Introduction  (page 1, 2, 3, 4 , 5)

10 - Des expérimentations au réacteur

Depuis longtemps la communauté Fusion a cherché à définir ce que pourrait être le réacteur du futur. On dispose donc d'études, régulièrement remises à jour, qui fixent les contours et parfois les détails de ce que pourrait être un réacteur de fusion. En plus de ces études prospectives, il faut citer les études d'ingénierie détaillée du projet ITER qui tout en n'étant pas totalement représentatives ont tout de même défini avec précision la majeure partie des grands composants d'un réacteur. Le schéma de principe du réacteur électrogène est indiqué ci-dessous.

Le mélange combustible deutérium-tritium est injecté (1) dans une chambre où, grâce à un système de confinement il passe à l'état de plasma et brûle (2). Ce faisant, le réacteur produit des cendres (les atomes d'hélium) et de l'énergie sous forme de particules rapides ou de rayonnement (3). L'énergie produite sous forme de particules chargées et de rayonnement, s'absorbe dans un composant particulier, la "première paroi" qui, comme son nom l'indique, est le premier élément matériel rencontré au-delà du plasma. L'énergie qui apparaît sous forme d'énergie cinétique des neutrons est, quant à elle, convertie en chaleur dans la couverture tritigène (4) : élément au-delà de la première paroi, mais néanmoins à l'intérieur de la chambre à vide. La chambre à vide elle-même est le composant qui clôt l'espace où a lieu la réaction de fusion. Première paroi, couverture et chambre à vide sont bien évidemment refroidies par un système d'extraction de la chaleur. La chaleur est utilisée pour produire de la vapeur et alimenter un ensemble classique turbine et alternateur producteur d'électricité (5).

Si l'on exclut tous les composants chargés de la production d'énergie (couverture tritigène par exemple), un réacteur sera assez proche de ce que pourrait être une installation expérimentale de prochaine génération de type ITER. Cette prochaine installation validera la faisabilité de la production d'énergie via la fusion thermonucléaire non seulement au niveau de la physique mais aussi au niveau de la majeure partie des grands composants d'un réacteur (bobines magnétiques supraconductrices de grande taille par exemple). Les performances en terme de confinement plasma demandées à un réacteur électrogènes ne sont que 4 à 5 fois supérieures aux performances nominales du projet ITER. On peut raisonnablement estimer que les premiers kW électriques produits par un prototype de réacteur à fusion thermonucléaire puissent voir le jour à l'horizon 2050 soit environ cent ans après le début des recherches sur la fusion thermonucléaire contrôlée. Cent ans d'écart entre la découverte du concept et l'utilisation finale ne sont pas si inhabituels que cela: la découverte du principe des cellules solaires date de 1839 (A. Becquerel) et la découverte du principe de la pile à combustible date de 1839 (W.R. Grove).