Cette semaine, la nouvelle a fait la une des journaux du monde entier que le Lawrence Livermore National Laboratory, en Californie, avait obtenu le cap historique de la fusion en générant dans son réacteur du National Ignition Center (NIF, pour son sigle en anglais) plus besoin d'énergie pour libérer la réaction. Quelque chose qui rapproche l'humanité de la maîtrise de l'énergie durable presque illimitée qui « allume » naturellement les étoiles, mais que nous, ici sur Terre, sommes encore en train de maîtriser pleinement.
La réalisation a été possible grâce à une installation de dix étages de la taille de trois terrains de football et au travail de 60 ans. Cependant, ce n'est pas le seul projet visant à reproduire l'énergie qui émane de notre Soleil au quotidien et qui pourrait être la réponse au changement climatique.
Sans aucun doute, en raison de son potentiel et de sa participation internationale, la référence mondiale est le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), un mégaprojet auquel participent les pays de l'Union européenne, le Japon, les États-Unis, la Corée du Sud, l'Inde, la Russie et la Chine.
Tous ont signé en 2006 un accord pour créer à Cadarache (France) le plus grand prototype de réacteur jamais construit qui prouve que, effectivement, l'énergie de fusion est une source d'énergie viable. Il diffère du NIF, surtout, par sa manière de parvenir à recréer les conditions de pression et de température des étoiles dans nos laboratoires : alors que celui nord-américain est basé sur un système de confinement inertiel, une méthode qui tire parti des faisceaux de puissant Utilisant des lasers pour comprimer les noyaux de deutérium et de tritium à l'intérieur d'une sphère plus petite qu'un pois, ITER utilise d'énormes et puissants aimants - le confinement magnétique - pour contrôler le plasma ardent dans lequel l'électricité est générée dans un énorme conteneur en forme de beignet.
Et, avec cette méthode, il espère le faire plus efficacement que NIF : alors que l'expérience Livermore parvient à générer deux fois l'énergie nécessaire à la réaction pour se déclencher, ITER a promis de multiplier ce gain jusqu'à dix fois. Et non seulement cela, mais son objectif est d'étendre le record à 500 secondes à haute puissance (un peu plus de 8 minutes) et à 1.500 25 à moyenne puissance (80 minutes) le travail que le réacteur NIF n'a maintenu (jusqu'à présent) que peu milliardièmes de seconde. Cependant, il en est encore à 2028 % de construction et les expérimentations ne débuteront, au moins, qu'en XNUMX. Période, donc, pour le moment, pour celles du FNI.
le pari européen
"Mais il n'y a pas de rivalité", a déclaré Eleonora Viezzer, professeur de physique atomique, moléculaire et nucléaire à l'Université de Séville. « Notre joie pour eux ; Ce n'est pas l'œuvre de quelques-uns, c'est quelque chose de bien pour toute la société ». Viezzer, récemment récompensé par l'un des Physics Awards parrainés par la Fondation BBVA avec la Société royale espagnole de physique (RSEF), a travaillé avec plusieurs des principaux réacteurs expérimentaux existants, dont le Join European Torus (JET) , l'atout européen pour ne pas être laissé pour compte dans la recherche du « Saint Graal » de l'énergie. Et pour l'instant rien ne va plus, car le JET, une sorte d'ITER "miniature" -en l'occurrence, un modèle de tokamak dix fois plus petit-, a réussi en février dernier à générer 59 mégajoules pendant 5 secondes.
Un temps qui peut sembler court, mais du point de vue de l'étude de la physique, c'est presque comme si le plasma était « gelé ». Quelque chose qui s'est aussi passé un peu avec la bureaucratie qui régit ce "petit" réacteur, qui, bien qu'il soit régi par le consortium européen EUROfusion, est situé sur le territoire du Brexit, plus précisément dans la ville de Culham, près d'Oxford. «Même ainsi, c'est quelque chose qui sort au niveau administratif; Avec les collègues on ne regarde pas qui est d'un endroit ou d'un autre, la coopération scientifique reste la même », précise Viezzer.
JET, avec NIF, sont les seules installations actives au monde qui fonctionnent avec du deutérium et du tritium, les deux isotopes de l'hydrogène qui alimentent les réactions de fusion. Le deutérium est assez facile à trouver : il est présent dans l'eau de mer ; Cependant, le tritium est un élément plus compliqué à obtenir : ce n'est que dans le futur que se réaliseront des réactions de fusion dans un cadenas générées « in situ », car il faut maintenant l'extraire du lithium.
La fusion nucléaire est ainsi présentée comme une source d'énergie pratiquement illimitée, propre et écologiquement durable, puisqu'elle ne génère pas de déchets radioactifs à long terme. Contrairement à la fission nucléaire, dans la fusion nucléaire, en plus de produire des déchets radioactifs durables, il est physiquement impossible qu'un épisode similaire à celui de Tchernobyl ou de Fukushima se produise, mais en cas de chute, la réaction s'éteindra d'elle-même.
Un autre projet remarquable est SPARC, dans les installations du mythique Massachusetts Institute of Technology (MIT). Plusieurs entreprises et personnalités (dont le créateur de Microsoft, Bill Gates ; et le magnat d'Amazon, Jeff Bezos), ont tellement misé sur ce modèle à base d'aimants supraconducteurs à haute température que ses créateurs affirment qu'ils créeront « le champ magnétique champ le plus puissant jamais créé sur Terre. En fait, ils sont si confiants qu'ils promettent d'avoir un prototype capable de recréer le jalon du NIF, mais cette fois dans un dispositif de confinement magnétique, prêt d'ici 2025.
« Il est important de noter que SPARC n'est pas un réacteur de production électrique, mais une expérience scientifique et technologique que notre assistant va tenter d'optimiser les réacteurs du futur, valider nos modèles et démontrer que la fusion est possible et prometteuse. », a expliqué à ABC Pablo Rodríguez-Fernández, chercheur scientifique au MIT Center for Plasma and Fusion Science dans le projet SPARC. «Cette étape, avant une centrale de production d'électricité, est très importante, car les expériences que nous avons menées au fil des années sont encore loin des mécanismes physiques qui sont nécessaires dans les réacteurs de production d'électricité, ayant donc une étape intermédiaire, comme SPARC et ITER , est critique."
Les « soleils » asiatiques
Il n'y a pas que le monde occidental qui a ses soleils artificiels. L'Asie est également très intéressée par cette nouvelle énergie. Le Japon -avec une collaboration européenne- va inaugurer le JT-60SA dans les prochains mois. Situé dans la préfecture d'Ibaraki, il sera de type tokamak, tout comme le JET. Mais il dépassera sa taille, ce sera donc le plus grand prototype de sa catégorie jusqu'à l'ouverture d'ITER.
Pour sa part, la Chine dispose de plusieurs modèles, bien que le plus avancé soit le réacteur tokamak supraconducteur avancé expérimental, EAST. Cette machine qui fonctionne seule avec du deutérium est poussée à bout par les scientifiques et a réussi à maintenir une température plasma de 120 millions de degrés Celsius pendant 101 secondes ; et allonger jusqu'à 1.056 17 secondes (70 minutes) à la température la plus basse : 2021 millions de degrés Celsius. Lors de la semaine EAST, la Corée du Sud a créé le prototype KSTAR, qui en janvier 100 était capable d'atteindre 20 millions de degrés Celsius pendant XNUMX secondes.
Il est important de préciser que tous ces prototypes sont encore des expérimentations : c'est-à-dire qu'à l'heure actuelle aucun d'entre eux ne transfère l'énergie créée vers, par exemple, le réseau électrique ni ne sont des réacteurs à fusion commerciaux. Pour cela, il faudra attendre, au moins, la prochaine décennie, selon les experts. "Il est difficile d'estimer quand il sera possible d'avoir la fusion comme source d'énergie", explique Rodríguez-Fernández. Cependant, avec le financement privé de la fusion et les avancées qui ont eu lieu ces dernières années, je pense que vers la seconde moitié des années 2030, nous verrons les premiers prototypes de production électrique. Viezzer est d'accord : « Sans aucun doute, nous sommes à un moment charnière et très excitant dans le domaine de la fusion. Je pense que nous serons la génération qui verra cette nouvelle source d'énergie prometteuse décoller.
