Percée historique dans la fusion nucléaire : vers une énergie propre ?
Après des décennies de travail sur cette expérience, l'allumage par fusion nucléaire a enfin été réalisé. Qu'est-ce que cela signifie et qu'est-ce que cela représente pour la société du futur ? Il s'agit sans aucun doute d'une percée énergétique majeure qui nous permettra de "nettoyer" notre consommation d'énergie.
Actuellement, l'énergie produite dans les centrales nucléaires est obtenue par la fission nucléaire, un processus qui laisse des déchets radioactifs. Pour optimiser cette pratique, des scientifiques internationaux étudient depuis plus de 60 ans le contraire de la fission, c'est-à-dire la fusion nucléaire. La grande question était de savoir comment tirer un bénéfice net de cette source d'énergie propre et presque illimitée.
Pour la première fois, un réacteur de fusion a réussi à générer plus d'énergie que celle utilisée avec des lasers pour déclencher la réaction. L'annonce a été faite hier (13) par le ministère américain de l'énergie : il s'agit de la première expérience de fusion contrôlée de l'histoire à atteindre cette étape, a-t-il indiqué dans un communiqué de presse.
BREAKING NEWS: This is an announcement that has been decades in the making.
— U.S. Department of Energy (@ENERGY) December 13, 2022
On December 5, 2022 a team from DOE's @Livermore_Lab made history by achieving fusion ignition.
This breakthrough will change the future of clean power and Americas national defense forever. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ
Le 5 décembre, le National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie (États-Unis) a tiré un ensemble de lasers d'une énergie de 2,05 mégajoules (MJ) sur un cylindre contenant une pastille de deutérium et de tritium congelés, deux isotopes - ou types - d'hydrogène. Cela a provoqué la compression et le réchauffement de la capsule : la température et la pression atteintes étaient suffisamment intenses pour provoquer la fusion de l'hydrogène à l'intérieur. Ce processus a permis de libérer 3,15 MJ d'énergie, soit près de 50 % de plus que celle utilisée par les lasers.
Que sont la fusion et l'allumage nucléaires ?
Ils ont dirigé 192 lasers sur la petite cible : les atomes d'hydrogène ont fusionné à environ 3 millions de degrés Celsius. Dans ces conditions, "ils ont brièvement simulé les conditions d'une étoile et ont obtenu l'allumage", a déclaré Jill Hruby, secrétaire adjointe de l'Administration nationale de la sécurité nucléaire (NNSA) lors de la conférence de presse.
Avant de comprendre ce qu'est l'allumage, nous devons d'abord aborder le concept de fusion nucléaire. Dans ce processus, les atomes se combinent ou fusionnent pour former un noyau plus grand, ce qui libère de l'énergie. Par rapport à la fission, qui consiste à diviser les atomes pour former des noyaux plus petits, c'est une forme de production d'énergie plus sûre, car elle évite de déclencher une réaction en chaîne incontrôlée.
La fusión nuclear por confinamiento inercial funciona calentando y comprimiendo deuterio y tritio (dos isótopos o tipos de hidrógeno). Cuando el combustible comprimido se fusiona, crea un átomo de helio, un neutrón libre y libera una gran cantidad de energía. pic.twitter.com/w0x31AsJ8A
— Operador Nuclear (@OperadorNuclear) December 13, 2022
Le NIF utilise le confinement inertiel dans la fusion nucléaire : en réunissant du deutérium et du tritium, on crée un atome d'hélium, un neutron libre et une grande quantité d'énergie. C'est comme recréer ce qui se passe sur le Soleil, notre principale source de vie. Lorsque l'énergie de fusion libérée dépasse l'énergie des lasers, il se produit ce qu'on appelle un "allumage".
L'énergie propre du futur
La commercialisation de ce type d'énergie ne serait pas facile. Selon Riccardo Betti, physicien à l'université de Rochester, un tel réacteur devrait produire 50 à 100 fois plus d'énergie que celle émise par ses lasers pour couvrir sa propre consommation d'énergie et fournir du courant au réseau. Les outils permettant de garantir un nouvel avenir énergétique ne sont pas encore en place.
Nous avons sans doute assisté à une percée, mais sera-t-elle suffisante pour atténuer le réchauffement de la planète ? L'élimination de l'utilisation des combustibles fossiles mettrait fin à l'émission de gaz à effet de serre. La fusion nucléaire serait alors une voie à suivre, mais les progrès technologiques pour une consommation mondiale font défaut. En attendant, il convient de se concentrer sur d'autres sources d'énergie propre, comme l'énergie solaire ou éolienne.