Des équipes conjointes du MIT et de la compagnie privée Commonwealth Fusion System ont annoncé avoir mis au point une bobine composée de divers métaux. Ses propriétés électromagnétiques et sa supraconductivité pourraient résoudre l'un des problèmes majeurs de cette technologie : le confinement de la chaleur et du plasma provoqué par le phénomène.


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    La recherche autour de la fusion nucléaire à des fins énergétiques reste aujourd'hui un casse-tête pour les scientifiques. Mais une innovation en apparence minimaliste pourrait changer la donne. Des physiciensphysiciens du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont révélé travailler sur une sorte de « bande adhésive » électromagnétique supraconductrice. Derrière ces travaux, un but bien précis : contenir l'intense chaleur et le plasma émis lors du processus de fusion atomique. Cette énergie, dont le processus est actuellement mis à profit dans les bombes H (pour hydrogène), pourrait être utilisée pour faire fonctionner des réacteurs nucléaires au cours des prochaines années. 

    Des kilomètres de fine bande métallique pour contenir la puissance du Soleil ? C'est le pari des ingénieurs du CFS et du MIT. © MIT, CFS, Gretchen Ertl
    Des kilomètres de fine bande métallique pour contenir la puissance du Soleil ? C'est le pari des ingénieurs du CFS et du MIT. © MIT, CFS, Gretchen Ertl

    Contenir l’énergie du Soleil

    C'est dans les couloirs du bâtiment abritant le projet Sparc (Soonest/Smallest Private-Funded Affordable Robust Compact) que s'affairent les chercheurs pour trouver la solution au problème de la fusion. La revue IEEE Spectrum détaille quelques spécificités de la fameuse bande de métal qui pourrait résoudre l'un des problèmes majeurs. Des ingénieurs affiliésaffiliés au MIT et à la start-upstart-up Commonwealth Fusion System (CFS) ont donc conçu une bobine métallique composée de divers matériaux : du cuivre, du barium et de l'yttriumyttrium déposés et intégrés sur un support en acieracier. L'objectif est de manufacturer l'équivalent de 10 000 kilomètres de bande pour l'intégrer au futur réacteur à fusion Sparc. En plaçant cet alliagealliage autour du point central de la réaction, les scientifiques espèrent contingenter la chaleur initiée lors de la mise en marche du Sparc tout en captant l'énergie libérée par la fusion.

    Les physiciens du CFS souhaitent réaliser une fusion d'atomesatomes légers tels que le deutérium en atomes plus lourds, comme l'héliumhélium, à l'instar des événements extrêmes se produisant au centre du SoleilSoleil (et de toutes les étoilesétoiles similaires). Cette action suscite un gain particulièrement important de la température dans une surface donnée. Le cœur de notre étoile atteint par exemple 15 millions de degrés. Ces phénomènes provoquent l'émissionémission de particules et d'énergie cinétiqueénergie cinétique, induite par le mouvementmouvement desdites particules. Dans le cas d'un réacteur à fusion, l'énergie cinétique, captée par un fluide lui-même relié à des turbines, offrirait un gain d'énergie considérable. Le premier test du Sparc pourrait occasionner un gain de 50 à 100 mégawatts d'électricité. Comparativement, un foyerfoyer américain accueillant quatre individus ne nécessite « que » 0,9 MW mensuel en moyenne. C'est là qu'intervient la bande métallique créée par les ingénieurs américains. Son effet électromagnétique contiendrait le plasma et la bulle de chaleur émis lors de la fusion des atomes, et sa capacité supraconductrice ne réduirait en rien la captation de l'énergie cinétique, mais participerait au contraire à sa diffusiondiffusion.

    Représentation 3D d'un réacteur à fusion tokamak, tel que le Sparc. © MIT, CFS, T. Henderson
    Représentation 3D d'un réacteur à fusion tokamak, tel que le Sparc. © MIT, CFS, T. Henderson

    La course à la fusion

    Il est difficile de déterminer si la bande adhésive électromagnétique du CFS résoudra définitivement le problème du confinement lors du processus de fusion. Le réacteur Sparc est conçu selon les dispositifs tokamak : la conception toroïdale de la chambre permet d'infléchir le champ magnétiquechamp magnétique du plasma, tout en permettant que l'énergie thermiqueénergie thermique soit absorbée par les mursmurs de la pièce, sans que ceux-ci ne fondent.

    La création de nouveaux réacteurs à fusion est la perspective d'une énergie nucléaire produisant une quantité moindre de déchetsdéchets. Et bien que les centrales nucléairescentrales nucléaires actuelles se démontrent particulièrement sûres, cette nouvelle technologie élimine le risque d'un incident majeur. Actuellement, bon nombre d'États se sont lancés dans la course à la fusion, dont la France et plusieurs pays de l'Union européenne. Le projet International Thermonuclear Experimental Reactor (IterIter) réunit actuellement un consortium de 35 nations, dont la Chine, les États-Unis, l'Inde ou la Russie. Basé dans les Bouches-du-Rhône, Iter devrait être le plus grand réacteur tokamak conçu, bien qu'un certain retard ait été accusé depuis son lancement en 2007.

    Le CFS devrait cependant allumer Sparc pour la première fois dans les prochaines années, probablement avant Iter. Si tout se déroule selon les prévisions des physiciens et ingénieurs, Sparc pourrait fournir de l'électricité en continu dès 2035. Il semble bien que les ingénieurs de la côte ouest des États-Unis soient déterminés à concevoir une porteporte de sortie de la crise énergétique.