Le record mondial de fusion nucléaire, une étape prometteuse vers une énergie illimitée

Dans son dernier hourra avant la fermeture, un quadragénaire la fusion Le réacteur nucléaire britannique a établi un nouveau record mondial de production d’énergie, rapprochant ainsi de la réalité la promesse vieille de plusieurs décennies d’une énergie propre et illimitée.

Les scientifiques du Joint European Torus (JET) – une énorme machine en forme de beignet connue sous le nom de tokamak – ont produit un record de 69 mégajoules d’énergie de fusion pendant cinq secondes, dépassant ainsi le record. enregistrement précédent de 59 mégajoules fixé en 2021. Cela équivaut à une puissance de sortie de 12,5 mégawatts, soit suffisamment pour alimenter environ 12 000 foyers.

Le ministre britannique de l’énergie nucléaire Andrew Bowie a appelé le dernière percée, un « chant du cygne » approprié pour JET, qui a conclu ses opérations scientifiques fin décembre 2023.

Plus de 300 scientifiques et ingénieurs d’EUROfusion, un consortium de chercheurs à travers l’Europe, ont contribué aux expériences historiques menées sur l’ancien site d’essais de fusion nucléaire d’Oxford..

Professeur Ambrogio Fasoli, responsable de programme à EUROfusion, vous savezd le nouveau record énergétique « inspire une plus grande confiance » dans les futures machines à fusion comme ITERun réacteur à fusion de 22 milliards d’euros actuellement en construction en France.

« Au-delà de l’établissement d’un nouveau record, nous avons réalisé des choses que nous n’avions jamais faites auparavant et approfondi notre compréhension de la physique de la fusion », a déclaré le physicien italien.

L’expérience a été réalisée en utilisant uniquement 0,2 milligrammes de carburant deutérium-tritium. Le tokamak prend ces isotopes d’hydrogène et les chauffe à des températures plus élevées que celles du Soleil afin que leurs noyaux fusionnent, libérant d’énormes quantités d’hydrogène. énergie.

En fonctionnement, la machine a atteint des températures de 150 millions de °C, ce qui en fait temporairement le point le plus chaud de notre système solaire.

Pourquoi JET est-il arrêté ?

En 1958, lorsque les recherches américaines sur la fusion pendant la Seconde Guerre mondiale ont été déclassifiées, la Russie, le Royaume-Uni, l’Europe, le Japon et les États-Unis se sont lancés dans une course au développement de la fusion pour la production d’énergie.

Les Britanniques et les Européens ont décidé de faire équipe et c’est ainsi que JET est né. Le réacteur a été mis en service pour la première fois en 1983 et a établi son premier record d’énergie de fusion en 1997.

JET est resté le réacteur à fusion expérimental le plus avancé au monde jamais construit avant sa fermeture. Ses expériences ont été essentielles au développement d’ITER et d’autres dispositifs de fusion prévus.

Le Royaume-Uni et EUROfusion ont annoncé qu’ils fermeraient JET cette année, en 2016, dans l’espoir qu’ITER soit déjà opérationnel.

« ITER a toujours été considéré comme le successeur du JET », a déclaré Emilia Solano, chercheuse en fusion au Laboratoire national de fusion d’Espagne, basé à Madrid. « Mais nous sommes désormais confrontés à un énorme écart de temps entre les deux expériences de fusion. Nous devons combler cet écart.

ITER est seulement prêt à démarrer réactions deutérium-tritium dans 2035 — même si cela a déjà été le cas retardé plusieurs fois.

Solano est le chef d’un pétition lancé en octobre 2023 contre la fermeture du JET. Les 750 signataires de la pétition estiment que le démantèlement est « un coup dur pour la science » qui aura un « impact négatif » sur la communauté mondiale de la fusion.

Des motivations politiques entrent également en jeu. À la suite du Brexit, le Royaume-Uni a quitté la Communauté européenne de l’énergie atomique, qui finançait le JET. Alors que les deux régions ont continué à travailler ensemble jusqu’à cette année, le Royaume-Uni a clairement indiqué qu’il poursuivait sa propre fusion distincte. intérêts à partir de maintenant.

À la fin de l’année dernière, le gouvernement britannique confirmé il ne jouerait aucun rôle dans le mégaprojet ITER, dont de nombreux pays, dont l’UE, la Russie, les États-Unis et la Chine en font partie.

« Conformément aux préférences du secteur britannique de la fusion, le Royaume-Uni a décidé de poursuivre une stratégie nationale en matière d’énergie de fusion au lieu de s’associer au programme Euratom de l’UE », a déclaré le gouvernement.

Le Royaume-Uni développe actuellement le projet Spherical Tokamak for Energy Production (STEP), un projet de fusion connecté au réseau d’un montant de 2 milliards de livres sterling. réacteur qui vise à produire plus d’électricité qu’elle n’en consomme.

La fermeture du JET est à bien des égards symbolique de la rupture des relations entre le Royaume-Uni et les communautés scientifiques et technologiques européennes après le Brexit. Et pourtant, les travaux déjà réalisés pourraient s’avérer essentiels pour ouvrir la voie à une production viable d’énergie de fusion à l’avenir.

La fusion peut-elle être efficace ?

L’étape du JET est importante, mais les scientifiques sont encore loin de rendre l’énergie de fusion commercialement viable. L’expérience de décembre a consommé beaucoup plus d’énergie qu’elle n’en a produit, et la réaction n’a duré que cinq secondes.

Alors qu’une équipe de l’US National Ignition Facility a réussi à créer une réaction de fusion qui produit plus d’énergie que ce qu’elle utilisait – un processus connu sous le nom d’« allumage » – leur machine était en grande partie conçue pour des expériences avec des ogives nucléaires, et non pour le type d’énergie de fusion dont nous aurions besoin pour alimenter les villes et les foyers.

De nombreux autres défis restent à relever, tels que le développement des matériaux adaptés pour résister aux conditions de surchauffe rencontrées dans un réacteur, le maintien d’une plus grande stabilité du plasma et le maintien de la réaction pendant des périodes de temps suffisantes pour générer une énergie fiable.

Le même jour En guise d’étape marquante du JET, le service climatique de l’UE a annoncé que le réchauffement climatique avait pour la première fois dépassé 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels sur une année entière. Cela signifie nous n’avons déjà pas réussi à respecter l’Accord de Paris.

Même si la perspective d’une énergie de fusion abondante, propre et illimitée semble être une solution miracle à la crise climatique, il est peut-être trop peu, trop tard. Aneeqa Khan de l’Université de Manchester prévient contre l’interprétation des progrès de la recherche sur la fusion comme une solution possible à la transition énergétique.

« Nous sommes déjà confrontés aux ravages du changement climatique à l’échelle mondiale », a-t-elle déclaré. Nouveau scientifique. « À court terme, nous devons utiliser les technologies existantes à faible émission de carbone telles que la fission et les énergies renouvelables, tout en investissant dans la fusion à long terme, pour faire partie d’un mix énergétique diversifié à faible émission de carbone. »