Dans la municipalité d'Escúzar, située près de la pittoresque Grenade en Espagne, un moment crucial pour l'avenir de l'énergie européenne et mondiale a récemment été marqué. La pose de la première pierre a lancé la construction de l'infrastructure scientifique avancée IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility – Demo Oriented Neutron Source), un projet qui représente un tournant dans la recherche et le développement de l'énergie de fusion.Cette entreprise ambitieuse, dans laquelle la Croatie, aux côtés de l'Espagne, joue un rôle de premier plan, est d'une importance vitale pour tester et qualifier les matériaux nécessaires à la construction des futures centrales à fusion, y compris la centrale de démonstration DEMO.

L'énergie de fusion : une puissance stellaire pour l'avenir de la Terre

L'énergie de fusion, le processus qui alimente le Soleil et les étoiles, est au centre des préoccupations des scientifiques depuis des décennies en tant que source d'énergie potentiellement inépuisable, sûre et respectueuse de l'environnement. Contrairement à la fission, qui divise les noyaux atomiques lourds, la fusion combine des noyaux légers, tels que les isotopes de l'hydrogène (deutérium et tritium), libérant ainsi d'énormes quantités d'énergie. Le combustible pour la fusion, le deutérium, est disponible dans l'eau de mer, tandis que le tritium peut être produit au sein même de la centrale à fusion à partir du lithium, un métal également largement répandu. Les avantages de la fusion sont nombreux : elle ne produit pas de déchets radioactifs de haute activité à longue durée de vie comme les centrales à fission, elle n'émet pas de gaz à effet de serre pendant son fonctionnement et elle élimine intrinsèquement le risque d'une réaction en chaîne incontrôlée qui pourrait entraîner des accidents catastrophiques. La réalisation de la fusion contrôlée sur Terre est l'un des plus grands défis scientifiques et technologiques du XXIe siècle, mais aussi une promesse de solution à long terme aux besoins énergétiques mondiaux et au changement climatique.

Stratégie européenne et rôle clé de DONES

L'Union européenne s'est engagée à réaliser l'énergie de fusion grâce à une stratégie globale reposant sur trois piliers fondamentaux. Le premier est ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), un immense réacteur expérimental international en construction à Cadarache en France, visant à démontrer la faisabilité scientifique et technologique de la fusion comme source d'énergie. Après ITER, suivra DEMO, une centrale de fusion de démonstration qui devrait être la première centrale à produire de l'électricité à partir de la fusion et à l'injecter dans le réseau, confirmant ainsi sa viabilité économique. C'est précisément pour le succès de DEMO que le troisième pilier – IFMIF-DONES – est crucial. En effet, l'un des plus grands défis dans le développement des centrales à fusion est de trouver des matériaux capables de résister aux conditions extrêmes à l'intérieur du réacteur, en particulier à une irradiation neutronique intense de haute énergie (jusqu'à 14 MeV) et à des températures élevées. Les matériaux et les connaissances existants, basés principalement sur l'expérience des réacteurs à fission, ne sont pas suffisants car les conditions de fonctionnement diffèrent considérablement. IFMIF-DONES sera un centre mondial unique pour tester, valider et qualifier des matériaux avancés, en simulant les conditions d'irradiation neutronique attendues dans les centrales à fusion. Sans les données que DONES fournira, la construction sûre et fiable de DEMO ne serait pas possible.

L'importance du projet IFMIF-DONES a également été reconnue au plus haut niveau européen par son inclusion dans la feuille de route du Forum stratégique européen pour les infrastructures de recherche (ESFRI), d'abord dans la feuille de route de 2018, puis dans la feuille de route actualisée de 2021. IFMIF-DONES a ainsi été positionné comme l'une des infrastructures de recherche stratégiques clés pour les scientifiques européens dans le domaine de la recherche énergétique et de l'innovation, dans le but de renforcer la compétitivité européenne et son leadership technologique dans ce secteur vital. Le site de Grenade a été choisi en décembre 2017 après une évaluation positive de la proposition conjointe hispano-croate par l'agence Fusion for Energy (F4E).

Contribution croate : savoir et innovation au cœur du projet

La Croatie joue un rôle extrêmement important et proactif dans le projet DONES depuis ses tout débuts. En tant que l'un des deux pays leaders, aux côtés de l'Espagne en tant que pays hôte, la Croatie a non seulement reconnu très tôt la valeur stratégique de cette entreprise, mais participe également activement à sa conception scientifique, à son développement technologique et à sa préparation pour la mise en œuvre. Les scientifiques, ingénieurs et institutions croates, réunis au sein du consortium DONES.HR coordonné par l'Institut Ruđer Bošković (IRB), travaillent avec diligence depuis des années au développement de technologies et de composants spécifiques pour DONES. Leur contribution couvre un large éventail de domaines, de la recherche et du développement de matériaux avancés, à la conception et à la fabrication de détecteurs de rayonnement sophistiqués, en passant par le développement de systèmes complexes de télégestion et de maintenance dans un environnement radiologiquement exigeant. Cette implication précoce assure à la Croatie non seulement un prestige scientifique, mais aussi l'opportunité d'un transfert de technologie et d'un renforcement des capacités de l'industrie nationale.

Le Dr sc. Tonči Tadić, physicien éminent de l'Institut Ruđer Bošković, responsable des activités de fusion croates et coordinateur de l'équipe de projet DONES.HR, souligne le caractère multidisciplinaire et la portée de DONES : « La mission première de DONES est l'irradiation et le test de matériaux destinés à la première paroi des futures centrales à fusion. Cependant, DONES sera bien plus que cela. Il servira de source de neutrons puissante et polyvalente, ouvrant la voie à un large éventail de recherches en sciences fondamentales et appliquées. Cela inclut des domaines tels que la physique nucléaire non liée à la fusion, la physique médicale où les neutrons peuvent être utilisés pour le diagnostic et la thérapie, la physique du solide pour l'étude de la structure des matériaux, la recherche fondamentale en biologie et en médecine, et même le développement de nouvelles technologies en génie mécanique et en science des matériaux. Toute institution scientifique, équipe de recherche ou partenaire industriel intéressé pourra proposer et mener ses propres recherches en utilisant les capacités de DONES. » Le Dr Tadić souligne également qu'une grande quantité d'équipements hautement spécialisés, et souvent entièrement nouveaux, est développée et produite dans le cadre du projet, depuis les systèmes de détection avancés jusqu'aux grues et manipulateurs robotisés pour la manutention à distance des échantillons irradiés, ce qui représente un défi technologique important et une opportunité d'innovation.

Aspects techniques et objectifs scientifiques d'IFMIF-DONES

Au cœur de l'installation IFMIF-DONES se trouvera un puissant accélérateur de particules. Cet accélérateur produira un faisceau intense de deutons (D+), des ions de deutérium, d'un courant de 125 milliampères (mA) et d'une énergie de 40 mégaélectronvolts (MeV). Ce faisceau de deutons à haute énergie sera dirigé vers une cible de lithium liquide. La cible sera formée d'un mince rideau de lithium liquide, d'environ 25 millimètres d'épaisseur, s'écoulant à grande vitesse, environ 15 mètres par seconde, afin d'assurer un refroidissement efficace et la stabilité de la cible sous le bombardement intense de deutons. Lorsque les deutons frapperont les noyaux de lithium, des réactions nucléaires se produiront, générant un flux puissant de neutrons de haute énergie, avec un spectre très similaire à celui attendu dans les centrales à fusion. C'est précisément ce flux de neutrons, d'une intensité suffisante pour simuler de manière accélérée les dommages que les neutrons produiraient pendant de nombreuses années de fonctionnement d'un réacteur à fusion, qui sera utilisé pour irradier des échantillons de divers matériaux. Ces échantillons, candidats potentiels pour les composants structurels des centrales à fusion, seront placés dans des modules d'essai spécialement conçus juste derrière la cible de lithium, dans la zone de rayonnement neutronique le plus intense. En mesurant avec précision les changements dans les propriétés physiques, mécaniques et structurelles des matériaux irradiés, les scientifiques pourront créer une base de données complète nécessaire à la sélection et à la qualification des matériaux pour DEMO et les futures centrales à fusion commerciales.

Outre le test des matériaux structurels, DONES permettra la recherche et le développement de nombreuses autres technologies clés pour la fusion, telles que des capteurs avancés et une électronique résistante aux radiations, des systèmes de production et de manipulation du tritium (l'un des combustibles de fusion), des technologies de transfert de chaleur utilisant des métaux liquides (comme le lithium) et des systèmes de télémanipulation et de maintenance des composants en environnement activé. Il s'agit donc d'un centre de recherche multidisciplinaire au potentiel scientifique et industriel énorme, qui attirera des experts du monde entier à Grenade.

Le Japon comme partenaire stratégique et la coopération mondiale

Le projet DONES a reçu une impulsion significative lors de sa présentation officielle à l'exposition universelle EXPO à Osaka, lorsque le Japon a officiellement confirmé son partenariat stratégique. À cette occasion, le 21 mai 2025, lors d'une réunion du comité de pilotage de DONES, un mémorandum de coopération a été signé entre le ministère japonais de l'Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie (MEXT) et le ministère espagnol des Sciences, de l'Innovation et des Universités. Par cet acte, le Japon a rejoint la Croatie et l'Espagne en tant que troisième partenaire stratégique clé du projet, apportant avec lui une connaissance, une expérience et une expertise technologique considérables dans le domaine de la fusion et des matériaux avancés. L'implication japonaise confirme davantage l'importance mondiale de DONES et son rôle dans les efforts internationaux visant à réaliser l'énergie de fusion.

Le ministre de la Science, de l'Éducation et de la Jeunesse de la République de Croatie, le professeur Dr sc. Radovan Fuchs, s'est félicité de cette évolution, déclarant : « La République de Croatie est extrêmement fière de participer activement à cette entreprise monumentale européenne et mondiale visant à créer une source d'énergie durable, sûre et propre pour les générations futures. Le projet DONES n'est pas seulement un défi scientifique, mais aussi une initiative géostratégique qui rassemble des États, des institutions scientifiques de premier plan et une industrie de pointe autour d'un objectif commun et noble. La coopération avec une superpuissance technologique telle que le Japon est, dans ce contexte, d'une valeur inestimable et ouvre de nouvelles portes à l'approfondissement des échanges scientifiques, technologiques et économiques. »

Financement et participation internationale

La construction et les coûts d'exploitation d'une infrastructure scientifique aussi complexe nécessitent des investissements financiers importants et une large coopération internationale. L'Espagne, en tant que pays hôte, est en tête des investissements : le gouvernement central fournira 210 millions d'euros, et un montant égal sera investi par le gouvernement régional d'Andalousie, reconnaissant les avantages à long terme pour le développement de la région autour de Grenade. Une contribution significative est également attendue de la Commission européenne, d'un montant de 202 millions d'euros, par le biais de divers programmes de financement de la recherche et de l'innovation. Le Japon a annoncé un financement à hauteur de 5 % des coûts totaux de construction de l'installation et de 8 % des coûts de la phase d'exploitation, ce qui renforce davantage la structure financière du projet. L'Italie a également manifesté un fort intérêt pour une participation, en signant un mémorandum d'accord, et est actuellement en phase finale de définition de sa contribution spécifique. On estime que la valeur totale du projet DONES dépassera 700 millions d'euros. La participation de plus de 17 pays est attendue sous diverses formes de contributions, qu'elles soient financières, en équipement, en connaissances ou en ressources humaines, faisant de DONES une véritable plateforme mondiale pour le développement de la technologie de la fusion.

Pour gérer les contributions espagnoles, construire et exploiter ultérieurement l'installation, le gouvernement espagnol et le gouvernement régional d'Andalousie ont créé une agence de mise en œuvre spéciale sous la forme d'un consortium public appelé "IFMIF-DONES España". Ce consortium sera le propriétaire et l'exploitant officiel de l'installation et l'entité juridique responsable devant les autorités réglementaires nationales. Il sera également chargé d'accueillir l'équipe internationale d'experts qui participera à toutes les phases du projet, de la conception et de la construction à l'exploitation et à l'utilisation scientifique de l'installation à Escúzar.

Un regard vers l'avenir de l'énergie

Avec le début de la construction de l'infrastructure à Escúzar près de Grenade, le projet DONES entre dans une nouvelle phase dynamique. La pose symbolique de la première pierre et le renforcement de la coopération internationale, notamment avec le Japon, donnent un élan puissant aux efforts visant à transformer au plus vite l'énergie de fusion d'une vision scientifique en une réalité pratique. Les défis restent importants, mais les avantages potentiels – une énergie propre, sûre et pratiquement inépuisable – justifient chaque effort et chaque ressource investis. La Croatie, avec ses scientifiques et son industrie, a l'opportunité d'être à l'avant-garde de cette vague technologique qui, sans aucun doute, façonnera l'avenir énergétique de notre planète.