En quelques siècles l'humanité aura épuisé toutes les énergies fossiles de la planète. Tout le carbone accumulé pendant des millions d'années dans les réserves de pétrole, de gaz et de charbon aura été dilué dans l'atmosphère. L'impact sur le climat, bien que difficilement prévisible, sera probablement important, peut être catastrophique.
Afin de réduire la dépendance par rapport aux énergies fossiles, qui représentent actuellement plus de 80 % de la consommation mondiale d'énergie, il est nécessaire développer des sources d'énergie durable. La fusion est la source d'énergie des étoiles. Si il est possible de produire de l'énergie sur terre à partir des réactions de fusion, on disposerait d'une nouvelle source d'énergie :
- dont les combustibles, quasiment inépuisables, seraient accessibles à tous.
- dont l'impact sur l'effet de serre et la pollution serait très faible.
Les réacteurs de fusion, tels qu'on peut les imaginer aujourd'hui, présenteraient des caractéristiques de sécurité intrinsèques. Par ailleurs, une centaine d'années après l'arrêt de la production, la radiotoxicité des déchets produits par un réacteur de fusion serait proche de celle des cendres d'une centrale au charbon .
Pour déclencher les réactions de fusion les plus accessibles, un plasma de deutérium et de tritium, confiné par des champs magnétiques intenses, doit être chauffé à 150 millions de degrés, dix fois la température du centre du soleil. Les meilleures performances ont été obtenues dans la configuration magnétique dite "tokamak". En cinquante ans de recherche les performances de ces machines ont été multipliées par un facteur un million. Le tokamak européen JET a produit en 1997 une puissance de fusion de 16 MW pendant une seconde (23 MW étaient injectés pour maintenir la température du plasma à 150 millions de degrés). En 2003, le tokamak supraconducteur Tore Supra a confiné des plasmas pendant plus de 6 minutes.
Les dimensions des tokamaks actuels (volume plasma inférieur à 100m3) ne sont pas suffisantes pour que la puissance de fusion produite soit supérieure à la puissance nécessaire au chauffage du plasma. Le projet de tokamak mondial ITER, avec un volume de plasma de 830 m3 devrait produire une puissance fusion de 500 MW, dix fois supérieure à la puissance de chauffage de son plasma. Il devrait permettre d'apporter des éléments de réponse quant à la possibilité de construire un réacteur de fusion.
Lancé depuis bientôt 20 ans, le projet ITER, rassemble actuellement six partenaires (Union européenne, Fédération de Russie, Japon, Chine, Corée du sud, Etats-Unis). Deux sites sont en compétition, Cadarache au sud de la France et Rokkasho-Mura au nord du Japon.
Au cours du séminaire seront présentés les principes de base de la fusion, les tokamaks Tore Supra, JET et ITER. On fera un rapide tour d'horizon des défis physiques et technologiques qui se posent et les solutions envisagées seront discutées. Un bilan des atouts et des problématiques de l'énergie de fusion permettra d'esquisser la place qu'elle pourrait tenir dans un système de production énergétique du futur évidemment pluriel.