Un dégagement de seulement 50 millimètres d’un côté, 65 de l’autre, pour manœuvrer une pièce de 110 tonnes suspendue dans les airs : c’est avec cette précision d’orfèvre que les équipes d’ITER ont achevé, cet été, l’un des ouvrages les plus impressionnants de l’histoire de l’ingénierie nucléaire. À Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, le sixième et dernier module du solénoïde central a été délicatement redescendu sur ses cinq prédécesseurs, avec une tolérance d’alignement finale de seulement 2 millimètres. Le résultat : une tour de 18 mètres de haut pour 1 000 tonnes, refroidie à des températures dignes de l’espace intersidéral, et qui abrite une force si colossale qu’elle chercherait littéralement à s’arracher du sol si elle n’était pas retenue.

Le froid extrême comme arme secrète : pourquoi 4,5 kelvins changent tout

Pour comprendre pourquoi cet aimant est aussi exceptionnel, il faut d’abord s’attarder sur son environnement thermique. Chaque module du solénoïde central est bobiné avec environ 6 kilomètres de câble supraconducteur en niobium-étain, un alliage qui ne révèle ses propriétés extraordinaires qu’à une température proche du zéro absolu. Refroidi à 4,5 kelvins, soit environ -269 °C, ce câble perd toute résistance électrique et permet de faire circuler un courant intense sans la moindre perte d’énergie sous forme de chaleur.

C’est cette supraconductivité qui rend possible l’exploit technique observé à Cadarache. Sans ce froid extrême, jamais un courant aussi puissant ne pourrait circuler dans un espace aussi restreint sans faire fondre les installations. Le froid n’est donc pas un simple détail technique : c’est littéralement la clé qui permet à cette pile de six modules de fonctionner comme un aimant capable de générer un champ magnétique d’une puissance rarement atteinte sur Terre.

Treize teslas, un champ magnétique plus puissant que prévu

Une fois les six modules empilés et connectés, le solénoïde central peut générer un champ magnétique de 13 teslas, soit environ 280 000 fois le champ magnétique terrestre. Pour se rendre compte de ce que représente une telle valeur, il suffit de la comparer à ce que l’on connaît déjà : un IRM médical performant tourne autour de 3 teslas, un train à sustentation magnétique s’appuie sur des aimants d’environ 5 teslas, et même les aimants les plus puissants du grand collisionneur du CERN plafonnent à 8 teslas.

Le solénoïde d’ITER dépasse donc largement ces références, ce qui en fait le plus grand électroaimant supraconducteur pulsé jamais construit dans le monde. Sa mission est cruciale : il doit générer et maintenir le courant nécessaire pour amorcer et façonner le plasma au cœur du réacteur, cette matière portée à des températures extrêmes où se produiront, à terme, les réactions de fusion nucléaire.

6,4 gigajoules stockés : la bombe énergétique qu’il faut dompter

Derrière ces chiffres impressionnants se cache une réalité plus vertigineuse encore : le solénoïde central, une fois pleinement chargé, stocke environ 6,4 gigajoules d’énergie. Pour donner une image concrète, cette quantité d’énergie libérée d’un coup suffirait à alimenter une ville entière, ne serait-ce que pendant une fraction de seconde. C’est cette énergie accumulée dans le champ magnétique qui permet, en la relâchant de façon contrôlée, de déclencher le courant électrique nécessaire au démarrage du plasma.

Chaque module a nécessité plus de deux ans de fabrication, suivis de tests rigoureux, avant d’être expédié vers la France. L’ensemble du processus, mené par l’entreprise américaine General Atomics à San Diego, s’est étalé sur quinze années. Le dernier module en date a d’ailleurs traversé l’Atlantique par bateau puis par camion, un trajet d’une semaine qui s’est achevé en janvier dernier sur le chantier de Cadarache, avant son installation définitive quelques mois plus tard.

Quand un aimant veut s’envoler : la bataille contre une force titanesque

C’est peut-être l’aspect le plus contre-intuitif de ce projet : un champ magnétique aussi puissant génère des forces mécaniques considérables, qui tendent à repousser les modules les uns contre les autres et à faire décoller littéralement la structure. Les ingénieurs ont dû concevoir des structures d’ancrage capables de résister à des efforts équivalents à deux fois la poussée d’une navette spatiale au décollage. Une image qui donne la mesure de la violence des forces à l’œuvre à l’intérieur de cette tour de 1 000 tonnes.

Ainsi, chaque boulon, chaque plaque de renfort, chaque système de fixation a été pensé pour retenir un géant qui, sans ces précautions, chercherait à s’échapper de son propre poids sous l’effet du magnétisme. C’est ce paradoxe fascinant qui résume tout le projet : plus l’aimant devient puissant, plus il faut redoubler d’ingéniosité pour l’empêcher de se détruire lui-même, ou de s’arracher du sol qui le porte.

En rassemblant froid extrême, champ magnétique record et énergie colossale, le solénoïde central d’ITER illustre à quel point la fusion nucléaire, cette promesse d’énergie propre et quasi illimitée, exige de repousser simultanément plusieurs frontières technologiques. Reste désormais à voir comment cet aimant hors norme se comportera une fois pleinement intégré au réacteur, et surtout, combien de temps il faudra encore avant que cette prouesse d’ingénierie ne débouche sur les premières réactions de fusion tant attendues.