SCIENTIFIQUE DEPUIS LES ANNÉES SOIXANTE. IL SE CONCRÉTISE AUJOURD’HUI AU SEIN DU PROJET INTERNATIONAL ITER, DONT LES PREMIERS BÂTIMENTS SORTENT PROGRESSIVEMENT DE TERRE PRÈS D’AIX-EN-PROVENCE, DANS LE SUD DE LA FRANCE. UN CHANTIER ORCHESTRÉ DEPUIS 2010 PAR LE CONSORTIUM ENGAGE, QUI RASSEMBLE QUATRE PARTENAIRES EUROPÉENS, DONT EGIS. POINT D’ÉTAPE SUR CE PROJET EXTRAORDINAIRE.
les atomes deviennent beaucoup plus proches les uns des autres.
COMMENT FAIRE SUR TERRE ? Puisqu’on ne peut pas aujourd’hui agir sur la gravité, c’est la température ( et donc le niveau d’énergie des parti-cules ) qui sera beaucoup plus élevée que dans le soleil.
Il faudra porter le plasma à plus de 150 millions de degrés pour recréer l’équivalent des conditions solaires per-mettant l’ignition de la fusion nucléaire.
Notons toutefois qu’il ne s’agit là que LE PROJET
Le projet ITER consiste à recréer la réaction de fusion d’atomes d’hydro-gène telle qu’elle se déroule au cœur du soleil ( figure 1). L’objectif est de démon-trer la faisabilité en produisant dix fois plus d’énergie que celle injectée, soit 500 MW, pendant plusieurs minutes.
La réaction physique n’a pu être démontrée sur Terre à ce jour que pour 15 MW pendant quelques secondes.
Elle pourrait représenter une variante durable à tous les modes actuels de production d’énergie.
LE PRINCIPE DE LA FUSION Cette réaction est répandue dans tout l’univers puisqu’elle est le processus de fabrication et de combustion de toutes les étoiles.
Une des difficultés, toutefois, est qu’elle intervient par exemple dans le noyau du soleil, là où la température dépasse 15 millions de degrés et la gravité allègrement les 50 g ( figure 2 ), c’est-à-dire plus de 50 fois la gravité terrestre.
Or, un des principes de la fusion est de confiner le plasma si fortement que
1- Vue du Tokamak et de l'enveloppe de la chambre confinant le plasma.
1- View of the Tokamak and the shell of the plasma confine-ment chamber.
1© ITER
LE PLASMA ET SES ENJEUX Démontrer la faisabilité de la pré-pro-duction d’électricité sur la base de la fusion, c’est maîtriser le plasma. C’est-à-dire le confinement d’une très petite quantité de matière ( comparé aux autres énergies ), mais très énergétique et donc difficile à confiner. Le plasma peut se comparer à un ballon gonflé que l’on essaierait de comprimer entre ses mains. Dans ces conditions, des aimants très puissants sont utilisés pour maintenir la forme du plasma dans l’enceinte. Il est en effet nécessaire d’éviter tout contact avec les parois, qui subissent déjà un flux thermique extrêmement important, de l’ordre de 5 MW/m 2 à 20 MW/m 2 dans le divertor, soit dix fois plus que l'énergie reçue par un vaisseau spatial lors de la rentrée dans l'atmosphère (figure 5).
La réaction de fusion se compare à une course de voitures sur un anneau, où on fait rouler les voitures de plus en plus vite, on ferme les sorties, on fait rentrer plus de voiture et on vise le carambolage en série. Ce carambolage symbolise la percussion des atomes d’hydrogènes entre eux ( figure 6 ).
RÉSUMÉ DU PROJET
Le projet se compose d’une quarantaine de bâtiments, réalisés par l’agence européenne F4E.
de recréer la plus simple de toutes les réactions de fusion, c’est-à-dire associer 2 des plus petits des atomes connus ( l’hydrogène ).
Les réactions permettant de créer des atomes plus lourd ( et permettant ainsi de fusionner le plomb en or ! ) nécessi-tent la mise en œuvre d’énergies bien plus colossales.
Ainsi, au-delà d’une certaine taille de noyau atomique, la fusion n’est possible qu’au cœur d’explosions de supernovae ou même au-delà... ( figures 3 et 4 ).
2- Structure interne du soleil.
3- La nébuleuse du Crabe.
4- Table de Mendeleiev indi-quant l'origine de fabrication des éléments.
2- Internal struc-ture of the sun.
3- The Crab Nebula.
4- Mendeleiev Table indicating the component production source.
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© T. LOMBRY ( HISTORY RUNDOWN ), J. JOHNSON ( NORTHERN ARIZONA METEORITE LABORATORY ), LUXORION 4
© NASA
© NASA / SCIENCES ET AVENIR
Deux sont nucléaires et abritent un Tokamak confinant 800 m 3 de plasma à cent cinquante millions de degrés.
Le coût total estimé avoisine les treize milliards d’euros.
Le projet regroupe 10 millions de composants fabriqué dans toutes les agences ( 7 pays dont l’Europe ), dont un million pour le seul Tokamak. Celui-ci est abrité dans un groupe de bâtiments appelé Tokamak Complex, qui incor-pore le bâtiment à Tritium et le bâti-ment de mesure Diagnostic ( figure 7 ).
Tout autour du Tokamak Complex, se situent des infrastructures qui visent à assurer les fonctions nécessaires à la machine, à savoir les alimentations électriques haute puissance, l’injection dans le plasma sous format de micro-ondes, l’usine cryogénique alimentant les aimants supraconducteurs, les bâti-ments de secours et de conduite des opérations.
Ceci représente une quarantaine d’installations qu’il faut également construire.
5- Équivalence énergétique des combustibles.
6- Course de voiture.
7- Vue du chan-tier du bâtiment Tokamak Com-plex et Assembly.
5- Energy equi-valence of fuels.
6- Car race.
7- View of Toka- mak Complex and Assembly building site.
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© ENGAGE
© DR© DR
des différentes sociétés d’Egis pour du design de structure complexe et des études particulières ( protection par rap-port à la foudre, réseaux enterrés, etc. ).
Le projet est actuellement en phase de réalisation des infrastructures et des bâtiments. Le bâtiment central Tokamak est sorti de terre puisque l’on construit son quatrième niveau ( sur huit ). Environ 350 compagnons se relaient sur cet ouvrage en deux postes.
Autour du Tokamak, quatre Bâtiments Auxiliaires sont clos et couverts, dans lesquels les corps d’états techniques démarrent.
Les autres Bâtiments Auxiliaires sont en plein gros œuvre. ITER est donc une
somme d’une dizaine de gros chantiers ( figures 7 et 8 ).
Du côté des infrastructures, la pre-mière sous-station très haute tension ( 400 kV ) a été livrée. Enfin, certaines zones aménagées de la plateforme vont être très prochainement livrées à ITER pour l’arrivée des entreprises d’Assem-blage du process.
En tout, environ mille huit cent per-sonnes s’affairent sur ce chantier com- plexe et dense, toujours dans des délais et avec un niveau de qualité et de sécu-rité exigeants.
Une des principales difficultés du projet réside dans sa taille, qui néces-site d’autres moyens d’organisation ; chaque sujet qui pourrait passer ina-perçu ailleurs prend ici de telles dimen-sions qu’il faut généralement lui dédier des ressources particulières pour lui trouver une solution.
INVENTIVITÉ, TECHNOLOGIE ET INNOVATIONS DÉPLOYÉE PAR ENGAGE
Engage, joint-venture rassemblant 4 ingénieristes européens ( l’anglais Atkins, le français Assystem, l’espa-gnol Empresarios Agrupados et Egis ) est dans une démarche constante de créativité pour affronter le défi que pose la complexité du projet ITER : au-delà de la technicité de ce projet, le volume de l’opération, le niveau de sécurité et de fiabilité aligné sur les plus hauts standards sont des éléments qui conduisent Engage à développer une expertise féconde dans tous les domaines de sa mission d’ingénierie.
STADE D’AVANCEMENT DU PROJET
« Nos missions vont de la conception, l’aspect procurement avec les entre-prises, la supervision des travaux, jusqu’à leur réception. Pour chacune d’entre elles, nous allons chercher les meilleures compétences au sein des différents partenaires », explique Gilles Schartle, directeur du projet chez Egis.
Aujourd’hui, 230 personnes sont mobi-lisées au sein d’Engage sur le site de Cadarache. Parmi elles, une trentaine de collaborateurs Egis, notamment à la direction de projet ainsi qu’au pilotage du planning et de la construction. À cela s’ajoutent des sollicitations ponctuelles
8- Vue du chan-tier du bâtiment Tokamak Com-plex et Assembly.
9- Pièce de tran- sition de la cou-ronne modélisée