Apport de la fusion nucléaire à la production d`électricité et à

Apport de la fusion nucléaire à
la production d'électricité et à
l'environnement
Sommaire
Fusion nucléaire
• Nuclear fusion is back in the spotlight!
Par Wiliam D'haeseleer, K.U. Leuven, Energy Insitute
•
The energy-driven case for nuclear-fusion development
Par Wiliam D'haeseleer, K.U. Leuven, Energy Insitute
•
The physics and concepts behind nuclear fusion
Par R. R. Weynants, Royal Military Academie
•
The European Fusion programme: Physics, technology, ITER prepararation
Par P. E. Vandenplas, ERM-KMS and Univ. Mons, Consultative Committee
Euratom-Fusion
•
The ITER design
Par R. Aymar, for the ITER International and Participating Teams
•
The European Fusion Technology Programme in support of ITER
Par R. Andreani, F. Casci, European Fusion Development Agreement (EFDA)
CSU Garching
•
Assessing materials and instrumentation under radiation: a key contribution to
fusion reactor development at SCK-CEN
Par M. Decréton, SCK-CEN
•
The role of European industry and the contribution of the Belgian industry to the
fusion development programme
Par M. Gaube, BELGATOM; J. Pirson, TRACTEBEL ENGINEERING
Les nouvelles
• Prochaine journée d'études de la SRBE
Fusion nucléaire
The energy-driven case for nuclear-fusion development
Par Wiliam D'haeseleer, K.U. Leuven Energy Institute
Résumé
Etant donné les nombreuses inconnues qui entourent la problématique de
l'approvisionnement énergétique à long terme, il convient de considérer les différentes
technologies de conversion de l'énergie en termes de réunion (et-et) et non en termes
d'exclusion (ou-ou). Il est expliqué que les trois options sans émissions de carbonne à
long terme, les énergies renouvelables, la fission nucléaire et la fusion nucléaire devraient
être approfondies et développées pour permettre à nos descendants de se composer un
panier énergétique approprié. En ce qui concerne la fusion nucléaire, il serait
irresponsable vis-à-vis des générations futures de ne pas réaliser une source d'énergie
potentiellement réalisable avec succès. Il est entendu que les futures centrales électriques
à fusion nucléaire ont des caractéristiques prometteuses qui leur permettront de se
positionner pour fournir l'énergie à la charge de base. Les progrès accomplis dans le
domaine de la fusion sont tout à fait remarquables. De même, l'information scientifique
et technologique disponible montre que des progrès déterminants et significatifs sont fait
pour aboutir à un réacteur couronné de succès. La perception de la progression lente
(mais constante) est liée au besoin de machines expérimentales grandes et coûteuses.
Dans la philosophie actuelle de la libéralisation des marchés électriques, alors que la
plupart des acteurs se focalisent sur le profit à court terme, compte tenue de l'indifférence
du grand public vis-à-vis du développement de la science et des technologies, il n'est pas
évident de convaincre les décideurs d'investir dans une stratégie de recherche énergétique
à long terme. Une décision politique forte est attendue pour conserver le rythme qui
permettra une exploitation commerciale d'ici au milieu de ce siècle.
The physics and the concepts behind nuclear fusion
Par R.R. Weynants, Laboratory for Plasma Physics, Royal Miltary Academie
Résumé
Un résumé est fait des fondations physiques et technologiques conceptuelles de la
recherche en fusion thermo-nucléaire. Dans l'introduction, les conditions pour les
réactions de fusion sont rapelées ainsi que les critères pour une fusion énergétiquement
rentable. Les principes de la fusion à confinement magnétique, les principales
configurations magnétiques et la conception du réacteur sont successivement exposés.
L'accent est mis sur le tokamak. Une discussion parallèle pour la fusion inertielle permet
de comparer les deux grands filières.
The European fusion programme: Physics, technology, ITER
preparation
Par P. E. Vandenplas, ERM-KMS and Univ. Mons, Vice-Chairman Consultative
Committee Euratom-Fusion
Résumé
Grâce à une série de programmes quadri- ou quinquennaux totalement intégrés, l'UE
occupe la première place en fusion contrôlée. La strategie est basée sur les machines
spécialisées des Associations nationales couplées au vaisseau amiral JET qui ont mené au
multiplicateur d'énergie international ITER. En parrallèle avec ITER la technologie à
long terme et les améliorations conceptuelles convergent ensuite vers le réacteur
prototype de démonstration. Le statut actuel d'ITER est discuté.
The ITER-design
Par R. Aymar, for the ITER International and Participant Teams
Résumé
La collaboration internationale ITER a pour but de construire la première expérience de
fusion qui intégrera et développera simultanément la physique des plasma et les
technologiques clés qui seront utilisées dans les centrales électriques à fusion nucléaire à
venir: la conception, finalisée essentiellement en juillet 2001, est à présent préparée pour
équipement, avec le développement de nouveaux détails de conception, vérification des
interfaces et la rédaction des spécifications. Cet article décrit les grandes lignes de la
conception d'ITER, ainsi que la R&D en physique et en technologie qui permet d'avoir
confiance en une construction et un fonctionnement couronnés de succès.
The European Fusion Technology Programme in support of ITER
Par R. Andreani, F. Casci, European Fusion Development Agreement (EFDA)
CSU Garching
Résumé
Le Programme Technologique Européen pour la Fusion est largement dévolu au soutien
de la conception du projet ITER et à la préparation à sa construction. Les activités sont
réalisées par les associations européennes pour la fusion et par l'industrie dans le cadre de
l'EFDA. Le travail de conception et de R&D est effectué sur un large nombre de sujets et
à déjà rencontré le succès dans tous les domaines. Ces résultats positifs complètent ceux
réalisés par les autres partenaires et créent un climat de confiance pour le succès du projet
ITER.
Assessing materials and instrumentation under radiation: a key
contribution to fusion reactor development at SCK-CEN
Par M. Decréton, Fusion Research Co-ordinator, SCK-CEN
Résumé
La construction prochaine d'ITER et la préparation des réacteurs futurs à fusion posent un
certain nombre de défis, exigeant des recherches ciblées dans un certain nombre de
technologies de pointe. Le Centre d'Etudes de l'Energie Nucléaire (SCK-CEN) à Mol
apporte une contribution essentielle à ces questions, et en particulier dans l'étude du
comportement des matériaux et de l'instrumentation sous radiation. Il appuie ces activités
sur ses compétences particulières dans ces domaines, ainsi que sur la disponibilité sur son
site d'un réacteur d'essai des matériaux à haut flux neutronique. Les recherches fusion au
SCK-CEN couvrent approximativement la moité de la contribution belge au programme
européen pour la fusion, complétant ainsi, pour les aspects technologiques, les recherches
en physique des plasmas effectuées à l'ERM / KMS et à l'ULB.
The role of the European industry and the contribution of the Belgian
industry to the fusion development programme
Par M. Gaube, general manager BELGATOM, J. Pirson, Systems design group manager,
TRACTEBEL ENGINEERING
Résumé
La fusion est sans doute le moyen de production d'énergie du futur sur lequel repose le
plus d'espoir dans la perspective d'un développement durable; cependant, elle n'est
toujours qu'au stade expérimental. La fusion présente beaucoup d'avantages tant au
niveau de la sûreté qu'au point de vue sur l'impact sur l'environnement. Les combustibles
utilisés pour la fusion, à savoir le lithium et le deuterium seront d'ailleurs disponibles
pour des milliers d'années. Des efforts importants en Recherche et Développment ont été
réalisés dans le domaine de la fusion ces dernières décennies, en particulier en Europe;
combinés avec le retour d'expérience du projet JET et d'autres réacteurs expérimentaux,
ces efforts ont permis la conception d'un réacteur expérimental du type Tokamak, portant
le nom d'ITER. L'objectif de ce projet international supporté par l'AIEA est de démontrer
expérimentalement que la fusion nucléaire est crédible en tant que source d'énergie. Aux
cotés de centres de recherche actifs dans le domaine de la fusion (les "Associations"),
l'industrie Européenne a certes déjà joué un rôle primordial dans le développement de la
fusion et dans les projets récents liés à l'énergie de fusion, en particulier le projet JET et
la conception du réacteur ITER, mais elle sera amenée à jouer un rôle encore plus
important dans la construction de ce réacteur et son implication sera essentielle dans les
étapes futures du développment de l'énergie de fusion. Elle a en outre les possibilités et
les capacités de fabriquer les composants du réacteur ITER. Mais quelle est l'intérêt de
l'Industrie à participer à ces projets et comment s'est-elle organisée pour répondre aux
demandes; ce sont des questions auxquelles nous tenterons de répondre. Pour sa part, la
Belgique n'est pas demeurée en reste dans ces programmes de développement de la
fusion et nous verrons également l'implication et la contribution de son industrie dans
ceux-ci.