Introduction

Bien que les applications commerciales de la fusion comme source d’énergie ne soient pas prévues avant le milieu du 21ème siècle, le programme de recherches sur la fusion contrôlée génère déjà actuellement de nombreuses et significatives retombées scientifiques, technologiques et industrielles. Les raisons fondamentales reposent sur la complexité du sujet et la vaste palette de compétences nécessaires à son étude, tant au niveau de la physique qu’au niveau des technologies mises en oeuvre. La forte interaction entre la physique et la technologie est d’ailleurs une des caractéristiques de ces études (exemple : le type de matériau faisant face au plasma a une influence considérable sur celui-ci). Ceci impose une intégration très importante des deux domaines qui fait que les recherches sur la fusion sont aussi depuis le départ des recherches technologiques de pointe. On distinguera :

• les retombées directes, c’est à dire la participation industrielle aux recherches sur la fusion
• les retombées indirectes, c’est à dire les applications hors fusion de technologies développées initialement dans le cadre des recherches sur la fusion

Les retombées directes : participation industrielle au programme fusion

Le rôle principal de l’industrie a été pendant longtemps centré sur la fabrication de composants ou d’auxiliaires pour les installations expérimentales de fusion. Si ces activités existent toujours, elles se sont étendues à de nombreuses études de conception et d’expertise, comme par exemple l’évaluation du coût du projet ITER. Les industriels eux-mêmes se sont organisés pour répondre à la demande croissante d’études spécifiques de conception, de travaux de développements divers, de revues de conception et même de mises à disposition de personnel (création de plusieurs groupements d’intérêts économique au niveau européen, …).

La participation européenne au projet ITER pendant la phase d’ingénierie détaillée (1992-1998) est proche de 300 MEuro. Près d’un tiers de ce budget est allé directement à l’industrie européenne via des activités de conception (~22 MEuro) et des activités de recherche et développement incluant la fabrication d’équipements spécifiques (~65 MEuro).

La construction et la mise à niveau des installations expérimentales de fusion comme Tore Supra ou JET font bien évidemment massivement appel aux compétences des industriels. Les sommes dépensées pour JET dans l’industrie (contrats  » hi-tech « ) depuis 1978 atteignaient en 1995 près de 519 MEuro. Plus de 90% de cette somme a concernée l’industrie européenne. La Figure 1 montre la répartition par grand secteur des contrats passés par JET à l’industrie.

Figure 1 :Contrats industriels  » hi-tech  » placés par JET (1978-1995)

Au niveau des organismes de recherche impliqués dans le programme fusion, les dépenses résultant de collaborations avec l’industrie sur la męme période sont estimées à près de 318 MEuro. Elles correspondent essentiellement à des améliorations d’installations existantes. La Figure 2 montre deux exemples de collaborations industrielles réalisées dans le cadre de Tore Supra.

Figure 2 : Exemples de collaborations industrielles

Les retombées indirectes

L’origine des retombées indirectes du programme fusion est double :

• D’une part, on se rappellera que les plasmas constituent près de 99% de la matière de l’Univers. Un tube fluorescent est un exemple commun de plasma. L’étude du comportement de ce milieu a donc des champs d’application très vastes (astrophysique par exemple).
• D’autre part, la complexité de la conception, de la fabrication et de la construction des installations de fusion ont entraîné des transferts de technologie vers l’industrie ainsi que le développement de nouveaux procédés industriels qui ont maintenant des applications dépassant largement le cadre du programme fusion. En voici quelques exemples :

Applications médicales avec par exemple la tomographie par résonance magnétique qui consiste en l’enregistrement de la vibration des atomes composant les tissus soumis à un champ magnétique. Ces champs sont produits par des aimants supraconducteurs dont la technologie est dérivée des études réalisées pour la fusion magnétique (1400 appareils/an vendus dans le monde).

Techniques de revètements par projection plasma ont des applications dans la production de revètements durs résistant à l’usure (mèche de perceuse par exemple) , au traitement anti-corrosion d’outils et d’équipements divers.

Près de 30% des étapes de la fabrication des puces électroniques utilisent des procédés plasma. La gravure plasma est une étape critique dans la fabrication des circuits intégrés (dépôt de couches minces isolantes, lithographie des puces,…)

L’amélioration des techniques de fabrication par métallurgie des poudres comme la compression isostatique à chaud (CIC) qui permet de réduire le nombre de soudures tout en réalisant des objets d’une grande complexité.

Astrophysique : le comportement d’un plasma est régi par une physique peu courante. C’est un lieu idéal pour l’étude de la turbulence, du chaos, de phénomènes complexes, de la dynamique non-linéaire. Ces sujets ont des champs d’applications très larges. La compréhension du Soleil et de ses effets sur la Terre est un bon exemple. Les études menées dans les installations de fusion sur l’interaction des particules rapides ont des applications directes sur la compréhension des orages magnétiques induits par le vent solaire lors d’une éruption solaire.