Le laboratoire de fusion nucléaire du département américain de l’Énergie a déclaré qu’il y aurait une « percée scientifique majeure » annoncée mardi, alors que les médias rapportent que les scientifiques ont enfin franchi une étape importante pour la technologie : extraire plus d’énergie que ce qui a été mis.
Cette annonce émeut la communauté scientifique, car la fusion nucléaire est considérée par certains comme l’énergie du futur, d’autant plus qu’elle ne produit pas de gaz à effet de serre, laisse peu de déchets et ne présente aucun risque d’accident nucléaire.
Voici une mise à jour sur le fonctionnement de la fusion nucléaire, les projets en cours et des estimations sur le moment où ils pourraient être achevés :
L’énergie des étoiles
La fusion diffère de la fission, la technique actuellement utilisée dans les centrales nucléaires, en fusionnant deux noyaux atomiques au lieu d’en séparer un.
En fait, la fusion est le processus qui alimente le soleil.
Deux atomes d’hydrogène légers, lorsqu’ils entrent en collision à des vitesses très élevées, fusionnent en un élément plus lourd, l’hélium, libérant de l’énergie dans le processus.
« Contrôler la source d’énergie des étoiles est le plus grand défi technologique que l’humanité ait jamais entrepris », a tweeté le physicien Arthur Turrell, auteur de « The Star Builders ».
Deux méthodes distinctes
Produire des réactions de fusion sur Terre n’est possible qu’en chauffant la matière à des températures extrêmement élevées – plus de 100 millions de degrés Celsius (180 millions de Fahrenheit).
« Il faut donc trouver des moyens d’isoler cette matière extrêmement chaude de tout ce qui pourrait la refroidir. C’est le problème du confinement », explique à l’ Erik Lefebvre, chef de projet au Commissariat à l’énergie atomique (CEA).
Une méthode consiste à « confiner » la réaction de fusion avec des aimants.
Dans un immense réacteur en forme de beignet, les isotopes légers de l’hydrogène (deutérium et tritium) sont chauffés jusqu’à atteindre l’état de plasma, un gaz de très faible densité.
Des aimants confinent le gaz plasma tourbillonnant, l’empêchant d’entrer en contact avec les parois de la chambre, tandis que les atomes entrent en collision et commencent à fusionner.
C’est le type de réacteur utilisé dans le grand projet international connu sous le nom d’ITER, actuellement en construction en France, ainsi que le Joint European Torus (JET) près d’Oxford, en Angleterre.
Une deuxième méthode est la fusion par confinement inertiel, dans laquelle des lasers à haute énergie sont dirigés simultanément dans un cylindre de la taille d’un dé à coudre contenant l’hydrogène.
Cette technique est utilisée par le laser français Mégajoule (LMJ) et le projet de fusion le plus avancé au monde, le National Ignition Facility (NIF) basé en Californie.
Le confinement inertiel est utilisé pour démontrer les principes physiques de la fusion, tandis que le confinement magnétique cherche à imiter les futurs réacteurs à l’échelle industrielle.
État de la recherche
Pendant des décennies, les scientifiques ont tenté d’obtenir ce que l’on appelle un « gain d’énergie net », c’est-à-dire que la réaction de fusion produit plus d’énergie qu’il n’en faut pour l’activer.
Selon des informations du Financial Times et du Washington Post, ce sera la « percée scientifique majeure » annoncée mardi par le NIF.
Mais Lefebvre prévient que « le chemin est encore très long » avant « une démonstration à l’échelle industrielle commercialement viable ».
Il dit qu’un tel projet prendra encore 20 ou 30 ans pour être achevé.
Pour y arriver, les chercheurs doivent d’abord augmenter l’efficacité des lasers et reproduire l’expérience plus fréquemment.
Les avantages de Fusion
Le succès rapporté du NIF a suscité une grande excitation dans la communauté scientifique, qui espère que la technologie pourrait changer la donne pour la production énergétique mondiale.
Contrairement à la fission, la fusion ne comporte aucun risque d’accident nucléaire.
« S’il manque quelques lasers et qu’ils ne se déclenchent pas au bon moment, ou si le confinement du plasma par le champ magnétique… n’est pas parfait », la réaction s’arrêtera simplement, dit Lefebvre.
La fusion nucléaire produit également beaucoup moins de déchets radioactifs que les centrales électriques actuelles, et surtout, n’émet pas de gaz à effet de serre.
« C’est une source d’énergie totalement décarbonée, générant très peu de déchets et intrinsèquement extrêmement sûre », selon Lefebvre, qui affirme que la fusion pourrait être « une solution future aux problèmes énergétiques mondiaux ».
Indépendamment de l’annonce de mardi, cependant, la technologie est encore loin de produire de l’énergie à l’échelle industrielle et ne peut donc pas être invoquée comme solution immédiate à la crise climatique.
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