Des aimants plus puissants ainsi qu’un premier allumage réussi permettent de franchir une étape importante dans la fusion nucléaire sur Terre.

La fusion nucléaire est le processus énergétique du soleil et des étoiles. La fusion nucléaire réunit des noyaux atomiques légers (fusion) sous forme de plasma, générant d'énormes quantités d'énergie. Les scientifiques tentent de reproduire la fusion nucléaire sur Terre, car elle constitue une source quasi inépuisable d'énergie et d'électricité sûre et respectueuse de l'environnement.

Une autre percée majeure dans les matériaux

Des chercheurs du laboratoire américain Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ont mis au point un nouveau type d'aimant pour les réacteurs de fusion nucléaire. Le matériau à partir duquel les nouveaux aimants sont construits est plus solide, moins encombrant, résistant à la chaleur et également supraconducteur. Parce qu'ils sont supraconducteurs, ils peuvent créer un champ magnétique plus puissant et tout cela dans une zone plus petite.

Le nouveau design présente de nombreux avantages :

• Selon Jon Menard, directeur adjoint de la recherche au PPPL, ce nouveau type d'aimant permet de construire des réacteurs de fusion plus petits et moins chers. La forme compacte facilite les réparations sans avoir à démonter le reste du tokamak, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation. Comme les aimants sont résistants à la chaleur, ils peuvent rester opérationnels plus longtemps et le tokamak peut produire de l'électricité plus longtemps.
• En outre, le nouveau type d'aimant réduit également le coût de la fusion nucléaire de deux manières. Les nouveaux aimants n'ont pas besoin d'une isolation classique (en époxy et en fibre de verre) pour conduire l'électricité. La simplicité du boîtier permet de réduire considérablement le coût.
• Enfin, les aimants thermorésistants et supraconducteurs peuvent contribuer à la conception éventuelle d'un tokamak sphérique simple (la conception actuelle a la forme d'un beignet, et est donc beaucoup plus complexe). Un tokamak sphérique permet une densité de courant plus élevée, et les enroulements plus petits et plus compacts offrent plus d'espace pour une structure de support qui devrait aider la machine à mieux résister aux champs magnétiques élevés.

Un premier allumage (ignition) réussi

Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à créer un allumage réussi en laboratoire. L'allumage est le moment où une réaction de fusion nucléaire devient autoentretenue. L'expérience a eu lieu au Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) le 8 août, et les résultats ont été validés par plus de 1000 scientifiques et publiés dans trois articles évalués par des pairs.

La réaction de fusion a produit plus d'un mégajoule d'énergie, répondant à ce qui est connu dans la littérature comme le critère d'allumage de Lawson. De tels résultats n'ont jamais été observés auparavant et représentent donc une étape importante dans la réalisation de la fusion nucléaire sur Terre.

La fusion nucléaire, le Saint-Graal de l'énergie

La fusion nucléaire est depuis longtemps considérée comme la solution énergétique de l'avenir. Les avantages de la fusion par rapport à la fission nucléaire sont très importants. Il n'y a pas de déchets nucléaires radioactifs classiques comme dans le cas de la fission nucléaire. La réaction de fusion rend le réacteur lui-même légèrement radioactif, mais le matériau peut être recyclé en toute sécurité en une centaine d'années. Les déchets hautement radioactifs issus de la fission nucléaire peuvent rester radioactifs pendant des centaines de milliers d'années. Le produit résiduel de la fusion nucléaire est l'hélium, qui n'est pas radioactif, ne réagit pas chimiquement dans l'atmosphère et n'est pas un gaz à effet de serre, ne contribuant donc pas au changement climatique. Il est également plus sûr. Un accident comme celui de Tchernobyl est impossible, car la technologie n'est pas basée sur une réaction en chaîne pouvant devenir incontrôlable.

Les seuls réacteurs à fusion nucléaire en état de marche que nous connaissons aujourd'hui se trouvent dans les étoiles, l'exemple le plus proche étant le soleil, bien sûr. Les scientifiques essaient depuis un certain temps de reproduire ce processus ici sur Terre. Cependant, il est impossible de créer la même pression que sur le soleil. Pour compenser, la température est augmentée de manière significative. Quelques grammes d'hydrogène sont chauffés à 150 millions de degrés Celsius, ce qui est dix fois plus chaud que le centre du soleil. Sous ces températures extrêmes, le combustible se transforme en plasma et des réactions de fusion ont lieu.

Conclusion

Ces deux nouvelles constituent un pas important vers la réalisation pratique de l'énergie de fusion comme source d'énergie. Lentement mais sûrement, une technique émerge, ce qui devrait apporter une solution partielle ou totale au problème énergétique qui se profile et aux graves problèmes environnementaux qui y sont associés. Sur le sol européen, des scientifiques du monde entier travaillent ensemble à la réalisation du plus grand réacteur de fusion jamais construit, ITER. Si la fusion nucléaire répond à toutes les attentes, les scientifiques estiment qu'à partir de 2050, il sera possible de construire des réacteurs à fusion nucléaire qui pourraient jouer un rôle dans notre approvisionnement énergétique, et offrir la perspective d'une source stable d'énergie sûre, respectueuse de l'environnement et presque inépuisable.