Réponse du   04/05/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Des habitudes, certainement, comme tout groupe constitué. Pour le reste, non.

L’Agence ITER France

Réponse du   25/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Dans le cadre d’une étude de sûreté, il est prévu d’analyser les conséquences de différents types de défaillances supposés. S’agissant d’ITER, les éléments ayant servi à l’évaluation des conséquences d’un hypothétique accident, considéré comme le plus pénalisant, correspondraient à une brèche dans le circuit de refroidissement. Cela conduirait à la formation d’une nouvelle brèche sur le circuit de refroidissement d’un composant interne de la chambre à vide (enceinte où est produit le plasma).

Cette double brèche mettrait ainsi en communication l’air de l’intérieur de la machine avec les locaux internes de l’installation. L’essentiel des éléments contenus dans l’air seraient récupérés par les dispositifs de détritiation mais une faible partie pourrait s’échapper dans l’atmosphère.

Ce risque de dispersion atmosphérique est évalué en utilisant le modèle de DOURY, validé et largement utilisé depuis des décennies pour les évaluations d’impact atmosphérique des installations nucléaires.

Les coefficients de dose pour les êtres humains sont ceux de la Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) et de la directive européenne 96/29.

Les incertitudes des modèles et la variabilité naturelle de la dispersion sont gérées en considérant une accumulation d’hypothèses « pessimistes », ce qui garantit in fine que la valeur donnée pour les conséquences potentielles d’un accident est un majorant de ce que pourraient être des conséquences réelles.

L'agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

1 La démarche consistera d’abord à mettre en service l’appareil dans une phase dite de montée en puissance des systèmes (validation de l’ensemble des options technologiques de base). Cette phase sera immédiatement suivie d’une phase d’expérimentation en régime de non production de puissance (utilisation de gaz tels que l’hydrogène ou l’hélium pour le plasma) qui permettra de démontrer les propriétés fondamentales de la configuration (effet de la taille en particulier, mise au point des scénarios de contrôle des paramètres de base du plasma, mise au point des diagnostics et moyens de chauffage etc….). Lorsque cette phase qui pourrait durer plusieurs années sera bien avancée, l’utilisation de deutérium puis du mélange deutérium-tritium sera mise en œuvre de façon graduelle pour atteindre le régime optimum à 50-50% du mélange. Débutera alors une phase au cours de laquelle l’ensemble des aspects scientifiques et technologiques sera abordé en conditions réelles.

Parallèlement, les études de modélisation et de théorie des plasmas seront poursuivies pour inscrire les résultats expérimentaux obtenus dans une base de compréhension conceptuelle qui servira à préciser les paramètres de la machine suivante (DEMO), beaucoup plus proche du réacteur industriel, dont le dessin générique aura déjà été largement esquissé

2 Evoluer de façon significative, certainement. Si les équations qui régissent le système sont bien connues, leur caractère non linéaire en rend la résolution complexe, et donc l’effort de modélisation évoqué ci-dessus doit permettre de se diriger dans l’espace des solutions de façon raisonnée plutôt qu’empirique.

3 La démarche scientifique repose sur le développement en parallèle de la théorie (ou de la modélisation) et de la preuve expérimentale. C’est cette méthode qui sera appliquée pour ITER. Les protocoles expérimentaux devront être décrits avec précision. Les résultats de l’expérience devront pouvoir être reproduits par les modèles théoriques. Alors, il sera possible de proposer les options les plus raisonnables pour la machine suivante sur la base d’une compréhension la plus complète possible du système.

4 ITER a fait l’objet de prédictions en termes de solutions technologiques et de performances du plasma. Il faut donc maintenant montrer qu’il s’agit bien d’une réalité, en le faisant (puissance produite, capacité à maintenir l’équilibre et la stabilité du système, …). Au-delà d’ITER, il faudra aussi démontrer que la production in-situ du tritium est possible avec un taux de régénération suffisant (ITER ne le démontrera que partiellement) et déterminer les matériaux les mieux adaptés pour la paroi faisant face au plasma qui recevra plus de neutrons de haute énergie qu’ITER. Cette deuxième question fait partie d’un programme mené en parallèle à ITER.

5 La question la plus importante est de réaliser l’ensemble des conditions nécessaires en même temps au sein du dispositif (condition d’obtention des performances). Il s’agit d’une question de mise en œuvre raisonnée sur la base des connaissances scientifiques les plus récentes de l’ensemble des actions plutôt que d’une difficulté particulière.

6 Non, les équations sont connues. Ce sont les solutions qui sont complexes compte tenu du caractère non linéaire de ces équations.

7 Le projet ITER constitue un projet très motivant pour l’ensemble de la communauté scientifique internationale.

8 L’enrichissement culturel est vrai pour tous les membres rassemblés au sein de ce projet international . Le caractère multidisciplinaire de ces travaux ajoute encore à la réalité de cette situation.

L'agence ITER France

Réponse du   15/05/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

1 Si la situation ressemble à la situation actuelle (Tore Supra ou JET) , un responsable aura cette charge : le « pilote » de l’installation. Sa décision sera néanmoins soumise à l’accord préalable d’un certain nombre de responsables de sous systèmes et de la sûreté.

2 La vérification sera essentiellement logicielle, mais la responsabilité ne peut être par essence qu’humaine. Le « pilote » devra s’assurer de l’ensemble des conditions permettant le déclenchement d’une expérience.

3 L’essentiel des « arrêts d’urgence » sera également fondé sur le résultat de mesures (diagnostics) couplés à des boucles de contre-réaction qui interagiront sur les sources de puissance externes (chauffage du plasma, courant plasma, …). Chaque sous-système pourra être réglé en fonction des indications données par les diagnostics, voire stoppé avec la rapidité nécessaire pour préserver l’intégrité de la machine. D’une façon générale l’arrêt sera programmé sur des échelles de temps de l’ordre de quelques secondes ou davantage.

Dans les situations connues depuis 20 ans sur JET ou Tore Supra, les arrêts d’urgence, entièrement automatisés, ont toujours été utilisés pour préserver le matériel (les éléments de la machine), jamais pour des raisons de sécurité des personnes.

L’Agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

ITER est une installation de recherche dont les finalités scientifiques et techniques concernent la mise au point de l’énergie de fusion. Cette installation de recherche internationale n’a pas, et n’aura pas, vocation à réaliser des expériences de biologie ou de radiobiologie telles que vous les évoquez.

L’Agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

La protection neutronique des aimants est assurée par les modules de couverture et la chambre à vide. L’eau et l'acier inoxydable concourent à la protection neutronique. Les modules de couverture ont une épaisseur d’environ 0.5 m. La chambre à vide (enceinte où est réalisé le plasma) est constituée d’une double paroi de 6 cm d’épaisseur avec un espace remplie de briques d’acier.

L’Agence ITER France

Réponse du   28/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Il faut comprendre 10 fois plus car la comparaison est faite avec des déchets de moyenne activité.

L’Agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

1 La construction de l’installation laser mégajoule se poursuit en région Aquitaine près de Bordeaux. La finalité de ce projet est liée aux besoins de la défense Nationale. Le projet laser megajoule (LMJ) [http://www-lmj.cea.fr/html/cea.htm] ne s’inscrit donc pas dans les mêmes perspectives que le projet international ITER dont le financement diffère également du projet LMJ. Le financement de la construction d’ITER est assuré par plusieurs pays partenaires sur la base suivante : l’Union européenne financera 50 % du coût de la construction, les six autres parties (Chine, République de Corée, Etats-Unis, Japon, Russie, Inde)

2 Dans une installation de fusion magnétique comme ITER, la réaction de fusion a lieu de manière diffuse dans le gaz chauffé à haute température sous forme de plasma et confiné par des champs magnétiques. Ce sont les contraintes technologiques sur les systèmes de chauffage et de confinement qui limitent le maintien du plasma sur les machines actuelles. Un des résultats des essais sur ITER sera de monter que ces conditions nécessaires à la réaction peuvent être maintenues nettement plus longtemps voire en continu.

3 Pour leur part, les personnes publiques responsables du projet ont pu constater l’utilité du débat, sur les conditions d’implantation à Cadarache de ce projet international, décidé par la commission nationale du débat public (cf décision du 2 juillet 2003 et du 6 juillet 2005).
Comme le rappelle le président de la commission particulière, « le débat public est un processus cumulatif qui aboutit à porter très officiellement à la connaissance des responsables du projet l’ensemble des avis, des positions, des questions et des contributions émis par le public, par le citoyen ». C’est dans cet esprit d’ouverture et d’écoute que l’Etat et le CEA prennent connaissance des attentes du public sur les questions (impacts, équipements d’accompagnement) qui offrent matière à débat.

L’Agence ITER France

Réponse du   25/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les composants envisagés, à ce jour, pour ITER ne font pas appel à des matériaux élaborés à partir de nanomatériaux.
Néanmoins, en parallèle de la construction d’ITER les recherches sur les matériaux pour les futures installations de fusion continuent. Dans ce cadre, les nanomatériaux pourraient présenter un intérêt pour certains composants internes fortement sollicités (flux thermiques élevés, interaction avec le plasma). Il s’agirait d’élaborer des matériaux avec des compositions variables, de façon à répondre au mieux aux sollicitations locales.

L’Agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

S’inscrivant l’histoire du développement des recherches, ITER succédera à plusieurs installations de recherche dans le monde qui, séparément, ont permis de mettre au point des paramètres essentiels.

Les premières recherches de qualification du procédé (fusion magnétique) ont été peu coûteuses et dispersées. Les années 1950 à 1978 sont marquées par cette recherche en physique fondamentale (maîtrise du plasma, stabilité, augmentation des performances en température, affirmation du concept de tokamak…). C’est en 1978 que les choses changent avec la décision européenne de construire la machine JET près d’Oxford en Angleterre. Beaucoup plus grande que les machines qui avaient été construites jusqu’alors, le JET prend une autre dimension en étant construite à l’échelle européenne. C’est immédiatement un succès : la taille permet d’atteindre des températures jamais atteintes avant. La communauté scientifique de la fusion magnétique prend confiance et commence à dessiner des projets de machine qui donneront naissance à ITER tel qu’on le connaît aujourd’hui (2001). Avec ITER, il s’agit de démontrer la faisabilité de l’énergie de fusion en fournissant une puissance de 500 MW pour une puissance injectée de 50 MW. C’est pourquoi ITER sera aussi 2,5 plus important en taille que le JET pour avoir un volume de plasma de 840 m3 alors que celui du JET est de 100 m3 à titre de comparaison.

Quant aux scientifiques qui travaillent sur ce projet, pour certains depuis plusieurs années, ils sont enthousiastes de constater que ce projet qui rassemble sept pays se concrétise aujourd’hui.

L’Agence ITER France

Réponse du   12/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

1: Entre le plasma et le cryostat d’ITER (contenant les bobines supraconductrices) se trouve une « couverture » dont le but est non seulement d’extraire l’énergie produite dans ITER sous forme de neutrons et de rayonnement, mais également de protéger la chambre à vide et le cryostat du flux neutronique. Il n’y aura donc pas besoin de remplacer les bobines d’ITER durant l’exploitation de la machine. Cette couverture a été dimensionnée, en l’état de connaissances actuelles, pour supporter le flux neutronique produit par ITER durant toute sa durée d ‘exploitation.
Toutefois, le vieillissement des matériaux soumis à des neutrons de 14 MeV est un sujet de recherche auquel ITER et IFMIF (le dispositif d’irradiation évoqué dans la question) apporteront des réponses. L’évolution de l’état de la couverture d’ITER sera donc suivie durant l’exploitation de la machine et cette couverture a été conçue pour être démontable et remplaçable par télémanipulation.

2: Dans le cadre du programme d’ITER, il est prévu de tester des prototypes d’éléments capables de produire du tritium à partir de lithium. Deux types d’éléments seront testés sur ITER, certains conçus sur la base du concept « Helium Cooled Lithium Lead » utilisant le lithium-plomb liquide et d’autres basés sur un procédé utilisant des lits de billes de céramique contenant du lithium (« Helium Cooled Pebble Bed ») afin de permettre le meilleur choix pour la machine DEMO.
Au niveau européen, une équipe travaille déjà sur la conception de DEMO et étudie déjà les aspects énergétiques globaux, notamment la possibilité d’utiliser de l’hélium à haute température comme gaz caloporteur dans les couvertures afin d’améliorer le rendement du cycle thermique.

L’Agence ITER France.

Réponse du   15/05/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Bien au-delà de la question du choix du fournisseur d’électricité, la question est de contrôler au plus près les dépenses ne serait-ce que compte tenu du coût de l’énergie. Dans ce contexte, l’équipe internationale ITER veillera à utiliser l’énergie dont l’installation a besoin avec la plus grande parcimonie. A cet effet, certaines dispositions pourraient être mises en œuvre comme une démarche Haute qualité environnementale (HQE) pour la réalisation de certains bâtiments (bureaux, bâtiment de relations publiques, centre médical….). En outre, l’organisation ITER pourrait mettre en oeuvre des dispositions globales comme celles prévues par la norme ISO 14001. Cette norme internationale, éditée en 1996 et révisée en 2004 permet aux maîtres d’ouvrages de mettre en œuvre un véritable management environnemental qui « vise à prendre en compte de façon systématique l'impact des activités de l'entreprise sur l'environnement, à évaluer cet impact et à le réduire » (site www.afaq.org).

L’Agence ITER France

Réponse du   15/05/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les expérimentations seront effectuées de façon discontinue. Chaque expérimentation se déroulera sur une durée de quelques centaines de secondes. Ce mode de fonctionnement ne permet pas de récupérer efficacement la chaleur produite. La température de l’eau de la Durance varie entre 4 °C l’hiver et 22 °C l’été. En cas de forte chaleur, il sera possible de limiter le rejet thermique d’ITER car l’eau de refroidissement provient du canal de Provence, à température beaucoup plus basse que celle de la Durance.

Les rejets radioactifs liquides d’ITER seront de l’ordre de 1 mg/an pour le tritium (370 GBq/an) et de 1 g/an de produits de corrosion activés (13 GBq/an). Les rejets non radioactifs seront surtout liés aux effluents sanitaires après passage dans une station d’épuration biologique, comme pour une petite agglomération.
L’eau du canal est utilisée pour l’irrigation et l’alimentation en eau potable, ce qui, sauf exception, n’est pas le cas de l’eau de la Durance. Bien que les rejets d’ITER soient très limités, c’est une précaution supplémentaire que de rejeter dans la Durance et non dans le canal.

Des études de l’écosystème aquatique de la Durance en amont et en aval du point de rejet sont actuellement réalisées dans le cadre de la surveillance des rejets du CEA Cadarache. Elles mettent en évidence une qualité écologique équivalente en aval et en amont du point de rejet.

L’Agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

L’expertise dans ce domaine est assez éloignée des travaux de la fusion par confinement magnétique. Toutefois, la formation de carbone 12 à partir de l’hydrogène et du bore nécessite de vaincre la barrière de potentiel de Coulomb qui dans le cas du bore est 5 fois plus forte que dans le cas des isotopes de l’hydrogène. Ainsi, le prix à payer pour fusionner un noyau d’hydrogène et un noyau de bore est élevé et la réaction nécessite de mettre en œuvre une très grande énergie que la fusion des deux noyaux aura du mal à restituer. Cette réaction avait été envisagée à l’origine des recherches sur la fusion magnétique car elle ne produit pas de neutrons et ne nécessite pas l’utilisation de combustible radioactif, mais hélas le problème évoqué ci-dessus a dissuadé de la considérer dans une première étape.

L’Agence ITER France

Réponse du   27/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

1 Il y aura plusieurs méthodes utilisées conjointement. Certaines méthodes optiques (diffusion d’un pinceau de lumière laser) ou par mesure du flux de neutrons ou encore en spectrométrie neutronique.

2 La température décroit du centre vers le bord pour passer de environ 100 millions de degrés à quelque 10-20 000 degrés tout près de la surface solide face au plasma.
- Il y t-il un étalonnage de référence ?, sinon comment est-on sur de la mesure ?

Oui il y a des étalonnages de référence, mais on fait aussi appel à des modèles pour tenir compte de l’ensemble des conditions expérimentales.

3 Les incertitudes dépendent des conditions expérimentales et constituent un thème de travail en soi. Il est trop tôt pour donner des valeurs.

4 Non

5 On peut atteindre des valeurs centrales très élevées au centre de la décharge (comme dans JET par exemple où on peut atteindre jusqu’à 200 à 300 millions de degrés), mais ce qui compte pour la tenue du réacteur c’est la température au bord qui elle devrait changer peu et rester aux environs de quelques dizaines de milliers de degrés.

6 C’est possible mais ce n’est pas forcément très utile.

7 Une distance de l’ordre de 10-20cm existe entre le plasma et la paroi sauf à l’endroit du divertor où le contact est plus ou moins direct suivant les conditions expérimentales.

8 Quelques centaines de degrés

-comment évoluera la température dans le réacteur pendant et après les expériences ?

Elle changera peu car la vitesse du fluide caloporteur qui évacue la chaleur est suffisamment rapide pour que les échauffements en cours de décharge soient faibles par rapport à ma température de base en dehors des expériences.

L’agence ITER France

Réponse du   28/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

La radioactivité à l’intérieur de l’installation ITER, pendant les expériences, sera due à la présence de tritium et de matériaux activés par les neutrons issus de la réaction de fusion. Cette radioactivité des matériaux activés est maximale en fin de vie du réacteur, elle peut atteindre, pour certains composants de la chambre à vide, quelques 1012 Bq/Kg (cent ans après, elle est 200 à 300 fois plus faible). Pour ces mêmes composants, en fin d’expérience, le débit de dose au contact (irradiation gamma) avoisinera 104 Sv/h (2000 fois moins au bout de 30 ans). Les robots prévus pour la manipulation de ces composants seront dimensionnés pour ces niveaux d’irradiation. Par ailleurs, n’étant pas soumis au flux neutronique, ces robots ne seront pas activés.

L’Agence ITER France

Réponse du   31/03/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Lorsque vous posez une goutte d’eau sur une plaque métallique horizontale dont la température est supérieure à 1000°, cette goutte se déplace sur la plaque de façon erratique pendant un temps long. Ce temps long s’explique par la formation d’un nuage de vapeur d’eau entourant la goutte qui l’isole thermiquement de la plaque chaude. Un glaçon de deutérium injecté dans un plasma chaud forme un nuage de vapeur sous l’effet du bombardement des électrons qui le protège de ce même bombardement. Ainsi sa vie est prolongée ce qui lui permet, s’il est lancé à grande vitesse, d’atteindre le cœur du plasma, ce qui n’aurait pas été possible avec une simple bouffée de gaz.

L’hélium formé dans les réactions de fusion est pompé avec le plasma qui se recombine au bord sur les parois ou le divertor (45% deutérium 45% tritium 10% hélium typiquement) . Puis les gaz sont séparés, l’hélium est extrait et le deutérium et le tritium sont réinjectés.

Les composants qui ont fait l’objet de développements préalables à la construction d’ITER sont :

Une bobine supraconductrice du champ toroïdal
Le solénoïde central qui assure la variation de flux du circuit primaire
Un élément de chambre à vide
Une cassette de divertor
L’outil de maintenance des éléments de divertor
Le télémanipulateur de la couverture
Un module de couverture

L’idée était de réaliser l’ensemble des composants qui représentaient un développement technologique suffisamment nouveau pour justifier la construction d’un prototype ou d’une maquette. A ce jour, ces éléments ont été construits et testés avec succès.

L’Agence ITER France

Réponse du   31/03/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Le laser méga joule (LMJ) est une installation destinée à fournir des données expérimentales de simulation de l’arme nucléaire, les essais étant interdits en totalité maintenant. Son objectif n’est donc pas de mener des recherches sur l’énergie de fusion ou la constitution d’un réacteur électrogène, recherches qui ne seront envisageables qu’une fois démontrée l’amplification d’énergie par un tir laser simple (avec le LMJ ou le NIF aux USA).

Au contraire, la seule application de la fusion magnétique est la construction d’un réacteur électrogène -de type industriel qui pourrait s’ajouter ou se substituer aux réacteurs à fission actuellement en fonctionnement (à peu près le même niveau de puissance produite par unité de production). En fusion il faut donc procéder en deux étapes : une démonstration scientifique (accompagnée de simulation numérique des propriétés du plasma de fusion) puis en cas de succès, la construction d’un ou plusieurs prototypes industriels qui devront montrer des caractéristiques intéressantes pour atteindre un prix du kWh compétitif (à partir de 2050, c'est-à-dire à une époque où le coût de l’énergie sera sensiblement plus élevé qu’aujourd’hui).

L’Agence ITER France.

Réponse du   11/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

De quels spectres d'énergie parle-t-on ?

Nous ne pouvons pas répondre à cette question sans être certains d'en comprendre le sens.

L’agence ITER France

Réponse du   12/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les procédés de détritiation envisagés à l'heure actuelle conduisent, pour la plupart, à la formation d'eau tritiée par oxydation du tritium . Cette eau est récupérée soit sur des tamis moléculaires soit sur des pièges froids refroidis par exemple à l'azote liquide. L'eau tritiée ainsi obtenue est ensuite stockée.

Dans le cadre du développement de la technologie liée à la fusion contrôlée, plusieurs années de recherche et développement ont permis d'élaborer des procédés efficaces de détritiation d'eau. Dans ITER, une telle unité de traitement est prévue et permettra d'extraire le tritium dans l'eau pour l'utiliser à nouveau comme combustible.

L’Agence ITER France

Réponse du   25/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

L’ensemble du tritium nécessaire pour les essais réalisés dans ITER proviendra d’une production extérieure. Pour ITER, l’approvisionnement en tritium pourrait être mis en œuvre selon des modalités déjà mises en place en Europe. Pour les besoins expérimentaux du JET en Angleterre, par exemple, le tritium provient du Canada qui dispose de réacteurs à eau lourde de type Candu.
Il est envisagé sur ITER de mettre quelques modules tests de petite taille qui permettront d’explorer les différents systèmes possibles de couvertures susceptibles de produire du tritium dans les installations futures. Ces « couvertures » devront comporter un matériau « multiplicateur » de neutrons (plomb ou béryllium) et du lithium pour la production de tritium. Les études neuroniques actuelles dans différentes configurations montrent qu’il est possible d’ajuster les compositions internes des constituants de ces futurs éléments de manière à obtenir un taux de régénération positif.

L’agence ITER France

Réponse du   11/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

La puissance totale reçue par les bobines supracondutrices toroïdales sera de 14 kW, celle reçue par la bobine centrale solenoïdale sera largement inférieure (au moins de trois ordres de grandeurs) et celle reçue par les bobines supracondutrices poloïdales de 0,5 kW.
Les écrans qui seront placés entre le plasma et les bobines supracondutrices toroïdales auront une épaisseur de l'ordre de 0,8 mètres (80 cm).

L’Agence ITER France

Réponse du   13/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Le principe de production d'hydrogène à partir d'énergie fossile (vapocracking, dont le reformage du gaz naturel à la vapeur ) est le procédé le plus répandu dans le monde. Il s'appuie sur la transformation d'hydrocarbure en un gaz de synthèse mélange de dioxyde de carbone et d'hydrogène.

Reformage du Gaz naturel (95% de la production d'hydrogène actuelle, le reste se fait par électrolyse de l'eau)
700 à 800 °C sous 20 bars CH4+H2O==> CO + 3H2 réaction endothermique
CO+H2O==> CO2+H2 exothermique
Oxydation d'hydrocarbures lourds
Plus difficile à réalisée (température de réaction plus élevée de l'ordre de 1200 à 1500°C)
CnHM+n/2O2==> nCO+m/2H2 exothermique
nCO+nH2O==>nCO2+nH2 exothermique

On peut ajouter la transformation thermochimique de la biomasse qui s'apparente au vapo cracking des hydrocarbures lourds:
1) séchage des produits broyés
2) thermolyse à 600°C pour décomposition des molécules organiques
3) craquage à 1200°C des composés CnHm comme décrit dans le cas des hydrocarbures lourds

Ces différentes opérations ainsi que l'opération de purification du gaz produit consomment beaucoup d'énergie

L’agence ITER France

Réponse du   25/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les recherches sur les réacteurs de quatrième génération réalisés dans un cadre international (forum Génération IV) concernent plusieurs options de réacteurs possibles avec des finalités de production d’électricité et d’hydrogène. Ces recherches apparaissent complémentaires à celles sur la fusion dans un contexte énergétique marqué par des besoins en énergie croissants. Ces recherches ne visent pas à opposer une solution à une autre, mais à pouvoir disposer d’une palettes de solutions possibles et diversifiées le moment venu.

L’agence ITER France

Réponse du   11/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Nous vous remercions pour votre remarque qu’il convient de nuancer toutefois.
Il est exact que la réaction de fusion entre des atomes légers (deutérium et tritium) ne génère pas de déchets puisqu’elle produit de l’hélium, un gaz interne. Cependant, cette réaction de fusion produit également un neutron. Ce neutron entrant en contact avec les parois internes de l’installation va les activer. Aussi, lors du démantèlement, ces éléments devront être conditionnés et gérés selon les normes imposées pour la gestion des déchets radioactifs. La radiotoxicité de ces déchets est faible car ils contiennent des produits d’activation et du tritium dont la période de vie radioactive est courte (12,3 ans ). A titre indicatif, à masse égale, le Nickel 63 est de 20 fois moins toxique (par inhalation) à 130 fois (par ingestion) que le Césium 137.
A noter que sur une période de 100 ans, ces déchets ne présentent plus de risque d’irradiation externe. De plus, l’activité spécifique de la majorité des déchets est faible, de l’ordre de 10 fois la limite fixée pour les déchets faiblement radioactifs qui sont stockés par l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra).

L’Agence ITER France

Réponse du   22/03/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les moyens de calcul nécessaires à ITER sont en cours de définition, et font appel à différentes réponses adaptées aux besoins très divers que l’on rencontre. On fait appel couramment à un ensemble de calculateurs, qui vont des « groupes » de PC pour des applications standards aux supercalculateurs, dédiés ou non, aux simulations fondamentales. Les techniques dites de ‘grid computing’ sont évidemment impliquées, mais à l’heure actuelle, plus dans l’esprit d’une mise en réseau de supercalculateurs (type DEISA) que de moyens modestes distribués (type EGEE).

Il n’est pas actuellement envisagé d’utiliser des ressources de calcul distribué auprès du grand public, tel que vous l’évoquez avec la NASA, parce que les simulations ITER concernent pour l’instant la modélisation prédictive des plasmas, qui requiert des supercalculateurs comme évoqué ci-dessus. On peut envisager à terme l’utilisation de moyens distribués pour faire par exemple des explorations systématiques de données (‘data mining’), une fois celles-ci acquises. Comme dans le domaine de l’astrophysique, il s’agirait alors de pouvoir transférer de grandes quantités de données à travers le réseau pour pouvoir faire tourner des programmes systématiquement sur des données produites par ITER afin d’identifier tel ou tel phénomène physique.

Vous pouvez disposer d’informations sur le site www.iter.org, et sur le site de l’initiative européenne de simulation tokamak intégrée www.efda-taskforce-itm.org, plus spécialisé dans la simulation, et accessible dans sa partie ouverte au public à des informations générales sur la simulation.

L’Agence ITER France

Réponse du   10/04/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

La réponse est assurément positive. La diversité et la richesse de tout ce qui touche à la fusion et ITER en particulier (de la science fondamentale aux hautes technologies et aux procédés proches des pratiques industrielles) agissent comme un moteur permettant de faire progresser les connaissances dans diverses disciplines.

Un exemple concret : les bobines utilisées dans l’installation Tore Supra implantée à Cadarache pour produire les champs magnétiques qui maintiennent le plasma isolé des parois de la machine. Elles sont composées d’un alliage supraconducteur niobium-titane refroidi à moins 271 degrés (proche du zéro absolu). Ces éléments supraconducteurs n’offrent plus aucune résistance au courant électrique et donnent le moyen d’entretenir sur de longues durées des champs magnétiques intenses. Les progrès réalisés dans ce domaine, tout comme celui de la cryogénie qui l’accompagne (système de refroidissement), ont contribué à l’avancement des technologies utilisées en imagerie médicale et en astronomie ou encore à asseoir la technologie qui est utilisée pour l’accélérateur de particules du CERN à Genève (LHC).

Il serait toutefois plus juste de dire que la réalisation des objets et instruments nécessaires à la fusion magnétique pose à différentes disciplines des problèmes qui les poussent à travailler dans des domaines extrêmes. Ces conditions stimulent des avancées pour chacune d’entre elles qui n’auraient pas vu le jour sans la fusion. Ceci est vrai du plus fondamental (techniques numériques en simulation par exemple) jusqu’au niveau industriel (développement de procédés de liaison entre matériaux). Une particularité de la fusion est la gestion de systèmes complexes qui demande de pousser à l’extrême les méthodes et d’être inventif dans ce domaine.

L’exploitation d’ITER devrait permettre de révéler encore de nombreux aspects scientifiques favorisant le développement de concepts et de procédés (éventuellement empruntés à d’autres secteurs).

L’Agence ITER France

Réponse du   16/03/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Votre question porte sur deux points : celui d’un domaine qui pourrait être privilégié au détriment d’autres domaines, et celui de gaspillages qui pourraient être dus à des conflits entre les personnes.

Concernant le premier point de votre question : il est d’abord utile de rappeler qu’ ITER fera appel à la plupart des branches de la physique.
Ensuite, d’une manière générale, et notamment du point de vue du chercheur ou d’un organisme tel que le CEA, il n’y a pas de science plus « noble » qu’une autre, a fortiori d’activités de recherches plus nobles que d’autres.
Comprendre la nature motive le chercheur qui pour cela observe, expérimente, théorise à l’aide de disciplines telles que la mathématique, la physique, la chimie, la biologie …
La matière dans l’Univers se présente selon plusieurs états : particule, solide, liquide, gaz, plasma … ; la physique des plasmas est l’une des branches de la physique adaptée à l’étude de l’état de la matière appelé « plasma ».
Tant par ses modèles que par son formalisme, la physique des plasmas est bien adaptée à l’étude de la fusion contrôlée.

Concernant le deuxième point de votre question : toute entreprise humaine et quelle que soit sa taille peut rencontrer des problèmes dans la collaboration entre les personnes qui la composent.
ITER, installation de recherche, sera par nature, le lieu de discussions et de controverses. Ces discussions, qui se résolvent le plus souvent par l’observation ou l’évidence expérimentale, sont l’un des moteurs qui font avancer les connaissances de l’Humanité.

Plusieurs éléments nous permettent de penser que collaboration et controverse scientifique seront efficacement mises en œuvre afin d’éviter le gaspillage que vous évoquez :

1. l’expérience :

L’exploitation des résultats d’une grande expérience scientifique et technologique telle que ITER, fait appel à l’esprit d’équipe. Elle mobilise de très nombreuses compétences.
L’équipe ITER sera constituée de spécialistes provenant de chaque partenaire (UE, USA, Russie, Inde, Japon, Chine, Corée du Sud). Or les scientifiques, ingénieurs et techniciens de la communauté internationale fusion sont déjà habitués à travailler dans un cadre international depuis longtemps.
A titre d’exemple, les programmes fusion des différents pays européens constituent depuis près de 50 ans (au moins pour les 6 premiers pays) un programme coordonné au niveau de l’Union Européenne.

2. Le Conseil ITER
Le directeur général responsable de l’organisation internationale rendra compte à un conseil ITER constitué de représentants des partenaires du projet. Ce conseil sera lui-même épaulé par plusieurs comités en charge de certains aspects spécifiques (programme scientifique, budget, gestion du personnel…) et des auditeurs externes. Ce type de structure existe déjà pour les grands organismes scientifiques internationaux comme le Cern, l’agence spatiale européenne (ESA).

3 L’organisation interne du laboratoire

Elle sera probablement calquée sur celles de laboratoires existant et qui ont fait leurs preuves tel que le Joint European Torus (JET) près d’Oxford par exemple. Un directeur général qui s’appuiera sur plusieurs « divisions », chacune dédiée à une tâche précise : qui responsable de la chambre à vide, qui des générateurs de puissances, qui de la division expérimentale … chaque division étant elle-même structurée en sous ensembles.

Chaque scientifique ou technologue ne fera donc pas « ce qu’il veut » dans un laboratoire.
Par exemple, un scientifique (ou plutôt une équipe) devra soumettre sa proposition d’expérience dans ITER à un Comité de sélection composé de pairs, qui donnera sur cette proposition un avis … positif ou négatif, et établira une liste des priorités pour les expériences; il en sera de même pour toute proposition visant à modifier tel ou tel aspect technologique de la machine.

L’Agence ITER France

Réponse du   22/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Nous vous remercions pour votre question. Serait-il possible de la préciser afin de pouvoir apporter une réponse adaptée. La question concerne-t-elle les applications de l’énergie de fusion dans le domaine spatial ?

L’agence ITER France

Réponse du   27/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Le centre de Cadarache est l’un des acteurs régionaux des actions de sensibilisation et de diffusion de la culture scientifique en PACA. Dans ce cadre, Cadarache développe, depuis plusieurs années, des relations étroites avec les établissements d’enseignement de la région sous diverses formes : conférences dans les écoles, exposé-débat, ateliers-découvertes lors des rencontres Cadarache jeunes visant à accueillir des collégiens de la région au sein des laboratoires de recherche… Les professeurs des lycées de la région sont accueillis chaque année à Cadarache dans le cadre des rencontres scientifiques organisées en partenariat avec le rectorat. L’une des sessions est dédiée aux sciences de la fusion.
Par ailleurs, Cadarache participe aussi aux manifestations organisées par les organismes tel que le centre de culture scientifique et technique et l’Agora des Sciences à Marseille .

La forte croissance des Travaux d’Intérêt Personnel Encadrés (TIPE) réalisés en collaboration avec les lycées de la région au cours des années récentes est un signe très encourageant de l’adhésion des enseignants et des élèves et étudiants. Cela confirme également l’intérêt des jeunes pour de grands projets de société tels qu’ITER.

L'Agence ITER France

Réponse du   22/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Une réflexion est actuellement en cours au niveau national pour envisager la création d’une organisation de recherche adaptée au nouveau contexte dans laquelle les différents acteurs de la recherche publique qui le souhaitent pourraient s’inscrire. L’ouverture d’enseignements de spécialisation dans le domaine des sciences de la fusion entre dans ce projet. La région PACA a sans aucun doute un rôle particulier à jouer dans cette évolution. On notera que l’Université de Provence et celle de Nice ont déjà des activités dans le domaine de la fusion magnétique et collaborent au programme depuis de nombreuses années.

Quant à l’école internationale, envisagée pour les enfants de la maternelle au bac, elle sera localisée à Manosque (département des Alpes-de-Haute-Provence).

L’Agence ITER France

Réponse du   06/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les recherches sur la fusion visent à disposer, à terme, d’une source énergétique dont l’atout majeur est de ne pas générer de gaz à effet de serre. Elle s’inscrivent dans un contexte énergétique marqué à la fois par des besoins en énergie croissants et des réserves en énergies fossiles en baisse.

ITER constitue une nouvelle étape scientifique dans la mise au point de cette énergie. Il s’agit de faire fusionner deux noyaux d’atomes légers, comme le deutérium (élément naturel)(1) et le tritium(2) (élément radioactif à vie courte [12,3 ans]), produits par différents procédés. Cette réaction de fusion produit un gaz inerte (de l’hélium). Avec lter, l’objectif est de prouver, en particulier, qu’il est possible d’obtenir des réactions de fusion dont la puissance sera dix fois supérieure à celle qui aura été injectée.

Un autre atout de la fusion est lié au procédé utilisé pour obtenir les réactions de fusion : il ne peut pas donner lieu à un emballement. La difficulté n’est pas tant d’éviter que le réacteur ne surchauffe mais au contraire qu’il ne refroidisse. Les réactions de fusion ne peuvent se produire que dans des conditions d’équilibre pression-température spécifiques ; à la moindre perturbation de cet équilibre, la température du plasma décroît rapidement et la fusion s’arrête d’elle-même. C’est l’une des difficultés de la fusion.

Quant à l’estimation des rejets (gazeux et liquides) de l’installation de recherche ITER, elle montre que leur impact (0,01 mSv) serait très nettement inférieur à la valeur maximale réglementaire de 1 mSv fixée par le public. Cet impact correspond à un séjour de deux à trois semaines dans une station de ski de la région.

Concernant le nombre de transports liés au chantier d’ITER, plusieurs mesures seront prises pour les limiter. Par exemple, une partie des déblais sera concassée sur place pour les besoins du chantier afin d’éviter leur transport sur la voie publique. De plus, deux options sont proposées pour la gestion des déblais qui ne seraient pas concassés : soit un stockage sur place, soit une valorisation par des entreprises spécialisées en réponse à des besoins locaux.

Enfin, comme vous le savez, le déroulement et l’organisation du débat public sont placés sous la responsabilité de la commission particulière du débat public (CPDP). Nous espérons que le débat ouvert le 16 janvier dernier pourra se poursuivre comme prévu jusqu’au 6 mai 2006 dans le respect des règles fixées par la commission.


(1)Le deutérium est présent dans l’eau (33 grammes par m3)
(2)Le tritium est produit à partir du lithium, élément naturel présent dans les roches et l’eau de mer (2 grammes par tonne dans la croûte terrestre et 0,18 g par m3 dans les océans)

Réponse du   02/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Pour produire des réactions de fusion à partir d’atomes légers (comme le deutérium et le tritium, isotopes de l’hydrogène), il faut porter les combustibles à très haute température (150 millions de degrés, 10 fois la température du centre du soleil).

Dans un réacteur de fusion magnétique, également appelé Tokamak, la pression des combustibles reste proche de la pression atmosphérique, celle de l’air qui nous entoure. Cette faible pression peut être contrebalancée en continu par la pression magnétique des aimants qui entourent le plasma.

Une autre technique étudiée pour faire fusionner des atomes légers est la voie du confinement inertiel. Dans ce cas, les lasers permettent une très grande concentration de l'énergie dans des temps extrêmement courts. Dans une installation de fusion inertielle, une pression plusieurs milliards de fois supérieure à la pression atmosphérique est obtenue en comprimant une petite sphère de combustible d’un diamètre de l’ordre du millimètre. La très forte pression ne se maintient qu’une fraction de milliardième de seconde, le temps que mettent les combustibles à se disperser. Mais si la pression est assez élevée, le grand nombre de réactions de fusion peut produire plus d’énergie qu’on en a consommé pour comprimer la sphère. L’obtention d’énergie en continu par ce procédé nécessite de répéter l’opération une dizaine de fois par seconde, ce qui constitue une difficulté technique particulièrement complexe.

Réponse du   02/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

question concernant le développement industriel des réacteurs à fusion consiste à poser celle de la disponibilité des matériaux résistants aux conditions qui règnent dans l’environnement d’un réacteur à fusion. Les matériaux situés très près du plasma vont subir le flux des neutrons les plus énergétiques, avant qu’ils ne soient ralentis par les collisions sur la matière. Ce sont ces collisions qui peuvent arracher un noyau d’hydrogène ou un noyau d’hélium à la matière solide et former des gaz occlus (hydrogène ou hélium) qui finissent par fragiliser les matériaux.
La recherche sur les matériaux résistant aux neutrons a commencé en Europe depuis les années 1990 et des aciers particulièrement résistants ont pu être développés. Ceux qui équiperont ITER ne seront pas affectés par ces neutrons car les durées de fonctionnement de l’installation de recherche sont suffisamment courtes.
Dans la perspective d’un démonstrateur préindustriel (DEMO), qui fonctionnera de manière quasi-continue, un programme de recherche spécifique est envisagé. L’objectif est de tester des matériaux dans des conditions proches des conditions d’un réacteur industriel (programme IFMIF). Ce programme est en cours d’élaboration et sera mené en parallèle avec la construction et l’exploitation d’ITER.

Par ailleurs, les recherches effectuées avec l’installation Tore Supra à Cadarache, sur la base de plasmas formés d’un mélange de deutérium/deutérium, répondaient à d’autres objectifs : contrôler des plasmas sur de longues périodes (record de plus de six minutes) et non obtenir des puissances de fusion. En revanche, les études réalisées en particulier avec le JET en Angleterre ont montré que les plasmas à base de deutérium/tritium permettaient d’obtenir les paramètres nécessaires pour qu’une machine produise plus d’énergie qu’elle n’en consomme.

S’inscrivant dans l’histoire des recherches sur la fusion, ITER sera la première installation qui réunira simultanément les conditions requises pour obtenir un plasma en combustion : densité, température, durée de confinement.

Réponse du   10/03/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Compte tenu des données disponibles actuellement, la seule comparaison possible à ce stade du développement des recherches sur la fusion est celle entre la radioactivité produite par un réacteur à eau sous pression (REP) pendant ses 40 ans de fonctionnement et celle produite par ITER après ses 20 ans d’exploitation, c’est à dire au moment de son démantèlement.

Pour un REP :
L’activité produite dans le combustible, est évaluée à :
- 90 jours après l’arrêt du réacteur : 6 1022 Bq,
- 100 ans après l’arrêt du réacteur : 3 1020 Bq

Activité produite dans les structures métalliques constituant le cœur du réacteur :
-5 ans après l’arrêt du réacteur : 2 1018 Bq,
-100 ans après l’arrêt du réacteur : 6 1016 Bq


Pour ITER :
Activité produite dans le combustible : 0 Bq

Activité produite dans les différents composants constituant le cœur du réacteur :
-après les 20 ans d’exploitation : 6 1017 Bq,
-100 ans après l’arrêt du réacteur : 2 1015 Bq

Réponse du   21/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Des réunions périodiques ont lieu entre le CEA et le CERN. Dans le domaine des recherches sur la fusion, les collaborations concernent plus particulièrement la cryogénie et le magnétisme. Par ailleurs, ITER permettra aussi de conforter et développer les multiples collaborations qui ont été établies avec d’autres laboratoires sur l’ensemble du territoire national : laboratoires universitaires, CNRS, école polytechnique, Centrale Paris, école supérieure des Arts et Métiers, institut des sciences et génie des matériaux et procédés à Odeillo, centre d’études et de recherche par irradiation à Orléans…

L’agence ITER-France

Réponse du   02/02/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

Les expériences de fusion pyroélectrique réalisées par des équipes américaines, auxquelles il est fait allusion [cf article paru dans la revue Nature le 28 avril 2005 (volume 234 page 1115), consistent à créer des réactions de fusion dans des milieux solides ou liquides en y concentrant de fortes densités de puissance (ondes sonores, champ électrique intense, …). Il s’agit d’études de physique fondamentale de l’interaction de ces ondes ou de ces champs avec le milieu où ils interagissent. L’application énergétique de la fusion demande que l’énergie investie pour créer les conditions de la fusion soit largement compensée par l’énergie produite. Cela n’est pas le cas pour ces expériences qui observent un petit nombre de réactions.

Quant à la question relative au refroidissement stochastique du plasma, il s’agit d’un système utilisé pour pouvoir former des faisceaux intenses d'antimatière dans la recherche sur les particules. L’objectif est d'aligner la trajectoire des particules de façon cohérente, alors que suite à la production d'antimatière par collision sur une cible ce n'est pas le cas. Le terme de « refroidissement » correspond à une réduction du mouvement des particules les unes par rapport aux autres.
Sous l'influence des champs magnétiques focalisants de l'anneau, les particules oscillent autour de l'orbite centrale. A chaque passage de la particule, une électrode mesure la déviation par rapport à l'orbite centrale et fournit une impulsion proportionnelle à la déviation. Ce signal est amplifié et envoyé à une autre électrode dont l'action est de défléchir la particule. En choisissant le gain d'amplification et la phase entre la mesure et l'action, l'oscillation est annulée. Ce principe appliqué à l'ensemble des particules du faisceau permet donc de concentrer le faisceau sur l'orbite centrale. Le « refroidissement stochastique » utilisé au CERN consiste donc, non pas à refroidir au sens usuel, mais à aligner un faisceau. La problématique dans ITER est bien différente. Il ne s'agit pas d'aligner un faisceau pour augmenter son intensité, mais de pouvoir confiner les particules quelles que soient leurs trajectoires initiales. C'est ce qu'assure le système de confinement magnétique d'ITER.

Réponse du   31/01/2006
Réponse telle que nous l'a transmise la personne publique responsable du projet :

la réaction de fusion qui sera obtenue et contrôlée à l’intérieur de l’installation Iter sera produite à partir de la fusion de deux atomes : le deutérium qui existe à l’état naturel (l’eau contient 1 atome de deutérium pour 6000 atomes d’hydrogène) et le tritium (élément radioactif à vie courte [12,3 ans]) produit par différents procédés. Cette réaction de fusion produit de l’hélium (un gaz inerte) et s’accompagne de l’émission de neutrons absorbés par les parois de la machine.
Le procédé utilisé pour obtenir ces réactions de fusion ne peut pas donner lieu à un emballement. La difficulté n’est pas tant d’éviter que le réacteur ne surchauffe mais au contraire qu’il ne refroidisse. Les réactions de fusion ne peuvent se produire que dans des conditions d’équilibre pression-température spécifiques ; à la moindre perturbation de cet équilibre, la température du plasma décroît rapidement et la fusion s’arrête d’elle-même. Par ailleurs, la quantité de matière utilisée dans Iter sera limitée (à l’intérieur d’un plasma, la quantité de tritium sera inférieure au gramme).
Comme toute installation nucléaire, la conception d’Iter répond à des règles définies en application de recommandations émises par l’autorité de sûreté nucléaire afin d’assurer la sécurité des salariés et des populations environnantes. Cela a impliqué l’analyse des différents risques (nucléaires, non nucléaires, externes) afin de les maîtriser. Ainsi plusieurs dispositifs de récupération de tritium et de filtres sont prévus pour prévenir tout risque hypothétique de dispersion du tritium en cas de perte d’étanchéité de l’enceinte où sera produit le plasma (chambre à vide). Dans la situation de l’accident hypothétique considéré comme le plus pénalisant pour ITER, l’impact estimé à environ 0,2 mSv dans les conditions météorologiques les plus défavorables serait très inférieur à la valeur de
10 mSv conduisant à la mise en œuvre de mesures spécifiques de protection pour les populations, comme la mise à l’abri.