielles au futur réacteur à fusion nucléaire : des aimants supraconducteurs de très grande taille, des composants exposés frontalement au plasma, un processus continu de gestion du tritium et une maintenance robotisée.

En parallèle, sur le même site de Cadarache, une autre machine a marqué les esprits. Le tokamak WEST du CEA a maintenu un plasma pendant plus de 22 minutes, écrasant le record mondial de durée. Un jalon historique pour la fusion nucléaire et pour ITER. 1 337 secondes exactement, c’est le temps qu’a tenu le plasma d’hydrogène dans WEST, chauffé à 50 millions de degrés. Ce score dépasse de 25 % le précédent record, détenu par le Chinois EAST. Cette avancée démontre que la connaissance des plasmas et leur maîtrise technologique sur de longues durées sont devenues bien plus matures, laissant espérer que des plasmas de fusion puissent être stabilisés sur de longues durées dans des machines comme ITER.

Un projet qui redéfinit les horizons de l’énergie

ITER ne produit pas d’électricité. Ce point mérite d’être dit clairement. Son rôle est exclusivement expérimental : démontrer que la fusion libère dix fois plus d’énergie qu’il n’en faut pour l’initier. L’étape suivante, avec le réacteur de démonstration DEMO, devrait apporter la démonstration d’une production continue d’énergie, ce qui suppose la régénération du tritium à partir du lithium et l’utilisation de nouveaux matériaux capables de résister à d’importants flux de neutrons. Les premières centrales commerciales à fusion ne sont pas envisagées avant 2050, voire après.

Cette temporalité heurte frontalement l’urgence climatique. L’objectif du zéro émission de CO2 en 2050 risque de ne pas être atteint grâce à la fusion. ITER est donc un pari sur l’après, une assurance-vie énergétique pour les générations du XXIIe siècle. Les déboires d’ITER interviennent d’ailleurs alors que de nombreux laboratoires universitaires et start-ups se sont lancés dans la course à la fusion et ont annoncé ces derniers mois des avancées significatives, certaines avec des approches radicalement plus compactes et moins coûteuses. La direction d’ITER promet de renforcer la coopération avec le secteur privé, signe que le monopole du grand projet public sur la fusion est en train de se fissurer, paradoxe savoureux pour une machine censée, précisément, maîtriser les fissures de l’atome. Et si la vraie course n’était pas de terminer ITER en premier, mais de déterminer qui allumera le premier réacteur commercial, qu’il soit né d’un traité international ou d’un garage de la Silicon Valley ?

Sources : x.com | media24.fr