Blog

Sep 14, 2023

Les scientifiques américains atteignent longtemps

Pour la toute première fois, des scientifiques américains du National Ignition Facility

Pour la toute première fois, des scientifiques américains du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie ont réussi à produire une réaction de fusion nucléaire entraînant un gain d'énergie net, a confirmé à CNN une source proche du projet.

Le département américain de l'énergie devrait annoncer officiellement la percée mardi.

Le résultat de l'expérience serait une étape importante dans une quête de plusieurs décennies visant à libérer une source infinie d'énergie propre qui pourrait aider à mettre fin à la dépendance aux combustibles fossiles. Pendant des décennies, les chercheurs ont tenté de recréer la fusion nucléaire - reproduisant la fusion qui alimente le soleil.

La secrétaire américaine à l'Énergie, Jennifer Granholm, fera une annonce mardi sur une "percée scientifique majeure", a annoncé dimanche le département. La percée a été rapportée pour la première fois par le Financial Times.

La fusion nucléaire se produit lorsque deux atomes ou plus sont fusionnés en un seul plus grand, un processus qui génère une quantité massive d'énergie sous forme de chaleur. Contrairement à la fission nucléaire qui alimente en électricité le monde entier, elle ne génère pas de déchets radioactifs à vie longue.

Les scientifiques du monde entier se sont rapprochés de la percée, utilisant différentes méthodes pour essayer d'atteindre le même objectif.

Une machine géante en forme de beignet vient de prouver qu'une source d'énergie propre presque illimitée est possible

Le projet National Ignition Facility crée de l'énergie à partir de la fusion nucléaire par ce qu'on appelle la "fusion inertielle thermonucléaire". Dans la pratique, des scientifiques américains tirent des pastilles contenant de l'hydrogène dans un réseau de près de 200 lasers, créant essentiellement une série d'explosions répétées extrêmement rapides au rythme de 50 fois par seconde.

L'énergie collectée par les neutrons et les particules alpha est extraite sous forme de chaleur, et cette chaleur détient la clé de la production d'énergie.

"Ils contiennent la réaction de fusion en bombardant l'extérieur avec des lasers", a déclaré à CNN Tony Roulstone, un expert en fusion du département d'ingénierie de l'Université de Cambridge. "Ils chauffent l'extérieur, ça crée une onde de choc."

Même si obtenir un gain énergétique net de la fusion nucléaire est un gros problème, cela se produit à une échelle beaucoup plus petite que ce qui est nécessaire pour alimenter les réseaux électriques et chauffer les bâtiments.

"C'est à peu près ce qu'il faut pour faire bouillir 10 bouilloires d'eau", a déclaré Jeremy Chittenden, codirecteur du Centre d'études sur la fusion inertielle de l'Imperial College de Londres. "Afin de transformer cela en une centrale électrique, nous devons faire un gain d'énergie plus important - nous en avons besoin pour être beaucoup plus."

Un soleil artificiel brilla brièvement sous la campagne anglaise. Un jour, ça pourrait tout changer

Au Royaume-Uni, des scientifiques travaillent avec une énorme machine en forme de beignet équipée d'aimants géants appelés tokamak pour essayer de générer le même résultat.

Après l'injection d'une petite quantité de carburant dans le tokamak, des aimants géants sont activés pour créer un plasma. Le plasma doit atteindre au moins 150 millions de degrés Celsius, 10 fois plus chaud que le cœur du soleil. Cela force les particules du carburant à fusionner en une seule. Avec la fusion nucléaire, le produit fusionné a moins de masse que les atomes d'origine. La masse manquante se convertit en une énorme quantité d'énergie.

Les neutrons, capables de s'échapper du plasma, frappent alors une "couverture" tapissant les parois du tokamak, et leur énergie cinétique est transférée sous forme de chaleur. Cette chaleur peut ensuite être utilisée pour réchauffer l'eau, créer de la vapeur et alimenter des turbines pour produire de l'électricité.

L'année dernière, des scientifiques travaillant près d'Oxford ont pu générer une quantité record d'énergie soutenue. Même ainsi, cela n'a duré que 5 secondes.

Qu'il s'agisse d'utiliser des aimants ou de tirer des plombs avec des lasers, le résultat est finalement le même : la chaleur entretenue par le processus de fusion des atomes détient la clé pour aider à produire de l'énergie.

Le grand défi de l'exploitation de l'énergie de fusion est de la maintenir suffisamment longtemps pour qu'elle puisse alimenter les réseaux électriques et les systèmes de chauffage dans le monde entier.

Chittenden et Roulstone ont déclaré à CNN que les scientifiques du monde entier doivent désormais s'efforcer d'intensifier considérablement leurs projets de fusion et également de réduire les coûts. Pour qu'il soit commercialement viable, il faudra des années de recherche supplémentaire.

"Pour le moment, nous dépensons énormément de temps et d'argent pour chaque expérience que nous faisons", a déclaré Chittenden. "Nous devons faire baisser le coût d'un facteur énorme."

Cependant, Chittenden a qualifié ce nouveau chapitre de la fusion nucléaire de "véritable moment décisif qui est extrêmement excitant".

Roulstone a déclaré qu'il restait encore beaucoup à faire pour que la fusion puisse produire de l'électricité à l'échelle commerciale.

"L'argument opposé est que ce résultat est à des kilomètres du gain d'énergie réel nécessaire à la production d'électricité", a-t-il déclaré. "Par conséquent, nous pouvons dire que (c'est) un succès de la science mais loin de fournir de l'énergie utile."