Le pouvoir de fusion a longtemps été considéré comme le Saint Graal de l'énergie alternative. Une puissance propre et abondante, créée par un processus autosuffisant où les noyaux atomiques sont fusionnés à des températures extrêmement élevées. Atteindre cet objectif est l'objectif des chercheurs et des physiciens de l'atomique depuis plus d'un demi-siècle, mais les progrès ont été lents. Bien que la science derrière la puissance de fusion soit solide, le processus n'est pas exactement pratique.
En bref, la fusion ne peut être considérée comme une forme d'énergie viable que si la quantité d'énergie utilisée pour déclencher la réaction est inférieure à l'énergie produite. Heureusement, ces dernières années, un certain nombre de mesures positives ont été prises pour atteindre cet objectif. Le dernier en date vient de Chine, où des chercheurs du Tokamak supraconducteur expérimental avancé (EAST) ont récemment rapporté qu'ils avaient atteint un jalon de fusion.
De nombreux concepts de fusion différents ont été proposés et testés au fil des ans. Actuellement, les deux conceptions les plus populaires sont l'approche par confinement inertiel et le réacteur tokamak. Dans le premier cas, les lasers sont utilisés pour fusionner des pastilles de carburant au deutérium pour créer une réaction de fusion. Dans ce dernier, le processus implique une chambre de confinement en forme de tore qui utilise des champs magnétiques et un courant interne pour confiner le plasma à haute énergie.
En utilisant un tokamak qui a trois caractéristiques distinctes - une section transversale non circulaire, des aimants entièrement supraconducteurs et des composants face au plasma (PFC) entièrement refroidis par eau - les scientifiques de l'installation EAST ont annoncé la semaine dernière qu'ils étaient capables de produire de l'hydrogène gazeux qui était trois fois plus chaud que le cœur du Soleil (environ 50 millions ° C; 90 millions ° F), et ont pu maintenir cette température pendant un record de 102 secondes.
Ce n'est pas une mince affaire, car le confinement et les températures soutenues sont essentiels pour créer un pouvoir de fusion. Une fois lancés, les réacteurs à fusion doivent pouvoir maintenir la réaction pendant une longue période, principalement parce que la quantité d'énergie requise pour l'initier est considérable. Mais bien sûr, maintenir et confiner un tel plasma à haute énergie est assez difficile et potentiellement dangereux.
Être capable de maintenir un plasma à haute énergie pendant plus d'une minute et demie place l'installation EAST, qui fait partie de l'Institut des sciences physiques de Hefei à Jiangshu, une longueur d'avance dans la course mondiale à la fusion. En recréant les conditions stables dans lesquelles la fusion se produit naturellement - c'est-à-dire à l'intérieur du Soleil - l'humanité pourrait être un pas de plus vers le rêve d'une énergie propre et pratiquement illimitée.
Mais bien sûr, il y a un certain scepticisme à l'égard de cette affirmation. Jusqu'à présent, il n'y a eu que l'annonce faite par l'Institut des sciences physiques pour continuer. Et jusqu'à ce que des résultats évalués par des pairs soient fournis, la réclamation ne sera pas confirmée. Cependant, si leurs résultats sont confirmés, cela signifiera qu'il y aura probablement une certaine concurrence pour voir qui peut obtenir de meilleurs résultats. Et cette compétition est peut-être déjà lancée!
Quelques jours seulement avant que l'installation EAST n'annonce cette étape, les chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en Allemagne ont fait leur propre annonce. Ici, les chercheurs ont affirmé que le stellarateur Wendelstein 7-X (W7X) - le plus grand réacteur à fusion de son genre - avait réussi à produire et à maintenir le plasma d'hydrogène pour la première fois.
De conception similaire à un tokamak, un stellerator utilise des anneaux torsadés et des aimants externes pour confiner le plasma. En tant que l'un des exemples les plus connus d'un stellarateur, le Wendelstein 7-X a pu chauffer de l'hydrogène à une température de 80 millions de degrés Celsius et maintenir ce nuage de plasma pendant un quart de seconde. En bref, ils ont réalisé une réaction qui a produit plus d'énergie, mais pour beaucoup moins de temps.
Dans les années à venir, plus de nouvelles sont attendues sur le front de la fusion avec la mise en ligne de projets comme le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER). Situé dans le sud de la France, ITER utilisera le plus grand réacteur tokamak expérimental du monde et sera la plus grande expérience de fusion à ce jour. L'installation EAST a indiqué qu'elle entend être directement impliquée dans ITER et apportera son expérience et son expertise.
Bien que nous soyons encore à de nombreuses années des réacteurs à fusion résolvant tous nos problèmes énergétiques, il est bon de savoir que nous prenons les mesures appropriées pour en faire une réalité. Qui sait? Un jour, nos enfants (ou petits-enfants) peuvent regarder le début du 21e siècle comme «l'ère de la pré-fusion» et se demander comment nous avons pu nous débrouiller!
