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Retrouvez dans cette rubrique les questions les plus récurrentes sur le programme ITER.

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ITER : C'est quoi ?
ITER, en latin « le chemin », est une expérience scientifique à grande échelle qui doit démontrer la faisabilité scientifique et technologique de l'énergie de fusion. ITER est actuellement en cours de construction à Saint-Paul-lez-Durance (Bouches du Rhône). Dans le cadre d'une collaboration sans équivalent, sept pays ou groupe de pays membres d'ITER - la Chine, l'Europe, l'Inde, le Japon, la République de Corée, la Fédération de Russie et les États-Unis — œuvrent conjointement pour concevoir et réaliser la plus grande machine de fusion de l'histoire. ITER ne produira pas de l'électricité mais sera l'outil à partir duquel — de par sa taille, ses matériaux novateurs et ses technologies - les physiciens et les ingénieurs pourront résoudre des problèmes-clé avant de passer à l'exploitation industrielle et commerciale de la fusion.

Conçu pour produire 500 MW d'énergie de fusion à partir d'un apport externe de 50 MW, ITER sera le premier dispositif de fusion capable de générer de l'énergie de manière effective, et ouvrira ainsi la voie vers un réacteur de démonstration, DEMO.

La construction de l'installation a démarré en France en 2010. Tandis que les travaux de construction progressent, les industries des Membres d'ITER ont lancé la fabrication des éléments de haute technologie destinés au réacteur de fusion — le tokamak. La livraison des premiers éléments de la machine ou de l'installation a commencé en septembre 2014 ; les premiers éléments de très grande taille sont arrivés en 2015. Les activités d'assemblage de la machine démarreront à partir du moment où le Complexe tokamak est accessible aux équipes.

ITER est l'un des projets scientifiques et industriels le plus complexe au monde. Les industries impliquées ont d'ores et déjà mis en place des programmes de recherche et de développement pour répondre aux exigences liées à la fabrication des pièces des machines. ITER est l'aboutissement d'un demi-siècle de recherche dans le domaine de la physique des plasmas. Le programme doit démontrer que la maîtrise de l'énergie de la fusion est à notre portée.

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À quelles questions, non encore résolues par la recherche, répondra ITER ?
ITER constitue une étape expérimentale entre les machines de fusion actuelles, centrées sur l'étude de la physique des plasmas, et les centrales de fusion de demain.

Avec ITER, la communauté de la physique des plasmas disposera d'un dispositif uniquee, capable de produire des décharges de plasma beaucoup plus longues que celles obtenues dans d'autres installations de fusion. La machine ITER sera deux fois plus volumineuse que le plus gros dispositif de fusion expérimental en service à ce jour, le JET européen (Royaume-Uni), pour un volume de plasma 10 fois supérieur. La machine expérimentale ITER a été conçue pour :

•        générer une puissance de fusion de 500 MW (Q=10),
•        confiner un plasma deutérium-tritium dans lequel le chauffage par les particules alpha est prédominant,
•        démontrer le fonctionnement intégré des technologies intervenant dans une centrale de fusion,
•        tester les éléments d'une centrale de fusion,
•        tester des concepts de module tritigène.

La recherche sur la fusion s'apprête aujourd'hui à explorer un « plasma en combustion », dans lequel la chaleur issue de la réaction de fusion sera suffisamment préservée pour entretenir la réaction sur une période prolongée. Cette exploration est une étape nécessaire vers la maîtrise d'une source d'énergie de fusion. Les scientifiques sont convaincus que les plasmas d'ITER, de par leur taille et leur température plus importantes que celles des machines existantes, produiront beaucoup plus d'énergie de fusion tout en demeurant stables sur de longues périodes. Seule une expérience de la taille d'ITER permettra de faire progresser la science de la fusion.

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Existe-t-il au sein de la communauté scientifique un consensus sur le projet ITER ?
Pour un projet de cette envergure, sans précédent, impliquant une collaboration mondiale et des dépenses de milliards d'euros, on ne peut s'attendre à ce que la communauté scientifique soit unanime sur les objectifs ainsi que sur la base scientifique et technique du projet. Un consensus scientifique peut être possible tant que les discussions restent à un niveau conceptuel, mais dans un monde où règne une compétition féroce pour le financement de la recherche, il est inévitable que des scientifiques de différents domaines critiquent la décision de dépenser de l'argent pour un grand projet, arguant qu'ils préféreraient que l'argent soit investi ailleurs.

Ce que l'on peut dire à propos d'ITER, c'est que large majorité de la communauté scientifique du domaine de l'énergie, considère ce projet comme une étape clé dans la recherche d'une énergie alternative pour l'avenir de l'humanité. L'approche politique et scientifique du projet, aujourd'hui, n'est pas due au lobbying de quelques personnes d'influence. Elle résulte de décennies de recherches minutieuses, étape par étape, réalisées dans le monde entier par des scientifiques du domaine de la fusion et de discussions animées au sein des institutions scientifiques des pays concernés. Celles-ci ont débattu des options, des coûts et des risques et décidé que le projet ITER constituait un investissement rentable pour notre avenir énergétique commun. Le nombre d'articles traitant directement d'ITER présentés aux principales conférences scientifiques internationales sur le thème de la fusion ou publiés dans les journaux scientifiques spécialisés dans la fusion ne cesse de croître depuis de nombreuses années. Le fait que la recherche destinée à ITER constitue à présent un sujet dominant dans ces articles démontre à quel point ce projet est essentiel pour faire progresser la fusion vers la production de l'énergie.

La recherche sur la fusion et le rôle d'ITER ont fait l'objet d'un examen approfondi par des groupes d'experts indépendants mis en place par les agences de financement en Europe et dans la plupart des autres pays partenaires d'ITER. Les résultats de ces investigations donnent la mesure la plus fiable du consensus de la communauté scientifique en la matière. Quelques exemples :

• En 2004, lors des premières étapes de négociation d'ITER, un groupe de haut niveau présidé par Sir David King (conseiller scientifique principal du gouvernement britannique) a conclu qu'il était temps de hâter le développement du projet ITER et a recommandé de financer une « Approche accélérée » de l'énergie de fusion. En 2013, l'EFDA (European Fusion Development Agreement) a publié un projet en huit étapes pour la réalisation de l'énergie de la fusion avant 2050.
• L'Académie des sciences française a organisé un examen détaillé de l'état des connaissances et des défis que la fusion doit relever, tant pour ce qui concerne le « confinement magnétique » (dont ITER) que pour ce qui a trait à la « fusion  inertielle » à base de lasers. L'analyse a été publiée en 2007 dans un ouvrage qui insistait sur les arguments en faveur de la construction d'ITER.
• Les États-Unis ont suivi un long processus avant de décider de réintégrer le projet ITER dont ils étaient sortis à la fin des années 1990. L'Académie nationale des sciences américaine a créé un groupe réunissant des experts de la fusion et des scientifiques chevronnés, spécialisés dans des domaines de recherche connexes tels que la fission nucléaire, la physique des hautes énergies et l'astrophysique. Les scientifiques non spécialisés dans la fusion étaient en mesure de faire des recommandations. Le groupe a fortement soutenu le renouvellement de l'adhésion des États-Unis au projet ITER, qui constituait à leurs yeux la meilleure voie vers l'énergie de fusion.
• La Chine a annoncé en 2011 que 2 000 experts en fusion seraient formés sur les 10 années à venir pour assurer la recherche et le développement de cette technologie prometteuse.
• Dans le rapport qu'il a remis au Congrès américain au mois de mai 2016, le Département de l'Energie américain recommande le maintien des Etats-Unis dans le programme ITER — une position qui devra être réexaminée à la fin de l'année 2018. Le rapport note que « le management d'ITER Organization et les résultats obtenus par le programme ont connu une amélioration sensible » et conclut qu'en dépit des délais accumulés, « ITER demeure le moyen le plus rapide pour accéder à l'étude des plasmas de fusion. »

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Qu'ont apporté les tokamaks en 60 ans dans la recherche ?
Les premiers tokamaks, dans les années 1950 à 1970, étaient des machines de petite taille dont la technologie et les systèmes de contrôle étaient relativement simples. Ces machines ont cependant démontré que l'on pouvait générer des plasmas de haute température et que leur énergie pouvait être confinée. Ces premières expériences ont également permis d'identifier de nouveaux phénomènes physiques, comme le « transport anormal » lié à la turbulence ; les instabilités ou les perturbations. De même, la mise en évidence des « lois d'échelle » a laissé entendre, dès cette époque, que le confinement de l'énergie pouvait être amélioré à condition de disposer de machines de plus grande taille mettant en œuvre des champs magnétiques plus puissants.

La seconde génération, dans les années 1980, est caractérisée par l'utilisation extensive des moyens de chauffage auxiliaires. En équipant les tokamaks d'un divertor, on obtint un meilleur confinement et l'on introduisit de nouvelles techniques de préparation des parois internes de la machine. En 1982, le tokamak ASDEX expérimenta pour la première fois un mode de confinement élevé - le « Mode H ».

Une nouvelle génération de tokamaks de plus grande taille, comme le JET (Europe), JT-60 (Japon), TFTR (USA) et T-15 (Union soviétique), se donna alors pour objectif l'étude de plasmas  dans des conditions aussi proches que possible de celles d'un réacteur de fusion. Intégrant les dernières avancées de la recherche dans le domaine de la fusion, ces machines ont été régulièrement améliorées. On introduisit les aimants supraconducteurs, les opérations en deutérium-tritium ou encore les opérations de télémanipulation. L'expérience accumulée par ces machines a largement contribué à la conception d'ITER.

La recherche sur la fusion aborde aujourd'hui l'exploration du « plasma en ignition », dans lequel la chaleur issue de la réaction de fusion est retenue dans le plasma en quantité suffisante pour permettre à cette même réaction de se maintenir pendant une longue durée. Cette exploration constitue une étape indispensable sur le chemin de l'exploitation de l'énergie de fusion ; elle permettra d'aborder les phases ultérieures en toute confiance. Construire ITER et mener à bien son programme de recherche permettront d'entreprendre cette exploration.


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Quels sont les avantages d'ITER par comparaison aux autres approches en cours de développement comme le W7-X Stellarator en Allemagne ou les programmes de fusion par confinement inertiel aux États-Unis et en France ?
Au sein des « concepts de confinement magnétique » (essentiellement les tokamaks et les stellarators), le principal avantage d'ITER est de mettre en œuvre la technologie éprouvée du tokamak, de loin le plus avancé en termes de production d'énergie de fusion. C'est donc le pragmatisme qui a dicté le choix du concept de tokamak pour ITER. Les stellarators sont intrinsèquement plus complexes que les tokamaks (il était par exemple impossible d'optimiser leur conception avant que les superordinateurs ne soient disponibles) mais ils ont l'avantage d'avoir un fonctionnement fiable. Le W7-X Stellarator, qui a célébré son premier plasma fin 2015 à Greifswald en Allemagne, permettra de faire des analyses comparatives par rapport à la performance des tokamaks comparables. Ces résultats seront intégrés dans la définition de DEMO, l'installation de fusion qui succédera à ITER.

Les « concepts de fusion par confinement inertiel » sont d'une nature très différente. Ces technologies ont été développées pour simuler des explosions nucléaires et n'étaient pas initialement prévues pour produire de l'énergie. A ce jour, le concept de fusion par confinement inertiel n'a pas démontré qu'il pouvait offrir une solution plus efficace ou plus rapide que le confinement magnétique. En Europe, les programmes-cadres d'Euratom ne financent pas la recherche sur la fusion par confinement inertiel. Ils sont cependant très attentifs à leurs progrès.

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Comment est organisée la collaboration internationale autour du programme ITER ?
Dès l'origine, ITER a choisi de répartir la fabrication des éléments stratégiques de la machine entre les sept Membres du programme. Cette décision, qui a considérablement accru la complexité du programme, était motivée par des raisons évidentes : en participant au programme ITER, chaque Membre prépare son infrastructure industrielle et sa base scientifique ainsi que ses physiciens et ingénieurs à aborder l'étape suivante : la construction d'un réacteur de fusion pré-industriel.
 
L'investissement nécessaire à la construction d'ITER aurait sans doute été trop lourd pour un seul pays. Avec cette organisation, chaque Membre n'assume qu'une partie des coûts du projet mais bénéficie de l'ensemble du programme de développement (des avancées ont déjà été réalisées dans les domaines de la technologie, de la science et des matériaux, et les premières demandes de brevets ont même été déposées) et accédera plus tard à la totalité du programme expérimental, prévu pour durer 20 ans. 

La collaboration et la coordination entre les différentes entités du programme ne cessent de s'améliorer. La recherche sur la fusion est remarquable en ce qu'elle est le fruit, depuis très longtemps, d'une démarche collaborative internationale. Les avancées, les découvertes faites dans tel ou tel pays du monde sont immédiatement partagées avec les autres programmes de recherche. C'est une réalité quotidienne dans le programme ITER, qui bénéficie de la diversité des expériences de ses Membres, et notamment des recherches en cours sur les tokamaks opérationnels dans de nombreux pays du monde.

Si ITER se résumait à un programme de construction, son modèle aurait certainement été organisé différemment. Mais ITER est bien autre chose : c'est le programme de recherche sur l'énergie le plus ambitieux et le plus complexe au monde. La collaboration entre les sept Membres d'ITER, qui possèdent tous plusieurs décennies d'expérience dans le domaine de la fusion, s'est révélée extrêmement fructueuse. En mettant en commun leurs ressources, ils sont à même de surmonter les obstacles majeurs qui se dressent encore sur la voie de la fusion.

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Quand ITER sera-t-il opérationnel ?
ITER est en cours de construction à Saint-Paul-lez-Durance, dans le département des Bouches-du-Rhône. Une fois les principaux bâtiments de l'installation équipés, la phase d'assemblage de la machine et de ses installations de soutien pourra être lancée. La première phase d'assemblage se terminera avec la production du « Premier Plasma » ; d'autres opérations d'assemblage suivront, au terme desquelles tous les éléments internes à la chambre à vide (modules de couverture, divertor, bobines internes, etc.) seront installés.

En 2015, sous l'impulsion du nouveau directeur général d'ITER Organization, une analyse exhaustive et approfondie de l'ensemble des opérations de construction, de fabrication et d'assemblage a donné lieu à une actualisation du calendrier. Ce travail, qui intègre les activités d'ITER Organization et des sept agences domestiques, a été présenté au Conseil ITER lors de sa dix-septième réunion au mois de novembre 2015. Le Conseil a fait procéder à un examen détaillé du calendrier et des ressources associées par un groupe d'experts indépendants.

Cette étape franchie, le Conseil a validé le calendrier actualisé jusqu'au Premier Plasma lors de sa 18eme session en juin 2016 et le calendrier intégré au-delà du Premier Plasma et jusqu'au lancement opérations en deutérium-tritium (2035) lors de sa réunion de novembre 2016.

Le calendrier fixe au mois de décembre 2025 la date du Premier Plasma. C'est le début de la phase opérationnelle d'ITER.


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A quelle date les premiers éléments géants destinés à la machine emprunteront-ils l'itinéraire ITER ?
Le premier convoi exceptionnel a voyagé le long de l'Itinéraire ITER en janvier 2015.

Trois années de travail ont été nécessaires pour adapter, sur 104 kilomètres, les chaussées, les ponts et les ronds-points de l'Itinéraire ITER aux exigences des convois exceptionnels. Ces convois achemineront jusqu'au site d'ITER, à Saint-Paul-lez-Durance, les éléments fabriqués par les pays membres de l'Organization et arrivés par mer.

Entre 2015 et 2021, quelque 250 convois exceptionnels parcourront l'itinéraire ITER de nuit à vitesse réduite, contournant seize villages, négociant seize ronds-points et franchissant trente-cinq ponts. La plus lourde des charges qu'ils transporteront pèse 900 tonnes ; la plus haute 10 mètres ; la plus large 9 mètres ; la plus longue 33 mètres. On peut s'attendre à ce que chacun de ces convois crée l'événement lors de son passage.

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Est-ce que le programme ITER prend du retard sur son planning ?
ITER est un programme d'une nature et d'une envergure sans précédents, fondé sur une très large coopération internationale, dont le total des commandes atteint déjà plusieurs milliards d'euros. Il n'est donc pas anormal, dans ce contexte, que des retards puissent intervenir dans le calendrier. De fait, la création des structures d'ITER Organization et la mise au point d'un système de gestion du programme ont pris plus de temps que prévu.

Un Rapport d'évaluation du management (Management Assessment) en 2013 a mis en lumière d'autres facteurs : une structure multinationale très complexe ; un manque d'efficacité en partie due à la répartition du travail entre plusieurs acteurs ; une sous-estimation des besoins humains dès l'origine du programme ; et un manque d'autorité centrale.

ITER Organization et les agences domestiques partagent un même objectif : mener à son terme le programme ITER. Dans cette perspective, des mesures vigoureuses ont été mises en place pour suivre au plus près la progression du programme. Des mesures de rattrapage spécifiques ont été mises en place pour accélérer la signature des accords et des contrats ; réduire la durée excessive des procédures d'examen et de modification du design ; renforcer les fonctions d'ingénierie et de contrôle central, et améliorer la collaboration dans les domaines essentiels au respect du calendrier (fabrication de l'enceinte à vide, construction des bâtiments ...)

En 2015, l'analyse exhaustive et approfondie de tous les paramètres du programme ITER a débouché sur une actualisation du calendrier conduisant au Premier Plasma, désormais programmé pour le mois de décembre 2025, et jusqu'aux operátions en deutérium-tritium (début en 2035). Le Conseil ITER a adopté ce calendrier actualisé lors de sa réunion de novembre 2016.


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Que font les Membres pour gérer les difficultés et les retards de calendrier du programme ?
Depuis mars 2015, un nouveau directeur général—Bernard Bigot—est aux commandes du programme ITER. Son plan d'action, approuvé par tous les Membres d'ITER, est déjà en cours d'implémentation.

Le programme ITER aborde actuellement une phase critique. Les travaux sur le Complexe tokamak ont démarré et certains des éléments les plus stratégiques de l'installation (aimants supraconducteurs, chambre à vide, cryostat...) sont en cours de fabrication. Une nouvelle organisation de l'équipe centrale d'ITER Organization, centrée sur les échéances clés du programme et une direction forte, a été établie et un rapprochement dans la façon de travailler entre l'équipe centrale et les sept Agences domestiques a été mis en œuvre.

Une coopération améliorée entre les Membres, d'une part, et entre les Membres et ITER Organization, d'autre part, contribuera à aplanir les difficultés et d'accélérer le processus décisionnel. La mise en place d'une équipe intégrée (Executive Project Board) regroupant la direction d'ITER Organization et celle des agences domestiques a marqué une étape décisive dans cette direction. Au travers d'une étroite collaboration et d'un suivi rigoureux du calendrier, nous mettons en œuvre des solutions visant à améliorer l'efficacité de la fabrication des systèmes et des éléments requis pour les premières expériences. Ainsi, une proche collaboration avec l'industrie a déjà permis de rattraper une partie du retard.

Le contrôle de la qualité est également essentiel. Nous devons nous assurer de la parfaite intégration de l'ensemble des composants de la machine. ITER Organization dispose d'une équipe dédiée à l'assurance qualité (AQ) et au contrôle qualité (CQ). Ses membres participent au contrôle des fabrications et veillent à ce que les industriels chargés de produire les éléments du réacteur mettent en œuvre des procédures d'AQ/QC adéquates.

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Nous avons entendu dire que le programme était retardé. Est-ce que les membres d'ITER sont prêts à augmenter leur contribution financière ?
Le calendrier actualisé du programme ITER prévoit un Premier Plasma au mois de décembre 2025, un objectif considéré comme exigeant mais techniquement réalisable.

Validé par le Conseil ITER au mois de juin 2016, le calendrier actualisé va de pair avec une nouvelle estimation de ressources, à la fois financières et humaines.

En novembre 2016, le Conseil ITER a adopté le calendrier actualisé courant jusqu'au début des opérations en deutérium-tritium (2035). Les membres d'ITER disposent désormais de l'ensemble des éléments qui leur permettront d'engager les procédures de validation des ressources associées.

Ensemble, ITER Organization et les agences domestiques ont décidé d'un certain nombre de mesures pour s'assurer que le coût du programme restera maîtrisé :

  • En faisant porter l'effort sur la réalisation du Premier Plasma, les ressources (humaines et financières) seront concentrées sur les équipements industriels indispensables à cette étape, ce qui permet de réduire les risques financiers sur l'ensemble du programme.
  • En procédant par étape (une « approche graduelle » permettant d'équiper la machine durant plusieurs phases successives en alternance avec des phases opérationelles), on renforce la confiance et on réduit les risques financiers.
  • En identifiant les risques et les opportunités, et en vérifiant la performance d'ITER Organization et des sept agences domestiques par rapport à des « jalons » (milestones) préalablement définis, toute déviation peut être identifiée et atténuée.
  • En gelant le design des éléments et des systèmes impliqués dans la production du Premier Plasma, ainsi que leurs interfaces, le risque d'un retard supplémentaire est écarté.
Le Conseil étudie aussi la possibilité de réaliser des audits récurrents sur certains points du programme, critiques pour son succès.


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Le calendrier d'ITER a-t-il été affecté par la catastrophe naturelle survenue au Japon ?
Le séisme et le tsunami qui se sont produits au Japon le 14 mars 2011 ont affecté certaines des installations qui doivent fabriquer des éléments destinés à ITER. Les bâtiments qui abritent les équipements de test des aimants supraconducteurs et des faisceaux de neutres, notamment, ont été sérieusement touchés.

Dans le cadre de ses responsabilités, ITER Organization a mis tout en œuvre pour limiter l'impact de cette catastrophe sur son calendrier. Les efforts consentis, tant au Japon qu'au sein d'ITER Organization, ainsi que le soutien sans faille des agences domestiques ont permis de limiter à un an l'effet sur le calendrier ITER. 

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Peut-on craindre qu'ITER soit confronté à des difficultés de mise en route comme celles rencontrées, par exemple, par le LHC avec son réseau d'aimants ?
Une fois intégrée et assemblée, la machine ITER sera soumise à une période d'essai et de mise en service qui permettra de s'assurer que tous les systèmes fonctionnent correctement avant de tenter la première expérience. Une phase de mise en route de plusieurs années avec des combustibles non nucléaires purs tels que l'hydrogène, l'hélium et le deutérium est ensuite prévue, durant laquelle la machine restera accessible pour les réparations. Les régimes physiques les plus prometteurs seront testés pendant cette période. Cette phase sera suivie d'une période de fonctionnement avec un combustible combinant du deutérium et une petite quantité de tritium afin de tester les dispositifs de protection de la paroi. Ce n'est qu'à ce stade que les ingénieurs lanceront une troisième phase durant laquelle la machine fonctionnera de plus en plus fréquemment, avec un mélange à parts égales de deutérium et de tritium. La puissance de fusion sera alors portée à son maximum.

Les supraconducteurs d'ITER ont fait l'objet d'un programme de développement et de qualification particulièrement rigoureux. Des échantillons de conducteur fournis par chacun des fournisseurs sont actuellement testés dans l'installation SULTAN de l'Institut Paul Scherrer (PSI) de Villigen, en Suisse, préalablement à la réception par ITER Organization. Dans l'installation SULTAN (en Suisse), les échantillons sont exposés à des champs magnétiques, des intensités de courant et des conditions de température équivalents à ceux de l'environnement de fonctionnement d'ITER.

Pour les 18 bobines de champ toroïdal, le Conseil ITER a également demandé qu'un cahier des charges commun soit élaboré pour les essais à froid à 77 K (moins 196°C) des trois premières bobines de chaque série de bobinages de champ toroïdal afin de limiter les risques.

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Comment ITER est-il financé ?
La construction d'ITER est fondée sur la collaboration entre les sept Membres d'ITER Organization.

L'Europe assume 45,5% du coût de la construction ; la Chine, l'Inde, le Japon, la Corée, la Fédération de Russie et les Etats-Unis prennent chacun à leur charge 9,1% du coût restant.

Les Membres d'ITER apportent l'essentiel de leur contribution (90%) « en nature », c'est-à-dire qu'ils fournissent directement à ITER Organization les bâtiments de l'installation et les éléments de la machine.

La contribution « en nature » des Membres d'ITER a été répartie en quelque 140 « Accords de fourniture » (Procurement Arrangements). Ces documents décrivent les spécifications techniques et les procédures applicables aux systèmes, aux composants ou aux bâtiments du site. La valeur de chaque Accord de Fourniture est exprimée en ITER Units of Account (IUA), en français Unités de compte ITER, une monnaie intérieure conçue pour maintenir dans la durée la valeur attachée à la contribution de chaque Membre.

Les fournitures ont été réparties entre les sept Membres d'ITER sur la base de la valeur des éléments qui les composent. Une fois le composant finalisé, sa valeur est créditée au compte du Membre qui l'a réalisé. Ainsi, contribuer au projet 9,1% de sa valeur revient à ajouter la valeur en IUA des différents éléments fournis.

Pendant la phase d'exploitation, les coûts seront répartis entre les différents Membres de la manière suivante : Europe, 34% ; Japon et Etats-Unis 13% ; Chine, Inde, Corée et Russie, 10%

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Quelle est le montant de la contribution de la France, « pays hôte » du projet ITER ?
La France contribue au projet ITER en tant que membre de l'Union européenne (sa contribution représente 20% à peu près de la participation européenne à ITER). Lors de son déplacement à ITER pour l'inauguration de son siège, Geneviève Fioraso, ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, a confirmé l'engagement de la France à hauteur de 1,2 milliards d'euros jusqu'en 2017.

En outre, en tant que « Pays Hôte », la France a pris un certain nombre d'engagements spécifiques : elle a mis à la disposition d'ITER un site sur lequel elle a réalisé l'ensemble des travaux préalables à la construction de l'installation : défrichement, nivellement et viabilisation. La France a créé une École internationale pour accueillir les enfants des personnels d'ITER et réalisé l'aménagement de l'Itinéraire ITER par lequel seront acheminés les éléments de la machine. Ces engagements représentent environ 260 millions d'euros.

D'emblée et de leur propre volonté, les collectivités locales de la région PACA se sont fortement impliquées dans le projet ITER. Les Conseils généraux des six départements les plus proches d'ITER (Hautes-Alpes, Alpes-de-Haute-Provence, Alpes-Maritimes, Vaucluse, Var and Bouches-du-Rhône), ainsi que le Conseil régional Provence-Alpes-Côte d'Azur et la Communauté du Pays d'Aix, ont apporté une contribution totale de 467 millions d'euros.

Cette contribution doit être mise en regard des contrats de sous-traitance et des emplois que le projet ITER a générés dans la région (voir le chapître : Retombées Economiques).

Pour tous les pays ou groupes de pays Membres d'ITER, les bénéfices potentiels de leur participation sont importants : en contribuant une partie des frais de construction d'ITER, les Membres en retirent 100% des résultats scientifiques.

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Pourquoi le coût d'ITER a-t-il augmenté ?
L'estimation originelle du coût d'ITER, basé sur le design de 2001, était de 5 milliards d'euros pour la construction. Cette estimation n'intégrait pas l'évolution du coût du travail, l'inflation, ou une marge pour imprévus. Il sous-estimait également la complexité des opérations d'installation et d'assemblage et ne prévoyait pas le stockage sur site des éléments de la machine.

En 2008, alors que la recherche dans le domaine de la fusion avait réalisé d'important progrès, des modifications ont été apportées à la machine dans le cadre d'une revue de design détaillée (par exemple, l'ajout de systèmes d'aimants pour le contrôle des instabilités). Ces modifications ont augmenté le coût global de l'installation. Dans le même temps, le nombre des Membres d'ITER passait de quatre à sept, ce qui a contribué à augmenter le nombre d'interfaces dans le design de la machine. Les coûts de construction ont également connu une forte augmentation depuis 2001—le prix de l'acier a doublé, celui du béton a triplé.

En 2015, ITER Organization a établi un calendrier intégrant de manière exhaustive le planning des quelque 150 000 activités qui concourent à la construction de la machine ITER (systèmes, structures, éléments). Ce calendrier, qui représente l'état actuel de nos connaissances, reflète une bien meilleure compréhension des séquences d'installation à venir, des risques financiers et des coûts prévisionnels. Il fixe au mois de décembre 2025 la date du Premier Plasma et il fixe à 2035 le début des opérations en deutérium-tritium.

Le calendrier actualisé permet aux membres d'ITER d'engager les procédures de validation des ressources associées.


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Sait-on sait vraiment ce qu'ITER va coûter ?
Dans la mesure où chacun des Membres d'ITER est responsable de la fourniture en nature des éléments de l'installation, qu'il aura fabriqués sur son propre territoire et financés avec sa propre monnaie, la conversion du coût estimé de la construction en une monnaie unique n'est pas pertinente.

Avant l'actualisation récente du calendrier, l'Union européenne avait estimé que sa contribution globale à la construction d'ITER s'élèvera à 6,6 milliards d'euros. (La contribution des autres agences domestiques dépend d'une part des coûts industriels propres à chacun des pays membres, lesquels peuvent être plus ou moins élevés, et d'autre part du pourcentage de cette contribution à la construction de l'installation ITER.

Sur la base de l'évaluation réalisée par l'Union européenne, on a estimé à 13 milliards d'euros le coût de la construction d'ITER pour l'ensemble des membres du projet — encore ne s'agissait-il là que d'une extrapolation : dans la mesure où le coût réel est différent pour chacun des Membres du projet, il s'avère impossible de fournir une évaluation plus précise du coût de l'ensemble du projet.

Depuis, le Conseil ITER a adopté un calendrier qui fixe au mois de décembre 2025 la date du Premier Plasma et qui fixe à 2035 le début des opérations en deutérium-tritium. Le budget prévisionnel associé a été approuvé ad referendum, c'est-à-dire qu'il appartient désormais à chacun des membres du programme de soumettre cette approbation aux procédures budgétaires propres à leur gouvernement. Le surcoût associé au nouveau calendrier est estimé à 4 milliards d'euros. 

ITER est financé par les sept pays, ou groupe de pays, membres du projet : la Chine, l'Union européenne (plus la Suisse au titre de sa participation à Euratom), l'Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les Etats-Unis. Au total, le coût du programme ITER est partagé par 35 pays.

L'évaluation du coût des autres phases du projet demeure inchangée. Le coût de la phase opérationnelle de l'installation (2019 jusqu'à l'horizon 2037) est évalué à 188 kIUA* par an. Pour ce qui concerne les phases de mise à l'arrêt définitif (2037-2042) et de démantèlement, leur coût en euros a été respectivement établi à 281 et 530 millions (valeur 2001).

*Dans le cadre de l'Accord ITER, l'Unité de compte ITER a été créée pour répartir de manière équitable la valeur de chaque Accord de fourniture (Procurement Arrangement) entre les Membres du projet ; (en 2016, 1 IUA = EUR 1,690.12).—


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Les milliards dépensés pour la fusion ne seraient-ils pas plus utiles s'ils étaient consacrés à l'amélioration d'énergies renouvelables comme le solaire, l'éolien et la géothermie ?
Dans le contexte mondial actuel, marqué par une hausse des prix du pétrole et du gaz naturel, des difficultés d'accès aux sources de combustibles fossiles bon marché et un triplement attendu de la demande énergétique mondiale d'ici la fin du siècle, la question de l'énergie se trouve placée au premier plan. Comment pourra-t-on fournir cette énergie supplémentaire sans augmenter la production de gaz à effet de serre ?

Il est important d'investir dans les énergies renouvelables comme le solaire, l'éolien et la géothermie. Mais il est tout aussi important d'investir dans la R&D sur la fusion car les investissements font progresser la technologie et les avancées technologiques font baisser les coûts. Tous les calculs indiquent que les énergies renouvelables prendront de l'importance lors des prochaines décennies.

Le bouquet énergétique idéal pour l'avenir doit combiner différentes méthodes de production, et non reposer essentiellement sur une seule et même source. La fusion présente des avantages qui justifient la poursuite des recherches : elle met en œuvre des combustibles très abondants, peu coûteux et quasiment inépuisables et peut produire une énergie à grande échelle, ce qui n'est pas simple avec les méthodes de production utilisant des sources intermittentes comme le vent ou le soleil.

La communauté de la fusion ne se voit pas entrer en concurrence avec les sources d'énergie renouvelables. Elle considère plutôt que, dans un monde toujours plus dépendant de l'énergie, il est important d'explorer toutes les possibilités prometteuses pour notre avenir commun.



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Les coûts risquent-ils encore d'augmenter ?
ITER Organization gère l'estimation de ses coûts et les risques associés à l'aide de logiciels et de méthodes d'analyse des risques reconnus. Dans tout projet de construction s'étendant sur plusieurs années, le risque existe de voir le budget affecté par des facteurs « externes » (main-d'œuvre, matériaux de construction) ou « internes » (complexité des nombreuses interfaces de conception, modification des conceptions, exigences ou inspections de l'autorité de sûreté nucléaire, etc.).

Conformément à un système de classification des risques en vigueur dans tout programme de cette envergure, chaque activité figurant dans l'estimation des coûts d'ITER Organization est associée à un degré d'incertitude. La valeur de ces activités et leur classement en fonction de leur niveau d'incertitude sont ensuite analysés de manière à estimer un « niveaux de confiance ». Il s'agit là d'outils importants, qui permettent à la direction d'identifier les éventuelles hausses de coûts et de réagir en conséquence.

Pour compenser les risques résultant de l'incertitude procédant de l'estimation des coûts, ITER Organization recherche activement les économies qui lui permettront de contrebalancer les éventuelles hausses de coûts.

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Quels avantages économiques la France retire-t-elle de la présence d'ITER ? Et la région ? Est-ce qu'ITER crée de l'emploi?
Oui, ITER crée des emplois, et pas seulement dans la région.

Considérons d'abord les activités de recherche et de développement et la fabrication des éléments de la machine qui sont en cours dans tous les pays ou groupes de pays Membres d'ITER. En 2014 les agences domestiques — responsables de l'attribution des contrats — ont estimé à plus de 2 800 le nombre de contrats attribués pour le développement et la fabrication des éléments du tokamak, des systèmes industriels et de l'infrastructure.

D'autres contrats sont attribués directement par ITER Organization.

Ces contrats, attribués aux laboratoires spécialisés, aux universités et à l'industrie de tous les pays Membres, requièrent le plus souvent un grand savoir-faire en ingénierie et mobilisent une main-d'œuvre importante. On estime que les trois-quarts de la contribution européenne pour la construction d'ITER bénéficieront directement à l'industrie — un constat qui vaut également pour les autres pays Membres.

Actuellement, on estime qu'environ EUR 3 milliards sont engagés dans la fabrication pour ITER.

Depuis 2007, 1 200 personnes ont été employées sur le chantier, dans les travaux de préparation du site, la construction de l'École internationale Provence-Alpes-Côte d'Azur et l'Itinéraire ITER. En plus, entre 2010 et 2014, 2 500 personnes ont participé à la construction de l'installation ITER.

Plus de 3 000 personnes travaillent aujourd'hui pour le programme ITER à Saint-Paul-lez-Durance (personnel ITER, sous-traitants, personnel intérimaire, personnel de l'Agence Domestique européenne F4E et leurs sous-traitants). Avec leur famille, ils contribuent à la vie économique de la région.

A partir de 2017 et jusqu'en 2019 les travaux de construction et d'assemblage de la machine devraient mobiliser entre 3 et 4 000 personnes.

Depuis 2007, EUR 5,32 milliards de contrats ont été attribués pour le programme ITER par ITER Organization, l'Agence domestique européenne Fusion for Energy, et Agence ITER France. De cette somme totale, 2,97 milliards d'euros ont été attribué à des compagnies françaises, dont 73% (2,16 milliards d'euros) à des entreprises basées dans la région PACA. Statistiques au 31 décembre 2016.

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Certains affirment qu'ITER sera construit par des travailleurs migrants mal payés et logés dans des conditions précaires. Est-ce vrai ?
Absolument pas. Les ouvriers du chantier ITER sont protégés par la législation française, qui stipule que toutes les entreprises intervenant sur le chantier, quelle que soit leur « nationalité », doivent se conformer au droit du travail français et plus particulièrement aux conventions collectives des différentes branches.

Conformément à l'Accord ITER (voir question suivante), ITER Organization applique les lois et les réglementations françaises en vigueur dans les domaines de la santé et de la sécurité du public et des travailleurs. Toute personne travaillant sur le site, quelle que soit sa nationalité, perçoit un salaire conforme aux conventions collectives françaises. Tout au long de la construction d'ITER, les autorités compétentes inspecteront régulièrement le chantier comme ils le font sur d'autres lieux de travail en France.

Pour les travailleurs qui n'habitent pas à proximité immédiate d'ITER, les entreprises ont l'obligation contractuelle de proposer des solutions d'hébergement. La qualité devra répondre à la réglementation française.


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Quelle réglementation pour les personnels ?
Comme cela a été souligné lors des questions précédentes, la loi française protège les ouvriers sur le chantier ITER. Quelle que soit la nationalité de l'entreprise sous-traitante, son activité sur le site d'ITER sera régie par le droit commun français ; quelle que soit la nationalité de ses salariés, ils relèvent des conventions collectives françaises propres à leur secteur d'activité.

Dès 2011, le gouvernement français a rédigé un document bilingue très complet (« Guide relatif aux entreprises non établies en France qui détachent temporairement leurs salariés sur le territoire français pour le projet ITER ») présentant l'ensemble des obligations auxquelles les entreprises étrangères intervenant sur le chantier ITER devront se conformer. Ce guide détaille notamment les grilles de rémunération, métier par métier, qualification par qualification, que les entreprises devront appliquer. Chaque entreprise travaillant sur le chantier, que ce soit pour ITER Organization ou pour l'une des Agences domestiques, dispose d'une copie de ce Guide. L'application de ces règles sera strictement contrôlée par les autorités françaises.

Quant aux personnels directement employés par ITER Organization (~ 700 personnes issues d'une trentaine de nationalités), leur statut relève de la réglementation spécifique de l'organisation internationale. Sous-contractants et intérimaires travaillant directement pour ITER Organization relèvent du Code du Travail français.

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Comment sont choisies les entreprises intervenant sur le chantier ITER ?
​Dans la « répartition des tâches » entre les différents membres d'ITER, c'est l'Europe qui est chargée de construire la quasi-totalité des bâtiments de l'installation. C'est donc l'Agence domestique européenne Fusion for Energy (F4E) qui procède aux appels d'offre (européens, sauf si le savoir-faire requis n'existe pas en Europe) et attribue les contrats de sous-traitance.

F4E a mis en place une procédure d'approbation des sous-traitants particulièrement stricte. L'entreprise doit être en situation de conformité dans les trois domaines suivants :
  • Conformité administrative (à jour des cotisations, assurance)
  • Conformité sécurité (un plan particulier de sécurité et protection de la santé doit avoir été fourni et validé)
  • Conformité technique (le sous-traitant doit apporter la preuve de sa capacité technique à faire le travail demandé) 
Aucun sous-traitant ne peut être retenu s'il ne remplit pas ces trois conditions. F4E peut exercer son droit d'audit et de suivi pour vérifier que cette conformité est maintenue pendant toute la durée d'exécution des travaux.

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Combien de niveaux de sous-traitance sont-ils autorisés ?
Conformément aux stipulations des contrats attribués par F4E, le pourcentage maximal de sous-traitance autorisé est de deux-tiers. Le rang de sous-traitance est en outre limité à 2, c'est-à-dire qu'aucun sous-traitant de rang 2 ne peut sous-déléguer à nouveau sauf si un accord formel de F4E est donné. Cette limitation au rang 2 a été strictement respectée jusqu'à présent et fait l'objet d'un suivis crupuleux.


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Quel est le nombre de travailleurs attendus sur le site dans les années à venir ? Quelles nationalités seront représentées ?
On estime à 18 million le nombre d'heures-homme nécessaires à la construction de l'installation scientifique ITER. Le nombre de travailleurs présents sur le site atteindra son maximum entre 2020 et 2022 avec environ 2 000 personnes impliquées dans les activités de construction. En parallèle, pour assurer les opérations d'installation et d'assemblage de la machine et de ses systèmes on attend 1 800 personnes entre 2021 et 2024.

En 2021-2022, quand les activités d'assemblage auront commencé tandis que se poursuivront les activités de construction, jusqu'à 4 000 ouvriers seront à l'œuvre sur le chantier ITER.

La grande majorité de ces ouvriers sera de nationalité française, comme ce fut le cas pendant la période 2010-2014. Selon l'agence domestique européenne, Fusion for Energy, 2 500 personnes sont intervenues sur le chantier, dont 95% d'Européens. Plus spécifiquement, il y avait 69,2 % de Français, 11,9 % d'Espagnols, 4,7 % de Portugais, 3,8 % de Roumains, 2,6 % de Britanniques, 1,6 % de Marocains, 1,5 % d'Algériens, 0,9 % de Tunisiens, 0,7 % d'Italiens, 0,6 % d'Allemands.


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On dit que des ouvriers étrangers travaillaient sur le chantier ITER pour un salaire mensuel de 300 €. Est-ce vrai ?
C'est faux. Toutes les entreprises et les sous-traitants intervenant sur le chantier ITER sont soumis au droit du travail français. Les ouvriers sur le site sont payés (au minimum) le salaire minimum légal en France (SMIC). En cas d'infraction, l'agence domestique européenne refusera d'agréer les sous-traitants. Pour un ouvrier travaillant avec un contrat à temps partiel, le salaire sera payé au prorata du salaire légal à temps plein, en fonction du nombre d'heures travaillées.


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Quels contrôles sont effectués sur le site ITER pour s'assurer que la réglementation est respectée ?
Les modalités de collaboration entre ITER Organization et l'Inspection du travail ont été définies dans l'Accord de création du siège (ACS) signé par le gouvernement français et ITER Organization ainsi que dans un protocole spécifique. L'Inspection du travail peut effectuer des inspections inopinées, comme prévu à l'Article 3 de l'ACS et dans le programme annuel d'inspection. ITER Organization a fourni à l'Inspection du travail un badge permanent lui donnant librement accès au site.

Soucieuse de collaborer de la manière la plus étroite avec les autorités françaises en matière de réglementation du travail, ITER Organization a également signé le 1er février 2013 une convention de partenariat avec les Unions régionales de recouvrement des cotisations de Sécurité sociale et d'Allocations familiales (URSSAF) de la région Provence-Alpes-Côte d'Azur, dont l'objectif est de lutter contre le travail dissimulé dans les entreprises intervenant sur les chantiers du site ITER. ITER Organization s'est engagé à faciliter les interventions de l'URSSAF, qui réalisera — et a déjà réalisé — des inspections sur le site ITER pour s'assurer que les entreprises se conforment à la réglementation en vigueur en matière de santé et de sécurité.

Conformément aux règles d'accès applicables au site ITER, l'URSSAF annonce sa venue à l'avance afin de permettre à ITER Organization de préparer l'accès mais cela ne signifie pas qu'ITER Organization en informera les entreprises. Il est dans l'intérêt d'ITER Organization et du programme ITER que les autorités françaises puissent accomplir leur mission dans les meilleures conditions.


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Plusieurs entreprises ont signalé le paiement tardif de certaines factures. Qu'en est-il?
Les contrats de construction passés par l'agence domestique européenne sont basés sur les conditions contractuelles FIDIC—un standard international qui définit les conditions de contrat applicables à l'industrie de la construction. Les entreprises travaillant pour F4E ont droit à un acompte de l'ordre de 10 % du montant contractuel des travaux. Un échéancier des paiements joint au contrat définit l'échelonnement des versements, dont le montant et les conditions sont stipulés dans le contrat.

Chaque entreprise soumet mensuellement ses devis au maître d'œuvre responsable du chantier ainsi que des pièces justificatives comprenant le rapport d'avancement des travaux concernés. Le maître d'œuvre certifie alors les montants qu'il estime dus et émet un certificat de paiement sur la base duquel l'entreprise pourra soumettre sa facture à l'agence domestique européenne. Le maître d'œuvre peut refuser d'émettre le certificat de paiement si les obligations de l'entreprises, telles que stipulées dans le contrat, n'ont pas été respectées .

L'agence domestique européenne verse le montant indiqué sur le certificat de paiement après réception de la facture de l'entreprise, dans le délai de paiement mentionné dans le contrat (généralement 45 jours). En cas de retard de paiement, l'entreprise a droit à des intérêts de retard. En outre, les contrats passés par F4E stipulent que l'entreprise assume l'entière responsabilité du versement à ses sous-traitants de toutes les sommes légitimement dues et non contestées.


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Comment prévoit-on aujourd'hui de loger les milliers de travailleurs qui œuvreront a la construction de l'installation ITER et à l'assemblage de la machine ?
Pour les travailleurs qui n'habitent pas à proximité immédiate d'ITER, les entreprises ont l'obligation contractuelle de proposer des solutions de transport et d'hébergement.

L'Agence Iter France, les autorités locales et les services décentralisés de l'Etat ont déjà étudié divers projets et possibilités d'hébergement dans un rayon de 30 minutes du site ITER. Les entreprises sont, elles aussi, encouragées à participer aux projets. Plusieurs types d'offres devraient être disponibles en 2015 dont la qualité devra répondre à la réglementation française. Un « Guide du logement à destination des entreprises intervenant sur le chantier ITER  » a été publié en juin 2014. Ce guide sera régulièrement actualisé.


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Des modifications des infrastructures routières sont-elles prévues pour absorber la circulation aux abords du chantier ITER ?
Les questions de circulation sont étudiées avec soin afin de minimiser les risques d'embouteillages à proximité du CEA-Cadarache et du site ITER. Les mesures suivantes sont d'ores et déjà à l'étude : le renforcement du réseau de transport public, l'utilisation du covoiturage et l'étalement des horaires de travail. Des modifications des infrastructures sont également envisagées.


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Quelles procédures ont conduit à l'Autorisation de création de l'Installation Nucléaire de Base ITER ?
La procédure de délivrance de l'Autorisation de création par les autorités françaises a duré plus de 30 mois. La procédure est celle qui s'applique à toute installation nucléaire de base (INB) située sur le territoire national :
  • Au mois de mars 2010, ITER Organization a soumis le Rapport préliminaire de sûreté (RpRS) à l'Autorité de sûreté nucléaire française (ASN), enclenchant ainsi la procédure d'évaluation technique du dossier de sûreté ;
  • L'Autorité environnementale française, qui doit émettre un avis conformément à la directive européenne  97/11/CE du 3 mars 1997, a été consultée et a remis son avis le 23 mars 2011. Son avis est favorable et inclut plusieurs recommandations qui seront prises en compte par ITER Organization.
  • L'Enquête publique s'est déroulée dans les communes proches du site ITER entre le 15 juin et le 4 août 2011. Le 9 septembre 2011 la Commission d'Enquête Publique a rendu un avis favorable.
  • L'instruction technique du dossier, réalisée par l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), agissant à titre d'expert de l'ASN, a été lancée au cours de l'été 2010. Au mois de septembre, l'IRSN a remis un rapport de 300 pages au « Groupe Permanent », un groupe de 30 experts choisis par l'ASN. Ce rapport contenait quelque 800 questions directement adressées à ITER Organization. Le Groupe Permanent a rendu son avis favorable à la fin de l'année 2011.
  • Le 20 juin 2012, l'ASN a officiellement informé ITER Organization qu'au terme d'une analyse technique approfondie, les conditions opérationnelles et le design d'ITER, tels qu'ils sont décrits dans les Dossiers de sûreté de l'installation, sont conformes aux exigences de sûreté. La proposition de décret a été soumise à la signature du gouvernement français.
  • Le 10 novembre 2012, le Journal officiel a publié le décret autorisant l'ITER Organization à créer l'Installation nucléaire de base (INB) ITER. 
ITER est la première installation nucléaire soumise aux exigences particulièrement rigoureuses de la loi du 13 juin 2006 relative à la transparence et à la sécurité en matière nucléaire, dite « Loi TSN ».

C'est également la première fois qu'une installation de fusion est considérée comme Installation nucléaire de base (INB) et, à ce titre, soumise à un examen de sûreté en vue d'obtenir une Autorisation de création.

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Les contrôles de la sûreté nucléaire décidés au lendemain de Fukushima seront-ils appliqués à ITER ? Dans ce cas, ces contrôles sont-ils susceptibles d'entraîner des coûts supplémentaires ?
Suite à l'accident nucléaire survenu à la centrale de Fukushima Daiichi au Japon, l'Union européenne a décidé que la sureté des 143 installations nucléaires [en Europe] devrait être controlée sur la base d'une évaluation du risque transparente et exhaustive (« stress tests »).

ITER est la première installation de fusion soumise à la procédure d'Autorisation de création d'installation nucléaire de base. Les autorités françaises de sûreté ont exigé que l'installation procède à cette évaluation des risques complémentaire.

ITER Organization a livré un rapport sur la méthodologie de ces évaluations, dont les termes ont été approuvés. Sur cette base, l'ITER Organization a procédé aux contrôles exigés et remis aux autorités de sûreté nucléaire françaises, le 15 septembre 2012, un rapport sur les « stress tests » effectués. L'examen technique du rapport a été mené par le Groupe Permanent (des experts nommés par les autorités de sûreté nucléaire), qui a conclu en juin 2013 à une seule recommandation : d'approfondir l'étude des conditions climatiques extrêmes, telles des tornades, des averses de grêle, etc.

Compte tenu de la solidité de la conception de la sûreté d'ITER, ce rapport de contrôle de la sûreté nucléaire ne devrait pas occasionner des coûts supplémentaires.

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Quelle est la nature des déchets que produira ITER, et quels seront leur volume ?
Les réacteurs de fusion nucléaire ne produisent pas de déchet de haute activité à vie longue. Le produit de la fusion, sous forme de combustible « brûlé », est de l'hélium, un gaz non radioactif. L'activation des matériaux au sein de la chambre à vide due aux neutrons sera classée de très faible activité, de faible activité, et de moyenne activité. Tous les déchets seront traités, conditionnés et stockés sur site. Parce que la demi-vie de la plupart des radioéléments présents dans ces déchets ne dépassant pas la dizaine d'années, leur radioactivité aura diminué de manière sensible au bout de 100 ans, rendant ainsi possible le recyclage des matériaux (par exemple, au sein d'autres installations de fusion). Dans les machines futures, ce laps de temps pourrait être encore réduit grâce à l'utilisation de matériaux dits « à faible activation ». Une part importante de la recherche dans le domaine de la fusion est aujourd'hui consacrée au développement de tels matériaux.

L'activation ou la contamination des composants de la chambre à vide, de sa structure, du circuit de combustibles, le circuit d'eau de refroidissement, les équipements de maintenance et les bâtiments produiront en tout 30 000 tonnes de déchets qui seront retirées du site d'ITER et traitées.

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Que deviennent les déchets radioactifs générés par ITER pendant son exploitation et son démantèlement ?
En tant qu'opérateur, ITER assume la responsabilité financière du stockage temporaire et final des déchets d'exploitation radioactifs. La France, pays d'accueil du projet ITER, sera responsable de la phase de démantèlement et de la gestion des déchets qui en résulteront ; le coût de ces activités sera provisionné par ITER pendant la phase d'exploitation. La France sera également chargée de fournir un entreposage temporaire pour une partie des déchets opérationnels en attendant leur stockage définitif ; ces opérations seront financées dans le cadre des coûts d'exploitation d'ITER.

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Quel effet ITER aura-t-il sur les réseaux locaux d'eau et d'électricité?
L'alimentation électrique du site ITER sera assurée par le réseau existant, qui alimente déjà le tokamak Tore Supra du CEA-Cadarache. Le poste RTE ITER, et son raccordement, ont été finalisé en juin 2012. La consommation électrique du tokamak ITER variera de 120 MW en régime stationnaire à 620 MW lors des périodes de pointe de 30 secondes. Les usagers locaux ne subiront aucune perturbation.

ITER utilisera chaque année près de 3 millions de mètres cubes d'eau. Cette eau, qui proviendra du canal de Provence tout proche, sera acheminée par gravité jusqu'à l'installation de fusion par des conduites enterrées. L'eau est essentielle au fonctionnement d'ITER, mais le volume prélevé ne représentera que 1% du volume total transporté par le canal de Provence. L'effet conjugué de l'installation ITER et des installations du voisin CEA sur le volume total transporté par le Canal de Provence ne dépassera pas 5%.

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L'énergie stockée dans le plasma porté à 100 millions de degrés Celsius est-elle dangereusement élevée ?
Même si la température de 100 millions de degrés Celsius est extrême, la densité du plasma (le nombre d'atomes par mètre cube) est environ un million de fois plus faible que celle de l'air et l'énergie totale qu'il contient n'est pas très élevée. La libération très rapide d'énergie peut entraîner des atteintes superficielles sur certains éléments face au plasma (fusion de la surface), insuffisants toutefois pour entraîner des dommages structurels.

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Les risques liés aux séismes ont-ils été pris en compte dans la conception d'ITER ? Et qu'en est-il des risques d'une double catastrophe : séisme et inondation ?
L'installation ITER a été conçue de manière à résister à un séisme d'une amplitude 40 fois supérieure, libérant 250 fois plus d'énergie que tout séisme survenu dans la zone par le passé dans la région de Saint-Paul-les-Durance, France. Le bâtiment Tokamak d'ITER sera construit en béton spécialement renforcé et s'appuiera sur des plots-supports, ou piliers, spécialement conçus pour résister aux séismes. Cette technologie a été utilisée pour protéger du risque sismique d'autres structures de génie civil, comme les centrales électriques, et garantir que leur comportement sera conforme aux exigences de sûreté en cas de séisme. Le risque d'inondation a également été pris en compte dans la conception d'ITER et dans son Rapport Préliminaire de Sûreté : dans la situation hypothétique la plus extrême — celle d'une rupture de barrage suite à des épisodes pluvieux exceptionnels - il subsiste une marge de plus de 30 m entre la hauteur maximale de l'eau et le premier soubassement des bâtiments nucléaires.

Suite à l'accident nucléaire survenu à la centrale de Fukushima Daiichi au Japon en mars 2011, le gouvernement français a demandé à l'ASN (l'Autorité de Sûreté Nucléaire) de réaliser des examens complémentaires (« stress tests ») sur les réacteurs du parc nucléaire français, mais aussi sur des installations de recherche. Ces examens visent à examiner la solidité d'une installation face à une série de situations extrêmes (inondation centennale, un séisme d'amplitude exceptionnelle, ou les deux évènements a la fois).  

ITER Organization a remis aux autorités le 15 septembre 2012 un rapport sur les « stress tests » effectués. L'examen technique du rapport, mené par des experts nommés par l'ASN (le Groupe Permanent), a conclu en juin 2013 à une seule recommandation : celle d'approfondir l'étude des conditions climatiques extrêmes, telles des tornades et des averses de grêle.

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Et des actes malveillants ?
Conformément à la réglementation et aux pratiques françaises, la conception d'ITER prend en compte les risques externes. Le Rapport préliminaire de sûreté (RPrS), que l'organisation ITER a soumis aux autorités intègre une analyse approfondie des risques externes, y compris des risques d'origine humaine. Une partie du Rapport préliminaire de sûreté est consacrée à démontrer la sûreté d'ITER face à des actes malveillants tels que des chutes d'avion.

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Pourrait-il y avoir une explosion?
Dans une machine de fusion de type tokamak, la quantité de combustible présente dans la chambre ne permet d'alimenter la combustion que pendant quelques secondes. Dans la mesure où les conditions très spécifiques de la réaction de fusion sont difficiles à obtenir et à maintenir, toute perturbation entraînera un refroidissement quasi instantané du plasma et un arrêt de la réaction, de la même façon qu'un brûleur à gaz s'éteint lorsqu'on ferme le robinet d'alimentation. Le processus de fusion ne présente donc aucun risque en soi et il n'existe aucun danger d'emballement de la réaction conduisant à une explosion.

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Un accident semblable à celui de Fukushima peut-il se produire dans ITER ?
Non. Ce qui s'est produit dans les réacteurs de fission de la côte nord-est du Japon, suite à un séisme de grande ampleur et au tsunami qu'il a généré, ne peut pas se produire dans ITER. Et ce, pour une raison simple : les réactions physiques, et les technologies mises en œuvre dans un réacteur de fission sont fondamentalement différentes de celles d'un réacteur de fusion.

Dans ITER, comme dans les futurs réacteurs de fusion, il n'y aura jamais qu'une très petite quantité de combustible. Le combustible d'une installation de fusion est constitué d'un mélange gazeux — un plasma de deutérium et de tritium. Seul un approvisionnement continu en combustible permet d'alimenter la réaction de fusion. Si, pour une raison ou une autre, l'approvisionnement en combustible est interrompu, le processus de fusion est immédiatement stoppé. Il n'a aucun danger de « fonte du cœur » ou d'emballement de la réaction.

En outre, la perte hypothétique de la fonction « refroidissement » n'aurait pas d'impact sur la barrière de confinement. Même dans le cas de la perte définitive du circuit d'eau de refroidissement, par exemple en cas de séisme, les barrières de confinement resteraient intactes. La température de la chambre à vide qui est la première barrière de confinement provoquerait en aucun cas la fonte des matériaux.

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Qu'en est-il du problème de la chaleur dégagée par le processus de décroissance nucléaire, qui est si préoccupant à Fukushima ?
Dans un réacteur de fission, il est indispensable de continuer à refroidir le cœur, même après la mise à l'arrêt de l'installation. En effet, la chaleur produite par le processus de décroissance des centaines de tonnes de combustible nucléaire contenues dans la cuve doit impérativement être évacuée.

Dans ITER, comme dans les futurs réacteurs de fusion, la situation est totalement différente. La puissance thermique induite dans la chambre à vide sera faible. En supposant que la chambre à vide ne puisse être activement refroidie, ce qui pourrait être le cas dans l'hypothèse d'une panne totale des systèmes de refroidissement, l'augmentation de la température ne menacerait en aucune manière l'intégrité de l'enceinte.

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ITER sera construit à proximité d'autres installations nucléaires. Quel est le risque supplémentaire dû à la présence de plusieurs installations ?
Les analyses de sûreté présentées dans le Rapport préliminaire de sûreté d'ITER considèrent l'environnement comme un tout, incluant les installations présentes, qu'elles soient nucléaires ou conventionnelles, et qui seraient susceptibles d'avoir une incidence sur ITER. Ces études montrent que la sûreté d'ITER ne sera pas affectée par les accidents survenant dans les installations voisines.

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Quelle est la quantité totale de tritium stockée dans l'installation ? Quelles sont les procédures prévues pour confiner et contrôler le stock ?
La quantité maximale de tritium sur le site sera définie par les autorités de sûreté française et ne dépassera pas 4 kg. La quantité réelle présente dans ITER à un moment donné sera définie par les besoins opérationnels en fonction du Plan de recherche de l'installation.

Le tritium sera stocké sous forme d'hydrure métallique (c'est-à-dire qu'il sera chimiquement lié à un métal) dans des enceintes dédiées. Ces lits d'hydrure métallique sont très efficaces pour recueillir le tritium et le stocker de manière sûre. Seules les quantités nécessaires au fonctionnement du cycle de combustible seront libérées des lits d'hydrure métallique. En termes de confinement, la performance de ces lits sera conforme à un programme de qualification très strict. Les pertes survenant dans ces lits de stockage procèderont uniquement de la désintégration radioactive naturelle du tritium (la moitié du tritium se désintègre en hélium inerte tous les 12,3 ans).

ITER a mis en place des méthodologies de confinement très sophistiquées, ainsi que des technologies capables d'éliminer et de récupérer le tritium en toute circonstance dans le cas très peu probable où celui-ci se diffuserait dans l'enceinte. Le contrôle du stock de tritium s'effectue au moyen d'une procédure de suivi et de mesures régulières de l'inventaire. Des mesures de sécurité seront prévues pour protéger le tritium stocké.

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Quel serait l'effet sur la population d'éventuels rejets radioactifs accidentels dans l'environnement, y compris de tritium ?
La conception d'ITER est telle que, même en cas de brèche accidentelle dans le Tokamak, les niveaux de radioactivité à l'extérieur de l'enceinte seraient encore très faibles. Le Rapport préliminaire de sûreté d'ITER inclut une analyse des risques et événements susceptibles d'entraîner des accidents dans l'installation. Pendant l'exploitation normale, l'impact radiologique d'ITER sur les populations les plus exposées sera mille fois inférieur au rayonnement ionisant naturel. Dans les scénarios les plus pessimistes, comme un incendie dans l'installation de traitement du tritium, aucune évacuation des populations avoisinantes ou autre contre-mesure ne serait nécessaire.

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Quelles procédures sont prévues pour éviter une perte de tritium, surtout au cours des premiers tests (fusion incomplète) ?
Seule une petite partie du tritium présent dans le Tokamak est effectivement consommée pendant la combustion du plasma. Le tritium sera séparé des gaz extraits de l'enceinte du Tokamak, purifié et stocké en vue de sa réutilisation. L'efficacité de l'élimination du tritium présent dans l'atmosphère de l'enceinte et dans les effluents liquides ; celle de sa récupération pendant l'exploitation du plasma ne dépendent pas de la performance de fusion du Tokamak. La conception de la machine est fondée sur un scénario dans lequel aucune quantité de tritium n'est « brûlée » et la totalité du tritium est transférée de l'enceinte du Tokamak vers le système de récupération.

De nombreuses dispositions ont été prévues, dès la conception de l'installation, pour éviter les pertes de tritium. Une barrière de confinement statique efficace sera installée dans les zones de manipulation du tritium et une cascade de dépressurisation dans les bâtiments empêchera toute diffusion de tritium vers l'extérieur. Les systèmes de confinement statique et dynamique, ainsi que des systèmes de surveillance radiologique et environnementale, seront installés plusieurs années avant que la machine ne soit alimentée en tritium (c'est-à-dire dès le début de la phase d'exploitation deutérium-deutérium). Même les petites quantités de tritium générées pendant l'exploitation deutérium-deutérium seront éliminées et récupérées grâce à des systèmes de traitement du cycle de combustible.

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Pouvez-vous affirmer que la fusion est réellement sûre alors qu'elle utilise d'énormes quantités de tritium, génère de puissants neutrons et produit des volumes de déchets radiologiques considérables ?
De par sa nature, la réaction de fusion nucléaire à l'intérieur d'un tokamak ne présente aucun risque. La fusion exige des conditions très spécifiques et la réaction s'éteint d'elle-même si le plasma est trop froid ou trop chaud, s'il y a trop ou pas assez de combustible, en présence de contaminants dans le plasma ou si les champs magnétiques ne sont pas optimaux.

Cependant les éléments d'une installation telle qu'ITER, ou que les centrales de fusion qui lui succéderont, deviendront radioactifs sous l'effet de deux mécanismes : le tritium (l'un des deux combustibles de la réaction de fusion, dont la demi-vie est de 12,3 ans) induira une certaine radioactivité dans la structure de la chambre à vide, tout comme les neutrons rapides issus des réactions de fusion qui sont absorbés à la surface des matériaux entourant le plasma.

La quantité de tritium utilisée pendant les décharges de plasma est très faible, quelques grammes à peine à chaque fois. Des procédures rigoureuses ont été mises en place pour la manipulation et le confinement du tritium. Ces procédures ont fait leurs preuves dans d'autres installations de fusion ainsi que dans les applications médicales et technologiques du tritium. Une barrière de confinement statique efficace sera installée dans les zones où est manipulé le tritium et la régulation en cascade de la pression d'air dans les bâtiments empêchera toute diffusion du tritium à l'extérieur. En cas de rupture accidentelle du confinement dans le tokamak, les niveaux de radioactivité à l'extérieur de l'enceinte d'ITER demeureront très faibles. Le rapport préliminaire de sûreté d'ITER comprend une analyse des risques démontrant que, en fonctionnement normal, l'impact radiologique d'ITER sur les populations les plus exposées sera mille fois inférieur à celui du rayonnement ambiant naturel. Même dans le pire des scénarios, comme un incendie dans l'usine tritium, aucune évacuation des populations riveraines ou autre contre-mesure ne seraient nécessaires.

Contrairement aux réacteurs à fission, les réacteurs de fusion nucléaire ne produiront pas de déchets radioactifs de haute activité/vie longue. Le combustible « brûlé » dans un réacteur de fusion est l'hélium, un gaz inerte. L'activation de la surface des matériaux par les neutrons rapides produira des déchets classés comme très faiblement, faiblement ou moyennement actifs. Tous les déchets seront traités, conditionnés et entreposés sur le site. La demi-vie de la plupart des isotopes radioactifs présents dans ces déchets étant inférieure à 10 ans, la radioactivité des matériaux aura suffisamment diminué après 100 ans pour permettre leur recyclage en vue de les réutiliser, par exemple, dans d'autres centrales de fusion. Ce délai de 100 ans pourrait être encore réduit dans les dispositifs du futur grâce au développement de matériaux « à faible activation ». Il s'agit là d'un volet important des travaux actuels de recherche et développement sur la fusion.

On estime que l'activation ou la contamination des éléments face au plasma, de la chambre à vide, du circuit combustible, du circuit de refroidissement, des équipements de maintenance et des bâtiments générera 30 000 tonnes de déchets de démantèlement, qui seront évacués de l'installation ITER et traités.

ITER Organization a obtenu le titre d'exploitant nucléaire autorisé pour la France en novembre 2012, à l'issue d'une inspection technique poussée de son dossier de sûreté. Première installation nucléaire à avoir été autorisée en France depuis 2006, ITER est le premier site à observer la loi de 2006 relative à la transparence et à la sécurité en matière nucléaire mais aussi le tout premier dispositif de fusion dont les caractéristiques de sûreté ont fait l'objet d'un examen rigoureux par des autorités de réglementation nucléaire en vue de l'autorisation d'une installation nucléaire.

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Peut-on craindre que la fusion ouvre une nouvelle filière de fabrication d'armes de destruction massive ?
Un réacteur de fusion tel qu'ITER ne contient aucune matière fissile telles que le plutonium ou l'uranium fortement enrichi susceptible d'être détournée pour fabriquer des armes nucléaires. Le tritium est utilisé commercialement, en petites quantités, dans les secteurs du diagnostic médical et des enseignes lumineuses. Son utilisation par ITER n'ouvrira en aucun cas une nouvelle filière de fabrication d'armes de destruction massive.

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Et qu'en est-il de la sûreté au travail ?
Conformément à la réglementation française sur la sécurité au travail et afin de se prémunir contre les risques potentiels, un système intégré de gestion de la sûreté sera mis en place sur le site ITER. Ces risques potentiels seront évalués département par département de manière à mettre en place des mesures de sûreté appropriées. Les risques non radiologiques suivants sont pris en compte sur le site ITER: incendie, exposition aux champs magnétiques et électromagnétiques, exposition aux substances chimiques et aux fluides cryogéniques, hautes tensions. Pour garantir la protection des personnels, l'accès au bâtiment du tokamak sera strictement interdit pendant son fonctionnement.


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Qu'est-ce qu'une disruption?
Depuis le début des années 1960, les physiciens explorent les propriétés des plasmas produits au sein des tokamaks. Ils ont pu établir que dans certaines conditions — par exemple lorsque pour un champ magnétique donné l'intensité du courant circulant dans le plasma, la pression ou la densité atteignent des niveaux trop élevés — le plasma peut devenir instable.

Une disruption est une instabilité qui peut se développer au sein du plasma. Les disruptions conduisent à une dégradation, voire à une perte, du confinement magnétique du plasma. Du fait de la grande quantité d'énergie que contient le plasma, la perte de confinement consécutive à une disruption peut soumettre les éléments internes de la chambre à vide à de fortes charges thermiques, ainsi qu'à de fortes contraintes mécaniques, ces dernières affectant également la chambre à vide elle-même et les bobines du tokamak.

Dans certains cas, l'intense champ électrique qui se créée lors d'une disruption, génère un flux d'électrons relativistes (dont la vitesse est proche de celle de la lumière). En s'échappant du plasma, ce flux d'électrons « découplés » peut pénétrer jusqu'à une profondeur de plusieurs millimètres dans les éléments internes de la chambre à vide.

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Quelles conséquences pour une disruption ?
En l'absence de mesures de prévention appropriées, les charges thermiques et le dépôt des électrons découplés  pourraient causer des dommages localisés aux éléments placés face au plasma. En outre, dans certaines conditions extrêmes, les contraintes mécaniques pourraient conduire à la déformation de certains éléments de la machine.

Les disruptions ne sont pas déclenchées par le hasard ; elles se produisent lorsque certaines limites, très bien définies, se trouvent dépassées. Dans la plupart des tokamaks, des disruptions ont été observées, évitées et prévenues. L'un des objectifs d'ITER est d'affiner un scénario opérationnel parfaitement stabilisé, de manière à ce que l'occurrence des disruptions soit la plus faible possible. Au cours des premières années d'exploitation, les opérateurs de la machine chercheront à provoquer de manière délibérée des événements « disruptifs ». Il s'agira alors d'analyser ces événements et d'apprendre à les contrôler dans un plasma aux paramètres réduits et à faible énergie, de manière à ce que les disruptions ne puissent causer de dommages à la machine lorsque le courant plasma et l'énergie atteindront leur intensité maximale.

En « poussant » la machine vers la disruption pendant la production de plasmas de faible intensité, les opérateurs d'ITER pourront déterminer leur domaine de stabilité.  Une fois ce domaine délimité, l'augmentation de l'intensité du courant et de l'énergie contenue dans le plasma ne sauraient conduire le plasma à « disrupter » spontanément — à condition que ces paramètres demeurent dans les limites de la zone de stabilité.

Il existe une abondante littérature scientifique traitant des disruptions (voir en particulier la revue Nuclear Fusion) ainsi que sur les stratégies opérationnelles et les modes de conduite de la machine  permettant de les éviter ou, si cela s'avère impossible, d'en prévenir les conséquences.

Les disruptions sont partie intégrante des bases de données publiques de la physique d'ITER, analysées et validées par la communauté scientifique ("ITER Physics Basis" Nuclear Fusion, 47; 2007, qui a complété le rapport initial de 1999). Au sein de la communauté des physiciens spécialistes de la fusion, les disruptions forment un domaine de recherche très dynamique dont l'objectif est de parfaire les modèles et techniques permettant d'éviter leur survenue ou de limiter leurs conséquences.

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ITER résistera-t-il aux disruptions?
Comme de très nombreux tokamaks de par le monde, le tokamak européen JET depuis 1983 et le tokamak CEA-Euratom Tore Supra depuis 1988 fonctionnent de manière totalement sûre et satisfaisante. Dans toutes ces machines, lorsqu'on explore de nouveaux régimes de plasma ou au cours d'expériences spécifiquement destinées à l'étude des disruptions et de leur atténuation, des disruptions peuvent se produire plusieurs fois par jour — elles n'ont jamais conduit à la destruction, ni même à une rupture de l'enceinte de la chambre à vide.

La chambre à vide d'ITER et ses éléments internes ont été conçus pour résister aux forces que généreront, pendant la durée de vie de la machine, les quelque 3 000 disruptions qui pourraient se produire pendant les phases de fonctionnement à « plein régime ». La résistance d'ITER aux disruptions est fondée sur les « lois d'échelle » (« lois d'ingénierie ») qui ont permis de dimensionner les structures choisies pour ITER ; lesquelles ont été validées par des expériences réalisées sur d'autres tokamaks.

Il est important de souligner que les disruptions n'ont pas d'incidence sur la sûreté de l'installation : elles ne présentent aucun risque pour l'intégrité de la chambre à vide. L'énergie déposée par les disruptions peut toutefois, au fil du temps, altérer la partie superficielle des éléments face au plasma, tels que les cibles du divertor et les modules de la première paroi. Ces derniers ont été conçus pour être, le cas échéant, remplacés. Ces opérations toutefois prennent du temps et réduisent la disponibilité de la machine. C'est pourquoi il est important de développer des techniques de prévention des disruptions et d'atténuation de leurs effets de manière à limiter les forces et les charges supportées par la machine. Ainsi, la fréquence de changement des éléments pourrait être sensiblement réduite et l'exploitation scientifique de la machine optimisée.

Pendant la phase de mise en service progressive d'ITER, les paramètres de la machine (courant plasma, énergie plasma) seront maintenus en deçà des seuils permettant la production d'énergie de fusion. Ainsi, pendant cette phase « d'apprentissage », les dégradations que les disruptions pourraient causer aux éléments de la machine seront minimisées. La mise en œuvre de plasmas de faible énergie, avec de faibles intensités de courant, permettra dans un premier temps d'apprendre à « conduire » la machine de manière à éviter les disruptions ou à en atténuer les effets ; dans un deuxième temps, on explorera des scénarios opérationnels plus avancés, mettant en jeu des courants de plus forte intensité et des niveaux d'énergie plus élevés qui imposeront aux éléments de la machine de plus fortes contraintes. Cette stratégie ne diffère pas de celle qui a été mise en œuvre au JET, le plus gros tokamak aujourd'hui en activité.

ITER a été conçu en anticipant un taux de disruptions de l'ordre de 10% de l'ensemble des plasmas produits. Dans une première phase, la production de plasmas de faible énergie permettra aux physiciens de caractériser les disruptions sans que l'intégrité de la machine soit affecté. La prévention/atténuation des disruptions est un des objectifs scientifiques d'ITER. Cet objectif s'inscrit dans la perspective du développement futur des centrales de fusion électrogènes fondées sur l'architecture du tokamak.

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Quel système de prévention/atténuation pour les disruptions d'ITER ?
Le design du système de prévention/atténuation des disruptions (Disruption Mitigation System/DMS) d'ITER est en cours d'élaboration. Dans sa recherche de la méthode, ou combinaison de méthodes, optimales, ITER Organization prend en compte l'efficacité attendue tout autant que la fiabilité du système, sa flexibilité et son coût.

Deux méthodes prometteuses sont aujourd'hui privilégiées. L'injection massive de « glaçons,» introduisant en 10 millisecondes une quantité massive (jusqu'à 500g) de particules dans la chambre à vide, permet de dissiper l'énergie d'une disruption avant qu'elle ne concentre sa charge sur la paroi. Éprouvée sur de nombreuses installations, cette technique a été choisi pour ITER. Un programme de développement continue aussi sur une deuxiement technique, l'injection massive de gaz.

La communauté des physiciens de fusion poursuit activement le programme de recherche et de développement sur la prévention/atténuation des disruptions. Des expériences réalisées, entre autres, sur les tokamaks ASDEX Upgrade (Allemagne), Tore Supra (France), DIII-D (États-Unis) et JET (Europe) contribuent à affiner l'approche de la prévention/atténuation des disruptions dans le tokamak ITER. Les moyens toujours plus puissants de la simulation numérique sont également mis à contribution pour mettre au point la stratégie qui sera la mieux adaptée.

Dans la machine ITER, le système de prévention/atténuation des disruptions fonctionnera de manière automatique. Il sera déclenché par des capteurs et des algorithmes conçus pour évaluer la probabilité de l'imminence d'une disruption. Si l'on considère qu'ITER produira en moyenne 10 décharges de plasma chaque jour, que l'on anticipe des disruptions dans 10% d'entre elles, on peut qualifier « d'opérations de routine » le fonctionnement de ce système qui se déclenchera en moyenne une fois par jour — du moins pendant la première phase d'exploitation, tandis que seront élaborés les scénarios opérationnels.

Pour savoir plus sur les disruptions, voir le site de l'Institut de Recherche sur la fusion magnétique (IRFM): http://www-fusion-magnetique.cea.fr/.

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Pourquoi la fusion s'est-elle développée beaucoup plus lentement que la fission, laquelle a pu fournir des réacteurs commerciaux quelques années seulement après ses premiers développements ?
La principale réponse à cette question procède de la nature même de ces deux sciences et de leurs applications technologiques. En termes de complexité (tant scientifique que technologique), plus d'un ordre de grandeur sépare la fusion de la fission.

La discipline scientifique qui est au cœur de la fusion est la physique des plasmas. Du fait de ses processus non linéaires et stochastiques, celle-ci est particulièrement complexe. La maîtrise de la physique des plasmas n'est pas encore suffisante pour permettre la construction d'une centrale de fusion, laquelle nécessite des technologies de pointe comme la supraconductivité, le vide poussé ou la cryogénie. Entre autres missions importantes, ITER doit démontrer de manière définitive qu'il est possible d'intégrer l'ensemble de ces technologies dans une seule et même installation. Les technologies de la fission, d'autre part, ont évolué au fil de plusieurs générations de machines de fission.

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La fusion commerciale sera-t-elle disponible assez tôt pour contribuer à la transition énergétique nécessaire pour lutter contre le réchauffement climatique et remplacer les combustibles fossiles ?
Les prochaines décennies sont d'une importance capitale pour placer l'évolution du monde sur une voie garantissant une importante réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les technologies actuelles, comme celles qui seront disponibles à court terme, seront déployées dès que possible dans cette perspective. Cependant, la population mondiale va continuer de croître et la proportion de personnes vivant dans des villes devrait elle aussi continuer à augmenter. Distribuer l'énergie de manière plus équitable à tous les habitants de la planète implique qu'à une échelle plus importante encore, une énergie durable à faible teneur en CO₂devra être disponible au cours de ce siècle. La fusion est un bon candidat pour remplir cette mission.

La fusion est l'une des rares options disponibles pour produire de l'énergie de manière massive. Dans cette perspective, ITER constitue une étape clé, indispensable à une démonstration physique et technologique ouvrant la voie à des centrales de fusion. Le succès d'ITER toutefois ne conduira pas d'emblée à la construction de centrales de fusion. Une autre étape appelée généralement DEMO (centrale à fusion de DEMOnstration) sera nécessaire. Fort des connaissances et du savoir-faire acquis au sein d'ITER et grâce à la recherche conduite en parallèle, DEMO marquera la transition vers le déploiement de systèmes de production d'énergie de fusion.

L'avènement de la fusion commerciale est donc reportée jusqu'au milieu de ce siècle. Elle dépendra largement de la volonté politique d'investir dans ce domaine de recherche. Lev Artsimovitch, célèbre académicien russe et l'un des principaux protagonistes de l'histoire de la fusion, avait coutume de dire : « La fusion sera prête lorsque la société en aura besoin. »

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Si le programme aboutit, à quel moment la fusion pourra-t-elle contribuer à la production industrielle et commerciale d'électricité ? Quelles seront les étapes nécessaires après ITER ?
ITER est une étape essentielle entre les dispositifs de fusion expérimentaux actuels, de moindre taille, et les réacteurs de démonstration de demain. Cette expérience scientifique ouvrira la voie à la production d'énergie de fusion à l'échelle industrielle et commerciale.

L'étape suivante sera un démonstrateur industriel (DEMO) qui bénéficiera des connaissances et du savoir-faire acquis dans le cadre d'ITER, mais aussi des recherches conduites en parallèle sur d'autres dispositifs de fusion. Cette machine permettra de démontrer que la production industrielle d'électricité et l'autosuffisance en tritium sont possibles. Plusieurs études de conception ont déjà été proposées par les Membres d'ITER ; elles seront affinées au moment de la mise en service d'ITER.

En 2012, l'Accord européen pour le développement de la fusion (European Fusion Development Agreement, EFDA), qui rassemble des laboratoires européens de R&D sur la fusion, a présenté une « feuille de route pour la réalisation de l'énergie de fusion » (Roadmap to the Realisation of Fusion Energy) qui définit sa stratégie en vue de commercialiser l'électricité issue de la fusion d'ici 2050, un objectif jugé ambitieux mais néanmoins réaliste. Ainsi, on prévoit qu'une machine DEMO produira quelques centaines de mégawatts d'électricité commerciale au début des années 2040. La feuille de route de l'EFDA prend en compte les travaux de R&D actuellement conduites par l'Europe et le Japon dans le cadre de «  l'Approche élargie. »

Le Japon, la Corée, l'Inde et la Russie ont affiché leur calendrier : lancement de la construction d'un DEMO dans les années 2030 ; début de l'exploitation à l'orée de la décennie suivante.

La Chine compte d'abord explorer les problèmes de physique et d'ingénierie du futur DEMO dans un réacteur test mis en chantier en 2020 (CFETR, China Fusion Engineering Test Reactor) avant de lancer un projet DEMO dans les années 2030.

L'avènement de la fusion commerciale dépendra fortement de la volonté des décideurs politiques et économiques d'investir dans ce domaine de recherche.

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Quelle quantité d'électricité pourra produire un réacteur de fusion et à quel coût ?
La puissance du type de réacteur de fusion que l'on envisage pour la deuxième moitié de ce siècle sera du même ordre que celle d'un réacteur de fission conventionnel, à savoir 1 à 3 gigawatts. En théorie, l'efficacité et la production du réacteur seront proportionnelles à sa taille si bien qu'il pourra être intéressant d'aller vers des dimensions plus importantes à l'avenir. Pour l'heure, on considère que les bâtiments qui accueilleront les futures centrales de fusion ne seront pas plus grands que ceux des centrales actuelles, au charbon ou nucléaires.

Le principal objectif d'ITER et des futures centrales de fusion est de développer une nouvelle source d'énergie durable et quasiment inépuisable. Le coût moyen du kilowatt d'électricité devrait être similaire à celui que produisent les réacteurs nucléaires actuels, sachant que ce prix sera sans doute un peu plus élevé au départ en raison de la nouveauté de la technologie puis diminuera progressivement avec la réduction des coûts liée aux économies d'échelle.

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Est-on assuré que la quantité de tritium aujourd'hui disponible sera suffisante pour un déploiement commercial de la fusion? Les ressources en lithium sont-elles suffisantes pour alimenter les réacteurs de fusion futurs, compte tenu des autres utilisations du lithium?
Toutes les études conceptuelles réalisées dans le cadre du programme de fusion européen ont démontré que le déploiement commercial des centrales de fusion ne sera pas limité par la disponibilité du combustible et des matières premières. Le deutérium combustible et le lithium (matière première à partir duquel le tritium combustible est produit par l'interaction des neutrons de la fusion avec le lithium) sont tous deux largement présents sur la planète :
  • le deutérium est un isotope de l'hydrogène d'origine naturelle disponible dans l'eau dont il peut être facilement extrait ;
  • le lithium est un métal léger, présent en abondance dans la croûte terrestre. Les ressources prouvées, faciles à extraire, représentent un stock suffisant pour alimenter les centrales de fusion pendant plus de 1 000 ans (chaque centrale n'aurait besoin que d'environ 3 tonnes de lithium par an). Les ressources mondiales en lithium sont aujourd'hui estimées à 25 millions de tonnes et des études ont démontré que la concurrence avec d'autres utilisations (batteries par exemple) ne posera pas problème. Le lithium est également présent dans l'eau de mer (en quantité suffisant pour couvrir les besoins en énergie de la planète pendant ~ 6 millions d'années).

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Le concept de production de tritium est-il suffisamment maîtrisé pour permettre au projet ITER de démarrer?
Les centrales de fusion contrôlée du futur devront produire le tritium qu'elles consommeront. Pour ITER toutefois, l'autosuffisance en tritium n'est pas indispensable. L'une des missions d'ITER dans les dernières phases du programme d'exploitation, consistera à démontrer la faisabilité d'un ou plusieurs concepts de production de tritium via le programme dit « Module de couverture test » (Test Blanket Module = TBM). Le programme TBM s'appuiera sur des études de production de tritium réalisées depuis plusieurs années, en particulier par l'Union européenne qui possède une grande expertise dans ce domaine. Ce savoir cumulé permet d'aborder avec une grande confiance la contribution d'ITER à l'autosuffisance des installations de la génération suivante.

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J'ai lu récemment qu'il y avait une pénurie d'hélium dans le monde, et que cette situation ne pouvait que s'aggraver. La construction d'aimants supraconducteurs destinés à la fusion pourrait-elle en être affectée ?
ITER et les prochaines machines de fusion utilisant la technologie actuelle en matière de supraconducteurs n'utiliseront qu'une part infime de la production mondiale d'hélium.

L'une des plus grandes réserves d'hélium est constituée par la « Réserve stratégique » des Etats-Unis. Une partie de cette réserve a été mise sur le marché, ce qui a conduit à en diminuer le volume.

Dans le même temps, dans le monde entier, de nouveaux gisements d'hélium sont entrés en production. D'importantes réserves, qui ne sont pas encore exploitées, garantissent qu'il n'y aura pénurie ni pour gonfler les ballons, ni pour refroidir les aimants supraconducteurs — les deux domaines les plus consommateurs d'hélium.

Le prix de l'hélium dans les décennies qui viennent sera largement déterminé par l'offre et la demande. Dans tous les cas, aucune pénurie n'est anticipée.

Lorsqu'ils entreront en exploitation, les réacteurs de fusion pourront non seulement produire le combustible qu'ils consommeront (le tritium) ; l'hélium issu de la réaction de fusion permettra de préserver les réserves naturelles de cet élément.


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Quels sont les atouts de la fusion par rapport aux réacteurs nucléaires de prochaine génération ?
Bien qu'elles fassent toutes deux intervenir des réactions nucléaires, la fusion et la fission procèdent d'une physique et d'une technologie totalement différentes. Les assemblages combustibles situés dans le cœur d'un réacteur de fission contiennent plusieurs tonnes de combustible radioactif, qui produit de l'énergie en fractionnant des noyaux atomiques (« fission ») lors d'une réaction en chaîne contrôlée. La fusion n'est pas une réaction en chaîne. L'ensemble de l'installation ne contient que quelques kilos de combustible radioactif (tritium), dont quelques grammes à peine réagissent à un moment donné dans la chambre de réaction.

En termes de sûreté, trois caractéristiques confèrent à la fusion un intérêt particulier dans la perspective d'une production d'énergie à grande échelle :

Tout d'abord, la fusion ne génère aucun risque de prolifération nucléaire. Contrairement aux matières fissiles comme l'uranium et le plutonium utilisées dans les réacteurs de fission, le tritium n'est ni fissile ni fissionnable. Un réacteur de fusion comme ITER ne contient aucune matière susceptible d'être exploitée pour la fabrication d'armes nucléaires.

D'autre part, la fusion ne génère pas de déchets nucléaires de haute activité et vie longue. Les « cendres de la réaction » sont constituées d'hélium, un gaz non radioactif. Les substances radioactives présentes dans le système sont le combustible (tritium) et les matériaux activés pendant le fonctionnement de la machine. L'objectif du programme de R&D en cours est de permettre le recyclage des matériaux du réacteur de fusion après moins de 100 ans.

Enfin, les réactions de fusion sont sûres par nature. Il n'existe aucune possibilité d'emballement de la réaction dans un dispositif de fusion (voir « ITER et la sûreté ») et il n'est pas nécessaire de refroidir le combustible usé. Les conditions très spécifiques de la réaction de fusion étant extrêmement difficiles à obtenir et à maintenir, toute perturbation entraînera un refroidissement quasi instantané du plasma et un arrêt de la réaction, de la même façon qu'un brûleur à gaz s'éteint lorsqu'on coupe l'alimentation. Même la perte totale de la fonction de refroidissement due à un tremblement de terre ou à une explosion n'occasionnerait pas la rupture des barrières de confinement. La température à l'intérieur de la chambre a vide - première barrière de confinement - n'atteindrait en aucun cas la température de fusion des matériaux.

Le tritium (l'un des deux combustibles de la réaction de fusion, dont la demi-vie est de 12,3 ans) induira une certaine radioactivité dans la structure de la chambre à vide, tout comme les neutrons rapides issus des réactions de fusion qui sont absorbés à la surface des matériaux entourant le plasma. Mais la fiable quantité de tritium utilisé lors de la fusion (quelques grammes) et la décroissance de la radioactivité qui permettra de réutiliser les matériaux après moins de 100 ans rend cette technologie beaucoup plus attractive que la fission, qui crée des déchets de haute activité demeurant fortement actifs pendant plusieurs milliers d'années.
En cas d'accident, même dans le pire des scénarios envisageables, il ne sera pas nécessaire d'évacuer la population vivant autour de l'installation.

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Mettra-t-on au point les matériaux capables de résister au flux de neutrons très énergétiques issus des réactions de fusion ?
Sur le chemin de l'exploitation industrielle de l'énergie de fusion, l'un des principaux défis consiste à développer les matériaux capables de conserver leurs propriétés physiques après avoir été exposés aux conditions extrêmes (thermiques et neutroniques) qui règnent dans un réacteur de fusion et dont la décroissance radioactive est rapide.

La R&D sur la fusion a déjà abouti au développement d'aciers à faible niveau d'activation. De nouvelles avancées sont attendues, tant pour l'acier que pour d'autres matériaux aux propriétés adaptées aux réacteurs de fusion.

En 2007, en complément de leur engagement dans ITER, EURATOM et le Japon ont signé l'accord d'Approche élargie (Broader Approach). C'est dans ce cadre que sont conduits des travaux de R&D visant notamment à développer des technologies de pointe pour les futurs réacteurs de fusion de démonstration (DEMO). Des travaux sont en cours pour finaliser la conception intégrée d'une installation internationale d'irradiation des matériaux (International Fusion Materials Irradiation Facility - IFMIF), qui permettra de tester et de qualifier des matériaux avancés dans un environnement similaire à celui des futures centrales de fusion.

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À quelle fréquence la première paroi d'ITER devra-t-elle être remplacée pendant l'exploitation de la machine ?
Le calendrier d'exploitation actuel ne prévoit pas le remplacement de la première paroi d'ITER. Cependant, des dispositions ont été prévues pour la remplacer, si besoin, une fois au cours de la durée de vie d'ITER. L'élément qui subit la plus grande partie de la charge thermique provenant du plasma (le divertor) devra, lui, être remplacé plusieurs fois pendant la vie de l'installation. Le divertor a été spécialement conçu pour que cette manipulation puisse être commandée à distance. Il faudra peut-être également remplacer d'autres éléments dans le cadre d'opérations de maintenance corrective.

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Quelles sont les procédures prévues pour l'élimination des matériaux irradiés de la première paroi ? Les risques de sûreté ont-ils été pris en compte ?
Les matériaux irradiés seront transférés dans un château de confinement vers des compartiments clos et blindés (cellules chaudes). Dans ces cellules chaudes, plusieurs opérations seront réalisées, notamment le nettoyage, la collecte de poussières, la détritiation, le reconditionnement et la mise au rebut. Les déchets, classés de niveau moyen, seront stockés dans les cellules chaudes d'ITER. Comme le spécifie le Rapport préliminaire de sûreté (RPrS), toutes ces procédures sont intégrées à l'exploitation d'ITER. De ce fait, elles sont également examinées par l'Autorité de sûreté nucléaire française.

Des techniques de télémanipulation ont été mises au point pour les applications de fusion. Elles ont été largement utilisées, par exemple, lors de la mise à niveau récente du JET (Joint European Torus) afin de s'assurer que le personnel n'est pas exposé aux composants radioactifs.

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Existe-t-il un risque de dégâts en cas de perte de supraconductivité dans les aimants supraconducteurs d'ITER ?
La communauté scientifique de la fusion a accumulé plus de vingt années d'expérience dans l'exploitation de grands aimants supraconducteurs, notamment grâce au Large Helical Device (Japon) et à Tore Supra (France).

Toute perte de supraconductivité est facilement détectée et l'énergie stockée est absorbée par des circuits de sécurité constitués de résistances externes montées en série sur les bobines. En cas de défaillance du système de sécurité et de ses sauvegardes, les bobines peuvent subir des dégâts, mais ceux-ci ne remettent pas en cause l'intégrité de la première barrière de confinement.

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