Iter ou le soleil en bouteille

Les immenses grues découpent le ciel provençal dans une noria parfaitement maîtrisée. Au pied des monstres de métal, quelque 2 300 personnes s’affairent dans une foule de bâtiments – certains achevés, d’autres encore en construction –, juste à côté d’un gigantesque poste électrique et de ses câbles à très haute tension. Un chantier titanesque de 420 000 m², soit 50 fois la pelouse du Stade de France, sur une terre fraîchement retournée qui était encore une pinède voilà dix ans,
à quelques kilomètres du centre du Commissariat à l’Energie atomique (CEA) de Cadarache (Bouches-du-Rhône). Avec, au milieu, un énorme bloc de béton sur lequel les premiers éléments de charpente commençaient, fin 2019, à être posés. Une superstructure longue de 120 mètres, large de 80 mètres et haute de 80 mètres (dont 20 mètres sous le sol), qui pourrait sans mal accueillir l’Arc de Triomphe.
Monter en haut de l’édifice, où l’on accède par un escalier métallique déconseillé aux personnes sujettes au vertige, permet de prendre davantage encore la mesure du bâtiment : quelque 150 000 m3 de béton, 16 000 tonnes de ferraillage et 7 500 tonnes d’acier ont été nécessaires pour ériger ce mastodonte. Un énorme défi technique pour un monumental défi scientifique, qui semble relever du rêve d’un doux-dingue : reproduire sur Terre l’énergie des étoiles. Et ainsi donner à l’humanité, selon ses concepteurs, une source d’énergie n’émettant pas de gaz à effet de serre (donc ne contribuant pas au réchauffement climatique), disponible en quantité suffisante pour au moins 6 millions d’années, et surtout ne produisant que très peu de déchets par rapport aux centrales nucléaires actuelles. Mieux : ces derniers auraient une durée de vie infiniment moins longue que ceux issus de la fission (le procédé aujourd’hui utilisé dans tous les réacteurs de la planète).
« Si nous réussissons, ce sera une rupture majeure dans l’histoire de l’humanité. » A 70 ans, Bernard Bigot sait qu’il ne verra peut-être pas la mise en œuvre – ou l’échec – de l’expérimentation qu’il supervise. Cet ancien patron du CEA dirige depuis mars 2015 le programme Iter – le « chemin » en latin, ou plus prosaïquement l’acronyme d’International Thermonuclear Experimental Reactor. Il poursuit : « Notre objectif est de démontrer la faisabilité de la fusion de l’hydrogène. Cela va prendre beaucoup de temps, mais on ne peut pas aller plus vite. » Jamais, dans son exposé, il n’utilise le terme « nucléaire ». Trop diplomate pour lâcher le mot qui fâche et fragiliser un peu plus un projet qui, en raison de sa durée, repose sur une structure fragile. Jérôme Stubler, le patron de Vinci Construction, le groupe de BTP qui a mené les travaux de génie civil, complète :
« Nous sommes dans un programme dont l’échelle dans le temps dépasse celle d’une vie humaine. Un peu comme au temps des bâtisseurs de cathédrales. »La découverte même de la fusion est ancienne. Les réactions thermonucléaires à l’œuvre au cœur du Soleil et des autres étoiles ont été mises en évidence dès les années 1920. « La fusion est le phénomène le plus familier de l’Univers, explique Bernard Bigot. Le Soleil est une bulle d’hydrogène avec en son cœur un plasma, le quatrième état de la matière [avec le solide, le liquide et le gazeux ; il est obtenu à très haute température, NDLR]. Au sein de ce plasma, deux noyaux atomiques se rapprochent pour former un nouveau noyau plus lourd, libérant alors une grande quantité d’énergie : c’est la fusion. »
A l’inverse, la fission nucléaire est la réaction produite par la séparation d’un gros noyau d’uranium en deux parties, lesquelles sont ensuite scindées en deux, et ainsi de suite. A partir des années 1950, des scientifiques ont réussi à reproduire le phénomène de fusion sur Terre. Pour ce faire, l’outil le plus couramment utilisé s’appelle le « tokamak », un nom d’origine russe : un réacteur où des isotopes d’hydrogène sont portés à très haute température et où le plasma reste confiné grâce à un champ magnétique produit par des bobines.
Problème : jusqu’à ce jour, il faut beaucoup d’énergie pour réaliser sur Terre les conditions de la fusion… Davantage que l’énergie produite par l’opération. D’où la décision de construire un tokamak bien plus grand que tous ceux créés jusqu’ici. C’est le sens du projet Iter : réussir à faire sortir du réacteur dix fois plus d’énergie que la quantité injectée. Le gigantesque bloc de béton du chantier abritera ainsi un tokamak lourd de 23 000 tonnes, soit trois fois la masse de la tour Eiffel. A l’intérieur, dans une chambre à vide de 800 m3, la température pourra atteindre 150 millions de degrés Celsius (dix fois celle du cœur du Soleil) afin de réaliser la fusion. Le tout premier plasma est censé être produit en 2025. C’est ensuite vers 2035 qu’est attendu le premier plasma « pleine puissance », qui pour la première fois au monde permettra une production nette d’énergie par la fusion.

Vue extérieure du tokamak. La toute première production de plasma est attendue pour 2025.

« En 2040, on sera en mesure de dire aux producteurs d’électricité si la fusion est une source possible d’énergie, explique Bigot. Il faudra encore quelques années pour que les industriels puissent en apprécier les potentialités et mettre au point les premières centrales. Et j’espère qu’autour de 2060, vous pourrez consommer de l’électricité produite par la fusion, en substitution aux énergies fossiles. » Bien trop long ? « On est en train d’apprendre… » Et l’expert de reprendre à son compte un raisonnement souvent entendu pour l’EPR, le réacteur de troisième génération en construction depuis treize ans à Flamanville et quinze ans en Finlande : « Grâce au retour d’expérience d’Iter, la construction du prochain tokamak se fera beaucoup plus rapidement. » De l’autopersuasion ? Peut-être. Car le projet Iter n’est pas moins complexe que la réalisation de l’EPR, bien au contraire.
Au pied du chantier, une rangée de sept drapeaux semble écrasée par la carcasse de béton géante et le formidable hall en métal où sont assemblés des éléments du réacteur. Les drapeaux des sept financeurs du projet : les Etats-Unis, la Russie, l’Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Chine et l’Union européenne, qui assume la plus grande partie du coût de construction (45,6 %). Un budget colossal de 20 milliards d’euros et une organisation qui tient autant des règles de protocole du Quai-d’Orsay que des manuels de génie civil et de physique.
L’idée du programme Iter a été lancée par Ronald Reagan et Mikhaïl Gorbatchev dès 1985 et il a ensuite fallu… vingt et un ans pour que le groupe d’Etats se mette d’accord sur le projet et la localisation de son site. Dans cette machinerie financière complexe, les Etats participent surtout par des livraisons de matériels : par exemple, c’est une entreprise indienne qui fournit les principaux éléments du cryostat, la plus grande enceinte à vide en acier inoxydable jamais construite, dans lequel sera confiné le plasma. « Quand on voit les dysfonctionnements de l’EPR, il est sans doute illusoire de penser qu’un tel projet pharaonique, avec des pièces venues du monde entier, puisse fonctionner un jour », juge Martial Chateau, administrateur du réseau Sortir du Nucléaire. Et de dénoncer un budget exponentiel :
« Voilà vingt ans, le coût d’Iter était estimé à 5 milliards d’euros, aujourd’hui on en est à 20 milliards. Qu’en sera-t-il dans vingt ans ? Sur la période 1974-2003, la fusion a déjà accaparé plus de 10 % des fonds de recherche et développement consacrés à l’énergie, aux dépens de la transition énergétique. Et puis, imaginons tout de même que le programme soit un succès : aucun réacteur de série ne sera cependant envisageable avant la fin du siècle, c’est-à-dire bien trop tard pour répondre aux défis du changement climatique. »Martial Chateau rappelle aussi que les prix Nobel de physique français Pierre-Gilles de Gennes (1991) et Georges Charpak (1992) trouvaient le projet bien trop onéreux, trop incertain et surtout trop risqué, s’interrogeant notamment sur l’impact des radiations sur les matériaux de l’enceinte.
Critiques balayées par le patron du programme Iter, qui explique que la fusion – sur laquelle planchent aussi des start-up nord-américaines financées par Jeff Bezos, Bill Gates ou Peter Thiel – est au contraire bien plus sûre que la fission, car le combustible (les isotopes d’hydrogène) n’est présent qu’en toute petite quantité et pour un bref instant dans le réacteur ; par conséquent, toute perturbation pourra donner lieu à un arrêt de l’alimentation en combustible et à un refroidissement quasi immédiat du plasma. Réponse à cette controverse autour de l’année 2049. Ou pas.

Source Nouvel Obs