Préambule
Produire une grande quantité d’énergie en toute sécurité avec très peu de combustible, tel est l’enjeu de la fusion par confinement magnétique.
En théorie, la fusion de moins d’un kilo par jour de deutérium et de tritium produirait la chaleur nécessaire à la production de 1 000 MW d’électricité en continu, soit ce que l’on réalise aujourd’hui dans une centrale thermique à partir d’environ 5 000 tonnes de combustibles fossiles1. Le combustible employé pour la fusion est abondant et équitablement réparti sur la planète ; il pourrait être produit à partir de l’eau de mer.
La fusion du deutérium et du tritium (D-T) produit un noyau d’hélium, un neutron et libère de l’énergie. Dans un tokamak, le noyau d’hélium reste confiné dans le plasma où il cède son énergie par collision. 80% environ de l’énergie produite par la réaction est emportée hors du plasma par le neutron. Elle est absorbée par les parois du tokamak, la transformant en chaleur. Cette chaleur peut être récupérée pour produire de l’électricité.
Fission et fusion nucléaires
Le noyau des atomes est composé de neutrons et protons, qui tiennent ensemble grâce à la force la plus intense de la nature : l’interaction forte, responsable de « l’énergie de liaison nucléaire ». Cette énergie peut être libérée de deux façons :
- soit en cassant des noyaux lourds → on parle alors de fission nucléaire ;
- soit en fusionnant des noyaux légers → on parle alors de fusion nucléaire.
1. Un réacteur nucléaire de type REP (réacteur à eau pressurisée) de 1 000 MW consomme pour sa part environ 25 tonnes de combustible / an