La fusion nucléaire contrôlée, c’est le rêve des physiciens. La promesse d’une énergie propre et illimitée. Et de nombreuses équipes travaillent aujourd’hui à développer des réacteurs à fusion nucléaire capables de produire ainsi de l’électricité. Un consortium vient tout juste de publier des résultats qui montrent que leur projet devrait pouvoir aboutir.

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Pas moins de sept articles scientifiques émanant de 47 physiciensphysiciens travaillant pour 12 institutions différentes viennent d'être publiés à ce sujet : le réacteur à fusion nucléaire compact baptisé Sparc devrait fonctionner. Du moins, c'est ce que dit la théorie. « Nous essayons de placer le projet sur la base physiquephysique la plus solidesolide possible, afin que nous soyons sûrs de ses performances. Puis nous fournirons des conseils et des réponses relatives à la conception technique au fur et à mesure de son déroulement », précise Martin Greenwald, chercheur au Massachusetts Institute of Technology (MIT, États-Unis) dans un communiqué.

Le saviez-vous ?

La construction du réacteur à fusion nucléaire compact SPARC devrait commencer en juin 2021 et s’achever d’ici trois ou quatre ans. Avec pour objectif de produire de l’électricité dès 2035.

Rappelons que le projet Sparc, c'est tout simplement l'un des plus importants projets à financements privés du genre. Un tokamak. Un réacteur à « plasmaplasma brûlant » qui doit fusionner des isotopesisotopes de l'hydrogènehydrogène pour former de l'héliumhélium, dans une réaction autoentretenue et sans apport supplémentaire d'énergieénergie. Et selon les calculs des chercheurs impliqués, il devrait donc être en mesure de produire au moins deux fois -- peut-être même jusqu'à dix fois -- plus d'énergie de fusion que la quantité nécessaire à initier la réaction. Une véritable prouesse, car personne n'a encore pu atteindre un tel niveau de rentabilité.

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Les performances annoncées sont comparables à celles attendues pour le pharaonique projet Iter, le réacteur thermonucléaire expérimental international dont la phase d'assemblage vient d'être lancée en France. Mais pour un réacteur de taille bien plus modeste. Le tout en comptant sur les progrès accomplis du côté des aimants supraconducteurssupraconducteurs qui permettent à un champ magnétiquechamp magnétique beaucoup plus fort de confiner le plasma chaud.

Ici, une coupe du réacteur à fusion nucléaire Sparc, un tokamak compact, dont la construction doit commencer en juin 2021 avec pour objectif de créer et de confiner un « plasma brûlant » pour produire de l’énergie par fusion nucléaire. © CFS/MIT-PSFC - Rendu CAO par T.Henderson
Ici, une coupe du réacteur à fusion nucléaire Sparc, un tokamak compact, dont la construction doit commencer en juin 2021 avec pour objectif de créer et de confiner un « plasma brûlant » pour produire de l’énergie par fusion nucléaire. © CFS/MIT-PSFC - Rendu CAO par T.Henderson

Encore beaucoup à apprendre

Même s'il reste encore des verrousverrous à faire sauter, les travaux semblent avancer sans heurts. Les physiciens du consortium sont désormais confiants : ils parviendront à produire plus d'énergie qu'ils n'en consommeront.

De nombreux détails de conception du réacteur à fusion nucléairefusion nucléaire sont encore en cours d'élaboration. Les chercheurs travaillent par exemple à préciser comment assurer son alimentation en énergie, comment faire face à des transitoires thermiques ou de puissance soudains ou encore, comment et où mesurer les paramètres clés afin de surveiller le fonctionnement du réacteur. Pour l'heure, depuis deux ans que le projet a été lancé, seuls des changements mineurs ont été apportés. Le diamètre du réacteur à fusion nucléaire a été augmenté d'environ 12 %, par exemple.

“Des dispositifs produisant une énergie quasi inépuisable”

« Il y a aussi encore beaucoup à apprendre sur la physique de la combustion des plasmas, reconnaît Martin Greenwald. Il faudra notamment comprendre les mécanismes d'autoéchauffement du plasma. Mais une fois que ce réacteur sera opérationnel, des informations clés pourront être obtenues qui aideront à ouvrir la voie à des dispositifs de fusion commerciaux et produisant une énergie quasi inépuisable ».