Publié le 25 août 2021

ÉNERGIE

États-Unis, Chine, Corée du Sud… La fusion nucléaire fait feu de tout bois

Début août, des chercheurs américains ont annoncé une avancée majeure dans la fusion nucléaire en atteignant une puissance de 10 quadrillions de Watts sous l’action de lasers. Quelques mois auparavant, c’est la Chine et la Corée du Sud qui battaient des records de température. Tandis qu’en Europe, le réacteur Iter est en fin d’assemblage. La fusion nucléaire, imitant l’énergie du soleil, est la promesse d’une ressource illimitée et propre.

Fusion nucleaire laser National Ignition Facility NIF
Outil de fusion inertielle du National Ignition Facility aux États-Unis.
@NIF

Le 8 août dernier, au National Ignition Facility (NIF) en Californie, les physiciens ont atteint 1,3 mégajoules d’énergie thermonucléaire, la puissance d’une batterie de voiture. Modeste. Mais, à titre de comparaison, la puissance produite a été multipliée par huit depuis le dernier essai au printemps. "L'expérience a été rendue possible en concentrant la lumière de 192 lasers – répartis sur une surface équivalente à trois terrains de football - sur une cible de la taille du diamètre d'un cheveu humain, générant plus de 10 quadrillions de watts par la fusion, pendant 100 trillionièmes de secondes (100 milliardièmes de milliardième de seconde)", explique le laboratoire dans un communiqué. Cette technologie est appelée fusion par confinement inertiel.

Avec cette réaction, les chercheurs américains ont presque atteint le seuil d’ignition, c’est-à-dire le point où la fusion produit plus d’énergie que ce qu’il a fallu pour l’initier et peut donc s’auto-entretenir. "C'est l'avancée la plus significative dans la fusion inertielle depuis ses débuts en 1972", explique le professeur Steven Rose, co-directeur du centre de recherche dans ce domaine à l'université Imperial College London.

L’obtention d’une réaction de fusion nucléaire maîtrisée et durable est un Graal de l’énergie. Il s’agit de reproduire sur Terre la réaction à l’origine de la puissance du soleil où des atomes légers d’hydrogène (la matière la plus abondante de l’Univers) fusionnent pour donner naissance à des éléments plus lourds en produisant de très importantes quantités d’énergie, sans déchet. C’est l’inverse de la fission nucléaire (utilisée dans les centrales aujourd’hui) où l’on casse des noyaux lourds.

Sept fois la température du soleil

Si la fusion par inertie progresse, l’autre voie, la fusion par confinement, avance également à grands pas. Ici, il s’agit de maintenir un plasma à très haute température dans un champ magnétique (dans un Tokamak). En juin dernier en Chine, les ingénieurs du réacteur Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) sont parvenus à maintenir une température de 120 millions de degrés pendant 101 secondes et ont même atteint 160 millions de degrés pendant 20 secondes. Quelques mois auparavant, c’est la Corée du Sud qui était parvenue à maintenir en place un plasma de 100 millions de degrés pendant 20 secondes dans le le Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). À titre de comparaison, le cœur du soleil est à 15 millions de degrés.

En Europe, à Cadarache en particulier dans le sud de la France, c’est du côté du réacteur expérimental Iter que les yeux sont braqués. Construit par l’Union Européenne, la Chine, les États-Unis, la Russie, le Japon, la Corée et l’Inde, ce démonstrateur industriel est en fin d’assemblage. Le cœur du réacteur, un puzzle de 23 000 tonnes, doit produire son premier plasma en 2025. En juillet 2020, Emmanuel Macron célébrait cette étape finale de la construction avec ses partenaires : "Imaginez que l'expérience soit concluante, qu'elle puisse trouver demain des applications industrielles ! Nous aurons mis au point là une énergie non polluante, décarbonée, sûre et pratiquement sans déchets, qui permettra tout à la fois de répondre aux besoins de toutes les zones du globe, de relever le défi climatique et de préserver les ressources naturelles".

Ludovic Dupin @LudovicDupin


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