La fusion nucléaire — le processus qui se déroule au cœur des étoiles — consiste à assembler deux noyaux atomiques (l’un de deutérium, l’autre de tritium) qui sont des isotopes de l’hydrogène pour former un noyau plus lourd (de l’hélium). Sont dits isotopes les atomes qui partagent le même nombre de protons, mais ont un nombre de neutrons différent. la réaction libère des quantités d’énergie considérables et ne crée aucun déchet nocif.
Depuis le début des années 1950, les scientifiques tentent de reproduire cette réaction de manière à ce qu’elle soit exploitable à l’échelle industrielle. Malgré les progrès réalisés ces dernières années, aucun laboratoire n’était parvenu à générer plus d’énergie qu’il n’en faut pour initier la réaction elle-même. Le combustible (un mélange de deutérium et de tritium) doit en effet être comprimé et chauffé à des températures de l’ordre de 150 millions de degrés.
Cependant, en décembre 2022, il semblait qu’une équipe du National Ignition Facility (NIF) rattachée au Lawrence Livermore National Laboratory (Etats-Unis) avait atteint cet objectif. Leur expérience avait libéré 2,5 mégajoules d’énergie alors que 2,1 mégajoules ont été nécessaires pour chauffer le combustible. Selon le Financial Times l’essai avait produit plus d’énergie que prévu, jusqu’à endommager certains équipements de diagnostic. Le Département américain de l’énergie a confirmé ce résultat le 15 août 2923. Voir https://www.energy.gov/livestream.
Les Etats-Unis allaient-il gagner la course à la fusion nucléaire? Pas encore.
Les promesses du réacteur JT-60SA
Le réacteur dit JT-60SA, issu d’une collaboration internationale entre le Japon et l’Europe, notamment la France, vient de marquer une étape cruciale dans la recherche sur l’énergie de fusion. Situé à Naka (Japon), ce réacteur est aujourd’hui le plus grand capable d’utiliser des bobines supraconductrices pour enfermer de façon étanche le plasma dans lequel doivent fusionner des noyaux d’hydrogène pour libérer de l’énergie. Son rôle dans le projet ITER en France est essentiel et prépare la voie vers une production d’énergie de fusion commerciale.
Après sa mise en service, l’équipe d’ingénieurs et de scientifiques y travaillant a réussi pour la première fois à générer un plasma à l’intérieur d’un tokamac. Un tokamac est une enceinte en forme de tore représentant un tube courbé refermé sur lui-même avec un espace vide au milieu. Le tokamac est un des types de système de confinement magnétique permettant de réaliser de la fusion thermonucléaire contrôlée.
Cette initiative vise non seulement à perfectionner la technologie de fusion, mais aussi à jeter les bases des futures centrales électriques à fusion. Elle permettra notamment d’étudier des modes avancés de manipulation du plasma.
Dans ce contexte, le JT-60SA, un réacteur à fusion situé à Naka, au Japon, se présente comme une avancée significative, fruit d’une collaboration internationale entre le Japon et l’Europe. Il s’agit du plus grand dispositif expérimental de fusion à ce jour utilisant le confinement magnétique. Après sa mise en service, l’équipe d’ingénieurs et de scientifiques a réussi pour la première fois à générer un plasma tokamak.
Cette initiative vise non seulement à perfectionner la technologie de fusion, mais aussi à jeter les bases des futures centrales électriques à fusion. Elle permettra notamment d’étudier des modes avancés de manipulation du plasma. Elle promet une source d’énergie propre, renouvelable et presque inépuisable.
Cependant, maîtriser cette technologie nécessite des avancées significatives en matière de recherche et de développement. A cette fin, ITER, acronyme de « International Thermonuclear Experimental Reactor », est un projet ambitieux en cours de construction à Cadarache, en France. Il vise à être le premier réacteur à fusion à produire plus d’énergie qu’il n’en consomme, un jalon essentiel pour rendre la fusion nucléaire commercialement viable.
Dans ce contexte, le JT-60SA, avec ses capacités avancées, servira de plateforme d’essai pour les technologies qui seront déployées dans ITER. En testant et en validant ces technologies, le JT-60SA contribuera à minimiser les risques associés à la mise en œuvre d’ITER et à augmenter les chances de succès.
Encore du travail
On trouve dans ce document une liste allégée des opérations qui resteront à faire pour valider le programme ITER
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