L’énergie “miraculeuse” de la fusion nucléaire arrivera enfin en 2030

Publié par Jerome le novembre 14, 2018 | Maj le novembre 14, 2018

Énergie propre et illimitée. C’est le rêve promis il y a des décennies par la fusion nucléaire, qui consisterait à “embouteiller” l’énergie des étoiles, comme notre Soleil, pour ensuite illuminer des villes entières. Et tout cela à partir de combustibles que l’on retrouve dans des éléments aussi communs que l’eau de mer, et sans produire presque de déchets, qui accélèrent le réchauffement climatique et la destruction de la planète. Tout cela, qui ressemble maintenant presque à de la science-fiction, pourrait se produire plus tôt que nous ne le pensons. Plus précisément, dans exactement 12 ans.

Une énergie illimitée et propre possible ?

C’est du moins ce que disent les chercheurs du Plasma Science & Fusion Center (Massachusetts Institute of Technology) et de Commonwealth Fusion Systems du MIT, qui ont présenté à la communauté scientifique leur plan ambitieux : avoir la technologie prête d’ici 2025 et les réacteurs de fusion nucléaire commerciaux d’ici 2030. “Le déploiement généralisé de l’énergie de fusion, en tant que technologie zéro carbone, offre la possibilité d’arrêter l’accumulation de dioxyde de carbone et, par conséquent, de ralentir le rythme du réchauffement climatique “, expliquent-ils. Mais en quoi consiste le projet et pourquoi se déroule-t-il maintenant et pas avant – ou après – ?

Les problèmes de l’énergie actuelle

Plusieurs problèmes se posent actuellement dans le domaine de l’énergie : les principales sources actuelles (charbon, pétrole et gaz) sont limitées et contribuent au changement climatique ; d’autre part, l’énergie solaire et éolienne ne peuvent couvrir toute la demande et sont soumises aux conditions climatiques ; enfin, la fission nucléaire suscite des inquiétudes dans la population, ainsi que des déchets difficiles à gérer. Par conséquent, la fusion nucléaire – qu’il ne faut pas confondre avec celle produite dans les centrales nucléaires actuelles, car c’est le processus inverse – serait la réponse parfaite.

Tout comme elle est produite dans le Soleil ou dans n’importe quelle étoile, l’énergie est produite par la fusion de noyaux légers, comme l’hydrogène, le deutérium et le tritium, contrairement à ce qui se passe dans la fission nucléaire, qui les brise. En fait, elle simplifie et réduit le problème des déchets nucléaires et n’est pas une réaction en chaîne, ce qui en facilite le contrôle.

La puissance de fusion est générée lorsque les noyaux de petits atomes se combinent pour former le plus grand dans un processus qui libère d’énormes quantités d’énergie. Ces noyaux sont chargés positivement et ressentent donc une forte répulsion qui ne peut être surmontée qu’à des températures de plusieurs centaines de millions de degrés. Bien que ces températures, et donc ces réactions de fusion, puissent se produire dans les expériences modernes de fusion, les conditions requises pour un gain énergétique net – c’est-à-dire que l’on produit plus d’énergie qu’on n’en dépense pour sa production – ne sont pas encore réunies.

L’importance de la puissance des aimants

Une solution possible serait d’augmenter la puissance des aimants. Les champs magnétiques dans les dispositifs de fusion servent à maintenir ces gaz ionisés chauds, appelés plasmas, isolés de la matière ordinaire. La qualité de cet isolant devient plus efficace à mesure que le champ devient plus fort, ce qui signifie que moins d’espace est nécessaire pour garder le plasma chaud. Le fait de doubler le champ magnétique d’un dispositif de fusion permet de réduire son volume, un bon indicateur du coût du dispositif et, en même temps, d’obtenir les mêmes performances. Ainsi, des champs magnétiques plus forts rendent la fusion plus petite, plus rapide et moins chère. Mais il est nécessaire de construire ce “super aimant”, qui devrait être intégré dans SPARC – le premier prototype d’un générateur d’énergie de fusion à aimants supraconducteurs et de type tokamak, une technologie similaire à celle que de nombreuses machines utilisent déjà – d’ici 2025.

Des supraconducteurs pour éclairer votre pièce avec des étoiles

Une percée dans la technologie des supraconducteurs pourrait permettre aux centrales à fusion de voir le jour. Les supraconducteurs sont des matériaux qui permettent aux courants de les traverser sans perte d’énergie, mais pour ce faire, ils doivent être très froids. Cependant, les nouveaux composés supraconducteurs peuvent fonctionner à des températures beaucoup plus élevées, tout en étant plus puissants et compacts que les composés conventionnels, comme le JET (Joint European Thorus), situé au Royaume-Uni, ou l’ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), actuellement en construction dans le sud de la France, à Cadarache.

Et tout cela parce que les chercheurs ont trouvé un moyen de fabriquer des supraconducteurs à haute température : une sorte de “ruban” qui produit des aimants aux performances sans précédent. Une fois le développement de ces “super-aimants” réussi, la prochaine étape sera de construire et d’exploiter l’expérience de fusion SPARC en 2025, qui conduira, cinq ans plus tard comme s’y sont engagés ses créateurs, au premier réacteur nucléaire à fusion capable de transporter l’énergie du futur, propre et presque inépuisable, sur tout le réseau électrique.

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