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L'APRÈS-ITER

La science

DEMO, la machine qui succédera à ITER, sera un réacteur de « démonstration industrielle » qui fonctionnera de manière continue (steady-state). (Click to view larger version...)
DEMO, la machine qui succédera à ITER, sera un réacteur de « démonstration industrielle » qui fonctionnera de manière continue (steady-state).
La conception du programme ITER est le fruit de plusieurs décennies de recherche sur la physique des plasmas et la technologie des machines de fusion. Le retour d'expérience d'ITER permettra de concevoir un réacteur de démonstration (DEMO), qui portera la fusion au seuil de la phase industrielle.

Les connaissances et le savoir-faire accumulé par l'exploration des plasmas de haute température dans le tokamak ITER seront mis à profit pour concevoir la machine qui permettra de tester le fonctionnement en régime continu tout en démontrant la capacité d'autosuffisance en tritium. Le terme DEMO décrit plus une phase qu'une machine. Différents projets DEMO, à l'étape conceptuelle, sont aujourd'hui étudiés par les membres d'ITER et il est trop tôt pour dire si DEMO sera le fruit d'une collaboration internationale comme ITER ou s'il procédera de choix nationaux.

Le travail conceptuel en cours, devrait se poursuivre tout au long des premières années d'exploitation de la machine ITER afin de tirer le meilleur parti du retour d'expérience. L'exploitation de ou des DEMO devrait commencer au début des années 2030 ; la commercialisation d'électricité issue de la fusion étant prévue à l'horizon 2040.

Le projet DEMO de la Corée: un tokamak d'un « grand rayon » de 6,65 mètres (comparé aux 6,21 mètres d'ITER). (Click to view larger version...)
Le projet DEMO de la Corée: un tokamak d'un « grand rayon » de 6,65 mètres (comparé aux 6,21 mètres d'ITER).
DEMO est l'installation qui, la première, fournira au réseau une électricité issue d'une machine de fusion. Les principaux objectifs de la phase DEMO sont l'extrapolation d'une exploitation continue ou quasi-continue (steady state), l'étude de systèmes de production d'énergie efficaces, l'obtention d'un rapport puissance injectée/puissance générée (« Q ») de 30 à 50 (par rapport à Q ≥ 10 pour ITER) et la production de tritium au sein de l'enceinte. La conception du réacteur DEMO sera sans doute beaucoup plus simple que celle d'ITER : les systèmes de diagnostics seront beaucoup moins nombreux et la conception sera axée sur la production d'énergie plus que sur l'exploration des régimes de plasma.

Tout au long de phase de construction d'ITER et de conception de DEMO, d'autres installations, aux caractéristiques et aux objectifs différents, seront exploitées dans une perspective de développement des matériaux avancés, de l'autosuffisance en tritium et de l'évacuation de la chaleur. Ainsi, le programme de l'International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF) est en cours au Japon dans le cadre d'une collaboration avec l'Europe (« Approche Élargie », ci- dessous). Ce programme permettra de tester et de qualifier les matériaux avancés indispensables à la construction d'une centrale de fusion industrielle.

Au-delà de DEMO, l'étape finale consistera à construire un réacteur conçu pour produire de l'électricité de manière économiquement compétitive — une décision qui procédera du libre choix politique dans chacun des pays impliqués. Dans tous les cas, il est raisonnable d'envisager que la production d'électricité issue de l'énergie de fusion sera une réalité dans la deuxième moitié de ce siècle.

En parallèle à l'Accord ITER, la Communauté européenne de l'énergie atomique (Euratom) et le gouvernement japonais ont signé un accord baptisé «Approche élargie», portant sur un programme de recherche et de développement complémentaire.

Signé en février 2007, cet accord établit le cadre dans lequel un programme de recherche et de développement complémentaire sera mené pour soutenir ITER et la prochaine machine DEMO pendant une période de dix ans.

Trois projets ont ainsi été lancés dans les domaines suivants : tests de matériaux, expériences et simulations avancées du plasma et mise en place d'une équipe de conception chargée de l'étude d'un réacteur de démonstration DEMO appelé à succéder à la machine ITER. Les projets inclus dans l'approche élargie s'inscrivent en complément de tout ce qui est entrepris à travers le monde pour réaliser ITER. Ces projets sont d'une importance capitale pour la maîtrise de l'énergie de fusion.