Pour la toute première fois, des scientifiques américains travaillant au National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie ont réussi à produire une réaction de fusion nucléaire entraînant un gain net d’énergie, a confirmé à CNN une source familière du projet.
Le ministère américain de l’énergie devrait annoncer officiellement cette découverte mardi.
Le résultat de cette expérience constituerait une étape importante dans la quête, longue de plusieurs décennies, d’une source infinie d’énergie propre qui pourrait contribuer à mettre fin à la dépendance à l’égard des combustibles fossiles. Depuis des décennies, les chercheurs tentent de recréer la fusion nucléaire, c’est-à-dire de reproduire la fusion qui alimente le soleil.
La secrétaire américaine à l’énergie, Jennifer Granholm, fera une annonce mardi sur une “percée scientifique majeure”, a annoncé le ministère dimanche. Cette avancée a été rapportée pour la première fois par le Financial Times.
La fusion nucléaire se produit lorsque deux atomes ou plus sont fusionnés en un seul plus grand, un processus qui génère une quantité massive d’énergie sous forme de chaleur. Contrairement à la fission nucléaire qui alimente l’électricité dans le monde entier, elle ne génère pas de déchets radioactifs à longue durée de vie.
Les scientifiques du monde entier se sont rapprochés de cette percée, utilisant différentes méthodes pour tenter d’atteindre le même objectif. Photographies du vaisseau de fermeture - mai 2011
Une machine géante en forme de beignet vient de prouver qu’une source d’énergie propre quasi illimitée est possible.
Le projet National Ignition Facility crée de l’énergie à partir de la fusion nucléaire par ce que l’on appelle la “fusion thermonucléaire inertielle”. En pratique, les scientifiques américains tirent des pastilles contenant un combustible à base d’hydrogène dans un réseau de près de 200 lasers, créant ainsi une série d’explosions extrêmement rapides et répétées à raison de 50 fois par seconde.
L’énergie recueillie par les neutrons et les particules alpha est extraite sous forme de chaleur, et cette chaleur est la clé de la production d’énergie.
“Ils contiennent la réaction de fusion en bombardant l’extérieur avec des lasers”, a déclaré à CNN Tony Roulstone, un expert en fusion du département d’ingénierie de l’université de Cambridge. “Ils chauffent l’extérieur ; cela crée une onde de choc”.
Même si obtenir un gain net d’énergie grâce à la fusion nucléaire est une affaire importante, cela se produit à une échelle bien plus petite que ce qui est nécessaire pour alimenter les réseaux électriques et chauffer les bâtiments.
“C’est à peu près ce qu’il faut pour faire bouillir 10 bouilloires d’eau”, a déclaré Jeremy Chittenden, codirecteur du Centre for Inertial Fusion Studies à l’Imperial College de Londres. “Pour transformer cela en une centrale électrique, nous devons réaliser un gain d’énergie plus important - il faut que ce soit nettement plus.” Un modèle du réacteur du futur, ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Selon M. Cowley, les expériences menées à ITER sont cruciales. Elles sont conçues pour atteindre une combustion de fusion auto-entretenue - le dernier obstacle scientifique à l’énergie de fusion, dit-il.
Un soleil artificiel a brièvement brillé dans la campagne anglaise. Un jour, il pourrait tout changer
Au Royaume-Uni, les scientifiques travaillent avec une énorme machine en forme de beignet équipée d’aimants géants, appelée tokamak, pour tenter d’obtenir le même résultat.
Après l’injection d’une petite quantité de combustible dans le tokamak, des aimants géants sont activés pour créer un plasma. Le plasma doit atteindre au moins 150 millions de degrés Celsius, soit 10 fois plus chaud que le noyau du soleil. Cela oblige les particules du combustible à fusionner en une seule. Avec la fusion nucléaire, le produit fusionné a moins de masse que les atomes d’origine. La masse manquante se transforme en une énorme quantité d’énergie.
Les neutrons, qui parviennent à s’échapper du plasma, frappent alors une “couverture” recouvrant les parois du tokamak, et leur énergie cinétique se transforme en chaleur. Cette chaleur peut ensuite être utilisée pour réchauffer de l’eau, créer de la vapeur et actionner des turbines pour produire de l’énergie.
L’année dernière, des scientifiques travaillant près d’Oxford ont réussi à générer une quantité record d’énergie soutenue. Même ainsi, cela n’a duré que 5 secondes.
Qu’il s’agisse d’utiliser des aimants ou de tirer des boulettes avec des lasers, le résultat est finalement le même : la chaleur soutenue par le processus de fusion des atomes est la clé pour aider à produire de l’énergie. La chambre cible du FNI est l’endroit où la magie opère : des températures de 100 millions de degrés et des pressions suffisamment extrêmes pour comprimer la cible à des densités pouvant atteindre 100 fois la densité du plomb y sont créées. La chambre cible du NIF est le lieu où la magie opère : des températures de 100 millions de degrés et des pressions suffisamment extrêmes pour comprimer la cible à des densités jusqu’à 100 fois supérieures à celle du plomb y sont créées. Damien Jemison/LLNL
Le grand défi de l’exploitation de l’énergie de fusion est de la maintenir suffisamment longtemps pour qu’elle puisse alimenter les réseaux électriques et les systèmes de chauffage du monde entier.
MM. Chittenden et Roulstone ont déclaré à CNN que les scientifiques du monde entier doivent maintenant s’efforcer de développer considérablement leurs projets de fusion et d’en réduire le coût. Il faudra encore des années de recherche pour que la fusion soit commercialement viable.
“En ce moment, nous dépensons énormément de temps et d’argent pour chaque expérience que nous faisons”, a déclaré Chittenden. “Nous devons réduire les coûts de façon considérable”.
Cependant, Chittenden a qualifié ce nouveau chapitre de la fusion nucléaire de “véritable percée, ce qui est extrêmement excitant.”
Roulstone a déclaré qu’il y a beaucoup de spectacles plus de travail doit se produire pour rendre la fusion capable de générer de l’électricité à l’échelle commerciale.
“L’argument opposé est que ce résultat est à des kilomètres du gain d’énergie réel requis pour la production d’électricité”, a-t-il dit. “Par conséquent, nous pouvons dire (que) c’est un succès de la science mais un long chemin avant de fournir de l’énergie utile.”
