Bientôt une annonce capitale pour le futur de la production d’énergie ?

Le département américain de l’énergie devrait annoncer mardi avoir réussi à produire un supplément d’énergie par le biais de la fusion nucléaire. Un excédent qui ouvre la voie à la faisabilité de centrales nucléaires à fusion. Qui pourraient changer radicalement le futur de la production énergétique… dans les décennies à venir.

La fusion nucléaire est bien le futur de la production d’énergie : c’est en substance ce que devrait annoncer le département américain de l’énergie (DoE) demain mardi 13 décembre. Selon des fuites d’informations maîtrisées, le Lawrence Livermore National Laboratory du DoE a en effet réussi à produire plus d’énergie qu’il n’en consomme –  une première dans l’histoire. Car pour l’heure, la fusion nucléaire sert surtout… à raser des villes.

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En effet, si la fission est parfaitement maîtrisée dans les centrales nucléaires, la fusion n’est pour l’heure utilisée que dans le cadre de la bombe H. Une bombe qui utilise le pouvoir de fission pour initier la fusion, et dont le pouvoir destructeur est largement supérieur à la bombe A. Une puissante libération d’énergie qui n’est pour l’heure ni maîtrisable, ni rentable : les précédents tests qui ne duraient que quelques (micro)secondes produisaient au mieux 70% de l’énergie consommée !

Révolution laser

Comme nous vous en parlions ici en 2020, c’est une avancée technologique majeure quoi a permis aux scientifiques de passer le cap de la production positive : l’utilisation de lasers à très haute puissance. Au sein d’une enceinte appelée hohlraum (que l’on retrouve dans les bombes thermonucléaires), une capsule de combustible de deutérium-tritium au feu plusieurs dizaines de lasers (jusqu’à 192 ici). Ce rayonnement crée un plasma extrêmement chaud qui va déclencher la fusion. La difficulté est d’abord de contenir et contrôler cette réaction hautement exothermique, puisqu’il faut créer un champ électromagnétique capable d’empêcher le plasma de toucher les matériaux du réacteur – qui ne tiendraient pas quelques millisecondes face aux millions de degrés générés.

Mais surtout, il faut que l’énergie dégagée par le réacteur soit supérieure à celle nécessaire au lancement de la réaction et au maintien du champ magnétique. Un champ hautement consommateur d’énergie, mais qui dans le cas de la nouvelle expérience s’appuie sur une « fusion plasmique » (burning plasma), une réaction intermédiaire qui créer un plasma autoalimenté. Et qui a été rendue possible par cette nouvelle manière innovante d’utiliser des lasers de haute puissance.

Si on attend bien évidemment la nature de l’annonce mardi prochain, il semble que le DoE dévoile bien une avancée majeure. Qui ne doit pas effacer une réalité : les centrales à fusion ne seront une réalité que d’ici à quelques décennies. Mais les espérances sont énormes.

Pourquoi la fusion est-elle un enjeu majeur ?

Sans rentrer dans tous les détails physiques, la fusion nucléaire serait une avancée majeure par rapport à la fission. Comme son nom l’indique, ce principe consiste non pas à « casser » de gros atomes d’uranium 235 (fission), mais à fusionner deux atomes entre eux – généralement des isotopes de l’hydrogène (deutérium et tritium). Cette réaction qui est au cœur de toutes les étoiles comme notre soleil, produit ainsi de l’hélium et une énorme quantité d’énergie.  Contrairement à la fission, la fusion ne produit pas ou très peu de déchets radioactifs, ce qui la rend « propre » par rapport à fission nucléaire.

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Alors que les détracteurs de la fission reprochent majoritairement les usages de matériaux en quantité finie (l’uranium) et la durée de vie des déchets produits par cette industrie, la fusion sonne comme un Graal… qu’il faudra maîtriser. En prouvant que la technologie actuelle permet déjà de produire, au moins pendant quelques microsecondes, des réactions avec un bilan positif de production d’énergie, le DoE pourrait ouvrir les portes d’un consensus autour de la faisabilité de la fusion nucléaire. Et il appartiendra au projet européen d’ITER de changer d’échelle et d’aller plus loin dans la maîtrise d’une réaction qui nous rapprochera un peu des étoiles. Tout en répondant aux défis énergétiques du prochain siècle.

Source : Financial Times