Il y a une vieille blague parmi les scientifiques : la puissance de fusion est dans 50 ans et le sera toujours. Cependant, ce délai pourrait devenir un peu plus court assez tôt.
Le département américain de l’Énergie devrait annoncer mardi que ses scientifiques du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie ont réalisé une “percée” dans l’énergie de fusion, marquant une étape importante sur la voie de la création d’une énergie propre et durable. Bien que l’importance de cela dépende de la personne avec qui vous parlez.
Tout d’abord, une leçon de physique rapide et sale : l’énergie de fusion est une méthode de production d’électricité en écrasant (ou en fusionnant) des atomes ensemble, libérant d’énormes quantités d’énergie dans le processus. Cette réaction se produit constamment sur des étoiles comme le soleil, qui fusionne 500 tonnes d’atomes d’hydrogène chaque seconde. Si nous pouvions reproduire cette réaction sur Terre, nous pourrions avoir une source d’énergie propre pratiquement illimitée.
La chambre cible du National Ignition Facility où près de 200 faisceaux laser sont focalisés sur une capsule d’or contenant du deutérium et du tritium.
Laboratoire national Lawrence Livermore
Mais c’est plus facile à dire qu’à faire. Pendant des décennies, les scientifiques de la fusion ont tenté de créer des réactions en lançant essentiellement des faisceaux laser de haute puissance sur des atomes d’hydrogène. Cependant, ils ont eu du mal à atteindre un phénomène appelé “allumage”, qui est un seuil de rentabilité lorsqu’un réacteur à fusion produit plus d’énergie qu’il n’en consomme.
Les chercheurs se sont rapprochés dans le passé – le NIF était capable de produire 70% de l’énergie nécessaire pour commencer une réaction de fusion en 2021. Le laboratoire pourrait maintenant être un pas de plus en avant après que de nouvelles expériences auraient entraîné un gain d’énergie net, ce qui signifie il a extrait plus d’énergie de la réaction de fusion qu’il n’en fallait pour la déclencher, selon Le Financial Times.
Mais attendez, n’est-ce pas la même chose que l’allumage ? Pas assez. L’allumage nécessite que la réaction nucléaire soit auto-entretenue, ce qui signifie qu’elle crée une chaîne de réactions qui créent d’autres réactions et ainsi de suite. Lorsque cela se produit, les choses commencent à vraiment cuisiner (assurez-vous simplement que les bras du robot octopus que vous utilisez pour l’expérience ne sont pas endommagés au cours du processus).
“Nous n’avons jamais sorti plus d’énergie que l’énergie que vous y mettez. Ce serait donc révolutionnaire.”
— Arturo Dominguez, Laboratoire de physique des plasmas de Princeton
“Vous n’avez pas besoin de continuer à jeter des allumettes dans un feu pour qu’il continue de brûler”, a déclaré Arturo Dominguez, physicien des plasmas au Princeton Plasma Physics Laboratory qui n’a pas participé à l’expérience, au Daily Beast. « La chaleur du feu lui-même le maintiendra tant que vous aurez suffisamment de combustible. C’est l’allumage.
FT ont rapporté que la dernière expérience a utilisé 2,1 mégajoules d’énergie pour produire 2,5 mégajoules, soit 120 % de plus que ce qui était nécessaire pour le créer. Cependant, les données sont actuellement en cours de vérification. “Notre analyse est toujours en cours, nous ne sommes donc pas en mesure de fournir des détails ou une confirmation cette fois”, a déclaré un porte-parole de LLNL au Daily Beast.
Si la prétendue percée s’avère vraie, ce serait alors la première fois que les chercheurs seraient capables de créer plus d’énergie qu’ils n’en ont mis dans les réactions de fusion. « Nous n’avons jamais obtenu ce gain d’énergie. Nous n’avons jamais obtenu plus d’énergie que l’énergie que vous y mettez », a expliqué Dominguez. “Donc, ce serait révolutionnaire.”
Mais nous sommes encore très loin d’être en mesure d’intégrer la fusion dans nos infrastructures énergétiques. D’une part, l’expérience du NIF a utilisé un programme appelé fusion par confinement inertiel, qui consiste à zapper une petite quantité de plasma d’hydrogène avec près de 200 des plus grands lasers du monde. Cela crée une série d’explosions rapides, chauffant le réacteur à 150 millions de degrés Celsius, soit environ 10 fois plus chaud que le centre du soleil.
Bien que très science-fiction, la production d’énergie se produit en l’espace de nanosecondes, ce qui n’est pas tout à fait la réaction auto-entretenue que nous obtiendrions de l’allumage. L’énergie qu’il a créée était minuscule aussi. En fait, un scientifique a dit Les actualites que la récente réaction du NIF a créé juste assez d’énergie pour “faire bouillir 10 bouilloires d’eau”. Cela ne suffit pas pour alimenter une maison, sans parler de nations entières.
Ainsi, malgré l’immense battage médiatique entourant l’annonce de la fusion, cela ne signifie pas que nous sommes loin d’atteindre le «Saint Graal» de l’énergie propre – et, en fait, nous sommes encore très loin de faire de la fusion une réalité.
Cependant, cela ne signifie pas que ce n’est pas une raison de se réjouir, en particulier pour tous les scientifiques et chercheurs qui travaillent depuis si longtemps sur le gain énergétique net. Leurs efforts sont devenus plus populaires à mesure que les nations commencent à reconnaître le potentiel de changement de la donne de l’énergie de fusion. En conséquence, des pays comme les États-Unis et la Chine ont investi des milliards dans la recherche de cette technologie ces dernières années.
Maintenant, ils ont enfin quelque chose à montrer.
“Cette [experiment] ne signifie pas que l’électricité issue de la fusion est au coin de la rue », a déclaré Dominguez. « Mais ce que cela signifie, c’est qu’il y a une base physique pour le travail qui est fait en fusion. Et nous avons maintenant prouvé dans une expérience que vous pouvez obtenir plus d’énergie que l’énergie qui entre.
