Le réacteur thermonucléaire expérimental international, ou ITER (acronyme de l'anglais , également mot latin signifiant « chemin » ou « voie »), est un projet international de réacteur nucléaire de recherche civil à fusion nucléaire de type tokamak, situé à proximité immédiate du centre d’études nucléaires de Cadarache à Saint-Paul-lès-Durance, en France. Le projet de recherche s'inscrit dans une démarche à long terme visant à l'industrialisation de la fusion nucléaire. Il associe en 2025 trente-trois pays : ceux de l'Union européenne ainsi que l'Inde, le Japon, la Chine, la Russie, la Corée du Sud, la Suisse et les États-Unis.
ITER est le plus grand projet scientifique mondial actuel. Il naît de l'idée d'une collaboration internationale sur l'énergie de fusion dès 1985. Par sa complexité, son ambition et son budget hors norme, ce projet de haute technologie cristallise les espoirs de maîtriser la fusion nucléaire, une source d'énergie abondante et non émettrice de gaz à effet de serre. Pour les mêmes raisons, il est sujet à de nombreuses controverses, notamment concernant sa difficulté de réalisation, le montant des subventions sur fonds publics, les dépassements de budget et les retards de construction. Son entrée en activité et les premières expériences de fusion sont prévues pour 2033.
vignette|Maquette représentant le tokamak ITER. Selon les promoteurs du projet, la démarche à long terme visant à l'industrialisation de la fusion nucléaire nécessiterait de construire ensuite un second réacteur de recherche, Demo, plus proche d'un réacteur de production, puis PROTO, un réacteur à valeur de prototype industriel, avant la phase industrielle proprement dite.
Nom Iter signifie « chemin » ou « voie » en latin.. Les participants aux études de conception préliminaires (entre 1988 et 1992) ont choisi cet acronyme pour exprimer leur souhait de voir le monde coopérer au développement de la maîtrise d'une nouvelle forme d'énergieGlossary (A-Z) of ITER terms (« Glossaire alphabétique des termes utilisés dans ITER »), ITER (consulté le 31 juillet 2013).. Le projet a en effet été lancé par Ronald Reagan et Mikhaïl Gorbatchev dans le contexte de la perestroïka, sur proposition de l'URSS à la communauté internationale.. La forme développée du nom est ITER : international thermonuclear experimental reactor (réacteur thermonucléaire expérimental international), Code de rédaction interinstitutionnel de l’Union européenne, Annexe A4 : « Sigles et acronymes », mise à jour du 3 avril 2019..
Projet Objectifs Le projet a pour objectif principal de démontrer que la fusion nucléaire peut être utilisée comme source d'énergie à grande échelle, non émettrice de gaz à effet de serre, dans l'objectif futur de produire de l'électricité..
Le réacteur ITER a été conçu pour produire un plasma de fusion équivalent à de puissance thermique pendant des durées de 400 à .., pour une puissance thermique injectée dans le plasma de , soit une multiplication par dix de la puissance thermique.. La machine vise par ailleurs à démontrer la faisabilité d'une réaction auto-entretenue, ce qui n'a pas encore été réalisé dans un réacteur de fusion. L'électricité totale consommée par le réacteur et les installations se situera entre 110 et de pointe pendant trente secondes.. Le réacteur est conçu uniquement pour produire un plasma de fusion, et la chaleur émise par la réaction de fusion sera évacuée dans l'atmosphère sans générer d'électricité.
Phase d'exploitation Bernard Bigot présente, en , la phase d'exploitation d'ITER : après le premier plasma en 2025, les équipements de collecte de l’énergie seront installés. Cette étape majeure devrait se terminer vers 2028. Elle permettra de valider la phase de pré-fusion, c’est-à-dire de production d’énergie à partir d’hydrogène classique, de deutérium ou d’hélium. Après cette phase, la machine devrait être disponible pendant dix-huit mois pour les scientifiques qui souhaiteraient mener des expériences. Dans un deuxième temps, à partir de 2030, des systèmes de chauffage complémentaires, indispensables pour parvenir à un plasma de fusion, seront installés. C’est le cas du système de chauffage par injection de particules neutres, qui permet d’accélérer les noyaux d’hydrogène à très grande vitesse pour augmenter le chauffage du plasma afin de le porter à la température de fusion de de degrés, température nécessaire pour un plasma auto-entretenu. En 2032, une nouvelle campagne de travail sur la machine sera offerte aux physiciens ; en parallèle sera finalisée la construction de l’installation du cycle du combustible, qui séparera l’hélium produit au sein du plasma par la fusion de l’hydrogène et recyclera le tritium et le deutérium produits par la fusion pour les stocker temporairement et les réinjecter dans la machine. L’objectif est qu’en 2035Soit dix ans après le premier plasma. ITER atteigne sa pleine puissanceITER : vers une révolution énergétique, Société française d'énergie nucléaire, 11 janvier 2019..
Phase de démantèlement Une fois la phase d'exploitation terminée, il faudra démanteler l'installation. Les sous-produits de fusion nucléaire issus d'ITER sont peu, voire pas du tout radioactifs, ce qui n'est pas le cas de la chambre, qui devra être traitée pour respecter les normes de sécurité qui seront alors en vigueur. Des déchets vont également être indirectement produits par la dégradation de la chambre sous irradiation (rayonnements alpha échappant au confinement, neutrons). Par exemple, des atomes de carbone seront arrachés aux céramiques des parois, ce qui conduit à la production d'hydrocarbures tritiés, dans l'enceinte de confinement.
La phase de désactivation devrait durer cinq ansITER : l'avenir de la fusion nucléaire, 14 novembre 2006, sur le site du Programme d'information internationale des États-Unis., puis le démantèlement à la charge de la France devrait durer dix ans.
Après ITER Après la phase d'exploitation et suivant les résultats obtenus (le « seuil de rentabilité » de production d'énergie dépassé ou non), un autre réacteur expérimental de puissance équivalente à un réacteur industriel pourrait être créé. Nommé Demo (pour demonstration power plant, « centrale électrique de démonstration »), il sera destiné à étudier la possibilité d'une exploitation commerciale à proprement parler, visant à mettre au point une production industrielle de d’électricité« À quoi sert le projet ITER ? », sur itercad.org.. La réaction de fusion est destinée à être utilisée comme source de chaleur pour une chaudière produisant de la vapeur d'eau, qui elle-même entraîne des turbines pour produire de l'électricité, comme dans la plupart des centrales électriques. Demo serait le premier réacteur de fusion produisant plus d'énergie que nécessaire pour son fonctionnement. Demo devra atteindre le seuil d'« ignition » dans lequel le chauffage du plasma est réalisé par l'énergie des alphas produits sans apport d'électricité.
Bernard Bigot, directeur général d'ITER, espère .
Après Démo serait construit PROTO, un réacteur à valeur de prototype industriel Damian Hampshire, The roadmap to magnetic confinement fusion. MD Campbell, Beyond ITER , 18 août 2008. Michael Dittmar, Fusion Illusions, Nuclear Monitor, Issue: #698, , 27 novembre 2009..
Par la suite, les premiers réacteurs d'application pourront être fabriqués. Les prototypes à construire sont de taille et puissance importantes.
Pourtant, des laboratoires universitaires et des start-ups et acteurs privés se sont aussi lancés dans la course à la fusion (notamment au Royaume-Uni, aux États-Unis, en Chine, au Japon et en Russie) ; elles ont déjà obtenu des avancées significatives dans la recherche et développement et les tests de nouveaux matériaux et de variants des technologies de fusion à base d’aimants (stellarators), lasers et tokamaks. Certains projets, plus légers qu'Iter, passent du stade de conception au stade de prototype..
Histoire
Proposition initialement soviétique vignette|gauche|Reagan et Gorbachev au sommet de Genève en 1985. Début , Mikhaïl Gorbatchev présente le projet à François Mitterrand lors de sa première visite en France.. Puis un mois plus tard lors du sommet de Genève, en , Mikhaïl Gorbatchev convainc Ronald Reagan de participer au programme international pour construire la prochaine génération de tokamak. L'Union soviétique travaillait, depuis plusieurs années, sur ce type de réacteur.
En , les États-Unis, la Communauté économique européenne (CEE) via l'organisme Euratom et le Japon acceptent de rejoindre l'Union soviétique au sein de ce projet. C'est ainsi qu'il est décidé de créer ITER, qui est placé sous l'autorité de l'Agence internationale de l'énergie atomique. Initialement, seuls quatre membres y participent : l’Union soviétique, les États-Unis, la CEE (en association avec le Canada) et le Japon..
Phase d'étude, de conception et de coordination En , débute la phase de conception (appelée ou CDA). Cette phase avait pour but de faire la synthèse des résultats des différents programmes existants pour les intégrer. La CDA s'est terminé en .
En , à Washington, les quatre membres signent un accord qui lance la phase d'ingénierie (appelée ou EDA) qui dure six ans. Cette phase se termine comme prévu fin 1998.
Les États-Unis quittent le projet à la fin de la phase EDA, car ils jugent ce projet incertain et ruineux« Les chercheurs nous embarquent pour ITER », Le Canard enchaîné, le ..
À la suite du retrait des États-Unis est décidé le lancement de la deuxième phase de l'EDA. Cette seconde phase avait pour but de revoir à la baisse les objectifs de manière à prendre en considération le manque de financement engendré par le retrait des États-Unis. Cette phase se termine en .
La phase de coordination (appelée ou CTA) se termine fin 2002. Elle avait pour but de préparer la phase de conception et souleva la question de l'emplacement du site de construction, mais également celles du financement et du cadre juridique d'ITER.
En , la Chine rejoint le projet, suivie en février du retour des États-Unis et en juin de l'arrivée de la Corée du Sud.
Choix du site de construction du prototype Initialement, quatre sites de construction ont été proposés : Cadarache, en France ; Clarington, au Canada ; Rokkasho, au Japon et Vandellos, en Espagne.
Le choix du site revêt une très grande importance politique, mais surtout économique. L'investissement est estimé à dix milliards d'euros sur quarante ans.. Une étude réalisée en France en 2002 prévoit qu'ITER créera trois mille emplois. indirects pendant les dix ans de construction et indirects pendant les vingt ans d'exploitation.
Après une querelle franco-espagnoleLe réacteur ITER au forceps, Le Monde, 16 octobre 2004, sur sortirdunucleaire.org., l'Espagne retire sa proposition le . Cadarache reste ainsi le seul site soutenu par l'Union européenne. La proposition canadienne de Clarington a disparu d'elle-même, faute de véritable financement et de volonté politique des Canadiens, qui ont décidé de rejoindre le point de vue de l'UE. Le site de Cadarache reçoit le soutien de la Chine et de la Russie tandis que le site de Rokkasho reçoit celui des États-Unis et de la Corée du Sud.
vignette|Emplacement du site de Cadarache en France. En , avant même que le choix du site n'ait été arrêté, le site de Cadarache semble déjà avoir l'avantage., si bien que l'Union européenne décide, quelle que soit la décision, d'y commencer les travaux.
Alors que le gouvernement japonais défend toujours officiellement la candidature de son site, il laisse entendre à plusieurs reprises qu'il ne se battra plus pour avoir 100 % du projet. Le à Genève en Suisse, un accord technique est signé entre le Japon et l'Union européenne., où il est stipulé que le pays hôte (aucun nom n'est alors cité) assumera 40 % du prix de la construction, alors que le pays non hôte obtiendra : 20 % des contrats industriels pour la construction et 20 % des effectifs permanents ;