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International - 10 juin 2019

Un « soleil artificiel » pour combler les besoins énergétiques

Source potentielle et inépuisable d'énergie zéro carbone, la fusion nucléaire s'annonce prometteuse depuis des décennies. Le manque de progrès pour arriver à une réaction de fusion produisant plus d'énergie qu'elle n'en consomme avait diminué l'optimisme des chercheurs envers la viabilité de cette technologie révolutionnaire.

Les scientifiques signalent toutefois que les défis pour l'énergie au 21e siècle sont si importants par rapport à la contrainte du réchauffement climatique que l'humanité doit mener la course à la production industrielle d'électricité avec des réacteurs à fusion contrôlée.

En novembre dernier, des scientifiques chinois ont réussi à construire le réacteur thermonucléaire.  Ce lien mène à un site qui n'est peut-être pas soumis au standard gouvernemental sur l'accessibilité. le plus puissant au monde. Ce dernier peut atteindre une température de 100 millions de degrés Celsius avec une stabilité pour le plasma confiné de 100 secondes, ce qui a ravivé l'espoir chez les chercheurs. Cette température équivaut à sept fois la température au cœur du soleil qui, elle, représente la température nécessaire pour faire fondre les atomes d'hydrogène en hélium.

Cette réalisation de l'Institut chinois de physique des plasmas marque une étape importante dans le processus de fusion. Elle fournira des informations précieuses pour le projet de réacteur international thermonucléaire expérimental.  Ce lien mène à un site qui n'est peut-être pas soumis au standard gouvernemental sur l'accessibilité. (ITER). L'ITER est le plus gros regroupement pour réaliser le projet ambitieux de reproduire sur la terre l'énergie illimitée qui alimente le soleil et les étoiles en faisant collaborer 35 pays :

  • la Chine;
  • l'Union européenne;
  • l'Inde;
  • le Japon;
  • la Corée;
  • la Russie;
  • les États-Unis.

Mais qu'est-ce que la fusion?

La fusion nucléaire se produit lorsque deux atomes légers fusionnent en un seul à une pression et à une température extrêmes. La masse totale du nouvel atome est inférieure à celle des deux atomes qui l'ont formé, mais rien ne se perd : la différence entre les deux est dégagée en énergie.

Sur le soleil, des forces gravitationnelles massives créent les conditions propices à la fusion dans son noyau, mais sur la terre, elles sont beaucoup plus difficiles à atteindre.

Le combustible de fusion, qui est constitué de différents isotopes d'hydrogène, doit être chauffé à des températures extrêmes et maintenu stable à une pression intense, suffisamment dense et confinée assez longtemps pour permettre la fusion des noyaux. C'est dans ce contexte que des progrès ont été réalisés.

Les progrès de la technologie des aimants ont permis aux chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) de proposer un nouveau concept de réacteur de fusion compact et pratique, susceptible de fournir une puissance nette d'exploitation dans les dix prochaines années environ.

De nouveaux aimants supraconducteurs permettraient au réacteur de fonctionner de manière soutenue, en produisant une puissance de sortie constante, contrairement aux réacteurs expérimentaux d'aujourd'hui qui ne peuvent fonctionner que quelques secondes à la fois sans surchauffe.

De plus, le MIT collabore avec la startup Commonwealth Fusion Systems afin de concevoir un réacteur à fusion capable de produire plus d'énergie qu'il n'en consomme. Leurs recherches viendront compléter les travaux relatifs au ITER.

Le potentiel de la fusion

La fusion a un potentiel énergétique beaucoup plus grand que la fission, qui consiste à scinder le noyau d'un atome au lieu de fusionner deux atomes. La fission est actuellement la source d'énergie des centrales nucléaires. Les scientifiques souhaitent exploiter davantage la fusion que la fission non seulement parce qu'elle a un potentiel énergétique plus grand, mais aussi parce que la fusion, elle, n'émet pas de déchets radioactifs de longue durée. Cette énergie serait alors plus propre que l'énergie nucléaire actuelle.

Aujourd'hui, la combinaison la plus prometteuse pour la production énergétique par fusion est un atome de deutérium.  Ce lien mène à un site qui n'est peut-être pas soumis au standard gouvernemental sur l'accessibilité. avec un atome de tritium.  Ce lien mène à un site qui n'est peut-être pas soumis au standard gouvernemental sur l'accessibilité.. Ce processus nécessite environ 39 millions de degrés Celsius et ne produit actuellement que 17,6 millions d'électronvolts d'énergie, ce qui n'est pas suffisant pour compenser l'utilisation d'énergie thermique pour fusionner les deux atomes.

Pourquoi le deutérium? Parce qu'il s'agit d'un isotope de l'hydrogène et que l'hydrogène est un élément clé de l'eau. L'eau a un potentiel énorme et plus important que les combustibles fossiles pour la production d'énergie. Effectivement, un gallon d'eau de mer (3,8 litres) pourrait produire autant d'énergie que 300 gallons (1 364 litres) d'essence.

Ce qui se fait actuellement à l'international

Comme il a été évoqué précédemment, le projet d'ITER est à ce jour le plus important et le plus coûteux. L'objectif du consortium est de réaliser un premier test de plasma surchauffé d'ici l'année 2025 et de générer la première fusion à pleine puissance d'ici l'année 2035. En dehors de cette collaboration, plus d'une douzaine d'autres initiatives indépendantes sur la fusion sont en place.

Le Canada, de son côté, a investi 37,5 millions de dollars américains (50,39 millions de dollars canadiens) dans General Fusion.  Ce lien mène à un site qui n'est peut-être pas soumis au standard gouvernemental sur l'accessibilité. une société canadienne fondée en 2002 qui met l'accent sur une approche connue sous le nom de fusion cible magnétisée.

L'ère de la fusion énergétique pourrait bientôt se trouver plus près.

Pour en savoir davantage sur le sujet :