LA FUSION NUCLÉAIRE PERMET DE PRODUIRE DE L’ÉNERGIE POSITIVE EN RÉSEAU DANS UNE EXPÉRIENCE RÉVOLUTIONNAIRE

Pour la première fois, des scientifiques ont produit une réaction de fusion qui a conduit à un gain net d’énergie. Les résultats obtenus par le Lawrence Livermore National Laboratory en Californie marquent une étape importante sur le long chemin vers la production d’énergie propre à partir de la fusion nucléaire.

Le directeur de l’Office of Science and Technology Policy de la Maison Blanche, Arati Prabhakar, a déclaré hier lors d’une conférence de presse à Washington, DC, que “la semaine dernière, ils ont en effet tiré un tas de lasers sur une pastille de combustible, et l’énergie libérée par l’allumage de la fusion a été supérieure à l’énergie des lasers qui y sont entrés”, ajoutant : “Je pense simplement que c’est un exemple formidable de ce que la persévérance peut vraiment accomplir”.

UNE LONGUE PÉRIODE D´ATTENTE

La fusion nucléaire se produit lorsque des atomes se heurtent les uns aux autres, “fusionnant” pour produire un atome plus lourd et, ce faisant, libérer de l’énergie. Dans le soleil et d’autres étoiles, les noyaux d’hydrogène fusionnent, produisant de l’hélium et générant d’énormes quantités d’énergie. Pour réaliser la fusion nucléaire sur Terre, les humains doivent chauffer les atomes à des températures remarquables – des millions de degrés Celsius – ce qui explique pourquoi il est si difficile de réaliser un gain énergétique net.

À 1 h 03 GMT-5 le 5 décembre, le laboratoire national a utilisé 192 lasers puissants pour comprimer une cible d’isotopes d’hydrogène (deutérium et tritium) de la taille d’un grain de poivre. La cible est confinée dans une coquille de diamant (hohlraum) soigneusement fabriquée.

“Les obus d’aujourd’hui sont presque parfaitement ronds. Elles sont 100 fois plus lisses qu’un miroir, et elles sont dotées d’un minuscule tube d’un demi-diamètre de cheveu par lequel le combustible est introduit dans l’enveloppe”, a déclaré Michael Stadermann, responsable du programme de fabrication des cibles au Lawrence Livermore National Laboratory. “Comme vous pouvez l’imaginer, la perfection est vraiment difficile, et nous n’y sommes donc pas encore arrivés – nous avons encore de minuscules défauts sur nos coquilles, plus petits que des bactéries.”

L’expérience a généré 3,15 mégajoules d’énergie, soit environ 50 % de plus que les 2,05 mégajoules utilisés par les lasers pour induire la réaction. En réalisant ainsi un équilibre énergétique scientifique, les scientifiques ont accompli ce que l’on appelle “l’allumage par fusion”.

LA FORCE D´UNE ÉTOILE

L’exploitation de la puissance de la fusion nucléaire pourrait changer la donne, en fournissant aux individus une source d’énergie infiniment abondante, sans émissions de gaz à effet de serre ni déchets radioactifs de longue durée. Pour y parvenir, il faut toutefois surmonter d’énormes obstacles techniques. Après des décennies d’expérimentation, l’annonce d’hier représente un triomphe modeste mais extrêmement significatif sur l’un de ces obstacles. Pourtant, il reste encore un long chemin à parcourir avant que la fusion nucléaire puisse répondre à toute demande d’énergie propre.

Le gouvernement des États-Unis finance la recherche sur l’énergie de fusion depuis les années 1950. Dans le monde entier, la recherche a recueilli des dizaines de milliards de dollars de financement. Et fin 2021, les chercheurs du Joint European Torus (JET), au Royaume-Uni, ont produit une énergie record de 59 mégajoules à partir de la fusion nucléaire. Le principal problème est que, jusqu’à présent, la fusion nucléaire en laboratoire n’a pas permis de générer plus d’énergie que nécessaire pour que la réaction se produise, pour commencer.

Il s’agit d’une étape clé, mais il convient de garder à l’esprit certaines réserves essentielles. L’un des principaux facteurs est que le DOE attribue ce succès à la seule production des lasers, plutôt inefficaces. Il faut 300 mégajoules d’énergie provenant du réseau pour acquérir les deux mégajoules d’énergie laser. L’annonce d’hier repose donc sur une interprétation limitée du “gain énergétique net”.

LE CHEMIN VERS LA FUSION

Les lasers ne sont pas le seul moyen de parvenir à la fusion nucléaire. D’autres initiatives, dont le JET, consistent à utiliser un dispositif magnétique appelé tokamak pour contraindre et chauffer le plasma. Quelle que soit l’approche retenue, il faudra probablement des décennies pour produire de l’énergie de cette manière dans une centrale électrique. Il faudra beaucoup plus de financement et de petites victoires pour y parvenir, la déclaration d’hier en étant une.

“Avec de vrais investissements et une réelle concentration, cette échelle de temps peut se rapprocher”, a déclaré Kim Budil, directeur du Lawrence Livermore National Laboratory, lors de la conférence de presse. “Nous avons été dans une position pendant très longtemps où il ne s’est jamais rapproché, n’est-ce pas ? Parce que nous avions besoin de cette première étape fondamentale. Nous sommes donc en excellente position aujourd’hui pour commencer à comprendre ce qu’il faudra faire pour franchir cette prochaine étape.”

Pour commencer, les chercheurs doivent être en mesure d’atteindre l’allumage une fois de plus. “Il s’agit d’une capsule d’allumage, une seule fois. Pour réaliser une énergie de fusion commerciale, il faut faire beaucoup de choses ; il faut être capable de produire de très nombreux événements d’allumage de fusion par minute”, a déclaré Budil. “Il y a des obstacles très importants, non seulement sur le plan scientifique mais aussi sur le plan technologique”.

L’un de ces obstacles est que les lasers utilisés dans les efforts futurs doivent être beaucoup plus efficaces. Le système choisi pour cette expérience, le National Ignition Facility, est le laser le plus grand et le plus énergétique du monde, plus grand que trois terrains de football. Pourtant, il est encore basé sur une technologie des années 1980. Les lasers modernes sont beaucoup plus efficaces, et les initiatives futures tenteront d’intégrer des technologies plus récentes dans les expériences.

“Cela démontre que c’est possible. Le fait de franchir ce seuil leur permet de commencer à travailler sur de meilleurs lasers, des lasers plus efficaces, sur de meilleures capsules de confinement, etc.”. a déclaré M. Budil. “Nous avons besoin que le secteur privé entre dans le jeu. Il est vraiment important que cette percée ait bénéficié d’une quantité incroyable de fonds publics américains, mais toutes les étapes nécessaires pour atteindre le niveau commercial nécessiteront encore de la recherche publique et de la recherche privée.”

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Publié à l’origine par : The Verge

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