La fusion nucléaire à portée de main

Fusion nucléaireDans notre pays où 80% de l’électricité vient du nucléaire, la fission nucléaire reste très controversée en raison des déchets à très longue durée de vie dont on ne sait que faire pour l’instant. La fusion nucléaire, même si elle est toujours en phase de développement, rencontre un plus grand succès. Le secteur de l’énergie est dans tous ses états en raison de la course aux résultats que se livrent les laboratoires. Quelle Energie revient sur cette actualité brûlante.

Considérons dans un premier temps le principe de fonctionnement de la fusion nucléaire. Il est question de prendre du Deutérium et/ou du Tritium qui vont servir de combustible, et de les faire fusionner. Il s’agit là du principe inverse de la fission jusque-là utilisée dans les centrales nucléaires, où l’on casse un noyau lourd pour en faire deux plus légers. Dans les deux cas, cela engendre des produits et un dégagement d’énergie, celle-là même qui sera transformée en électricité. Le processus théorique a l’air simple, mais les conditions pour initier la réaction requièrent des quantités d’énergie colossales. Le défi est d’arriver à des températures suffisantes pour créer un état particulier de la matière (appelé « le plasma ») et assez longtemps pour initier la réaction. Il existe plusieurs moyens de lancer et d’entretenir la réaction, et c’est sur ce point que différents laboratoires sont en compétition à travers le monde.

Tout d’abord, il existe le principe du confinement inertiel, comme développé à Bordeaux avec le Laser MégaJoule, ou aux États-Unis avec la National Ignition Facility. Le principe est de bombarder avec des lasers une petite bille de combustible afin de faire monter la température suffisamment pour pouvoir allumer le réacteur. La principale difficulté, en dehors de l’énergie nécessaire à l’allumage, est d’entretenir ce processus assez longtemps pour permettre à la réaction de durer. C’est dans ce cadre qu’un pas a été franchi le mois dernier outre-Atlantique, en obtenant une température de 111 millions de degrés pendant quelques milliardièmes de seconde à partir de 192 lasers haute performance.

Une autre approche, venant du Massachusetts Institute of Technology (MIT), et s’inspirant directement de phénomènes astrophysiques, a vu le jour récemment. Le Levitation Dipole Experiment (LDX) consiste à maintenir en lévitation au centre d’une chambre un aimant ayant la forme d’un anneau. Le champ magnétique toroïdal (en forme de doughnut) ainsi formé contrôle le plasma à l’extérieur de l’aimant. L’intérêt de cette technique, en dehors de l’étude des champs magnétiques des corps célestes, est que le plasma peut se densifier en raison des turbulences induites.

La dernière piste majeure, et non des moindres, s’appelle le confinement magnétique. Il est ici question d’enfermer un plasma au sein d’une chambre de confinement dotée d’un champ magnétique toroïdal (l’ensemble est appelé « tokamak »), à l’instar de ce qui se passe au sein du soleil. Avec une alimentation en combustible continue, il est possible de produire de l’énergie en continu. Le plus célèbre et le plus évolué des tokamaks est l’International Thermonuclear Experiment Reactor (ITER) situé à Cadarache, près d’Aix-en-Provence. C’est un projet international qui a jusque-là réussi à produire 500 MW durant 6 minutes.

Les récents résultats la National Ignition Facility sont la preuve d’une magnifique avancée pour l’allumage au laser, mais c’est ITER qui remporte le prix du meilleur espoir. Le point fort d’ITER est sa rentabilité : il fournit 10 fois plus d’énergie qu’il n’en consomme, chose rare dans l’état actuel des recherches. Autre intérêt de la fusion nucléaire, les déchets sont bien moins problématiques. En effet, les produits de la fission sont radioactifs des milliers d’années durant. Les produits de la fusion ne sont pas radioactifs et les déchets induits ont une vie à échelle humaine (parois de l’appareil, canalisations…). Le développement de la fusion nucléaire est long et fastidieux, et sa phase d’exploitation industrielle n’est pas prévue avant au moins 15 à 20 ans. Mais cela n’enlève aucun mérite aux performances réalisées récemment, qui contribueront sans doute à réconcilier énergie nucléaire et développement durable.

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