Cette magnifique image est celle d'un plasma dans le tokamak coréen KSTAR, mis en service en 2008. Les zones qui apparaissent surexposées ne sont pas les plus chaudes: à 150 millions de degrés, le plasma ne rayonne pas dans la lumière visible et c'est au cœur des deux ''D'' inversés que la température est la plus élevée. © National Fusion Research Institute Korea
Si la température à la surface du Soleil est de l'ordre de 6 000 degrés, elle atteint 15 millions de degrés en son cœur, là où, dans un milieu d'une extrême densité, les réactions de fusion prennent naissance. Pour réaliser la fusion dans un tokamak, il faut porter le plasma (très peu dense) à des températures au mois dix fois supérieures. © SOHO-NASA-ESA
La température toutefois, n'est pas la « chaleur ». Prenons l'exemple de ce qu'on appelle improprement un « néon », c'est-à-dire un tube fluorescent contenant un gaz (néon, argon, vapeur de mercure...) excité par une décharge électrique. Au sein du tube, la température du gaz est très élevée, de l'ordre de 10 à 15 000 degrés. Or, au toucher, un « néon » est presque froid.Fusion, mode d'emploi
Pour obtenir une réaction de fusion, on placera dans un récipient (la chambre à vide) une toute petite quantité d'un mélange gazeux composé à parts égales de deux isotopes de l'hydrogène, le deutérium et le tritium.
En appliquant à ce mélange une forte décharge électrique (un « claquage ») on transformera ce mélange gazeux en plasma — les électrons seront arrachés aux atomes et le milieu deviendra conducteur.
Un courant électrique circulant dans le plasma en augmentera progressivement la température. C'est le principe du grille-pain ou du radiateur électrique (le « chauffage ohmique »), qui permettra d'atteindre une température de l'ordre de 10 millions de degrés C.
Pour aller au-delà, d'autres techniques devront être mises en œuvre : le chauffage par ondes radiofréquence, comme dans un four à micro-ondes (mais les systèmes d'ITER seront 25 000 fois plus puissant qu'un modèle domestique et ils opèreront à différentes longueurs d'ondes...) et l'injection de particules de très haute énergie au cœur du plasma — un peu comme le garçon de café qui chauffe un pot de lait en soumettant son contenu à un jet de vapeur sous pression.
Ces deux dernières techniques sont chacune à même de porter le plasma à la température requise. ITER, machine expérimentale, permettra de choisir laquelle des deux est la mieux adaptée au fonctionnement d'un réacteur industriel.
Revenons maintenant au plasma d'ITER et à ses 150 à 300 millions de degrés. Le plasma est un milieu très ténu ; c'est un quasi-vide, un million de fois moins dense que l'air que nous respirons. Aux particules qu'il contient, on a imprimé par diverses techniques de chauffage (
