Nouvelle percée pour la fusion nucléaire : la limite théorique de densité du plasma au sein d’un tokamak repoussée

Nouvelle percée pour la fusion nucléaire : la limite théorique de densité du plasma au sein d'un tokamak repoussée. Des grands espoirs pour une fusion économiquement attrayante.

Les promesses de la fusion nucléaire sont très importantes. Il faut dire que cette source d’énergie pourrait faire disparaître les problèmes de production énergétique que nous entrevoyons aujourd’hui. Avec cette technologie, il s’agit peu ou prou de concevoir un « soleil artificiel ». Cela n’est pas une mince affaire, vous vous en doutez bien. Il faut d’une part parvenir à atteindre des niveaux suffisants, mais aussi et surtout, à les maintenir ainsi. Aujourd’hui, une nouvelle avancée importante vient d’être réalisée.

Nouvelle percée pour la fusion nucléaire : la limite théorique de densité du plasma au sein d’un tokamak repoussée

Dans le domaine, actuellement, plusieurs pistes sont à l’étude. La plus intéressante aujourd’hui est probablement celle des réacteurs tokamaks. C’est une structure qui utilise une configuration de champ magnétique toroïdal. Les atomes sont chauffés et concentrés pour créer des collisions et générer des fusions. Ces dernières libèrent une très grande quantité d’énergie.

Pour rentrer un peu plus dans les détails, les réacteurs à fusion utilisent aujourd’hui deux isotopes d’hydrogène, à savoir le deutérium et le tritium. S’il s’agit d’atomes d’hydrogène, leur nombre de protons est différent. Ils ont un et deux neutrons tandis que l’atome d’hydrogène « classique » n’en a aucun. Lorsque soumis à une chaleur intense – 100 millions de degrés -, tous ces éléments viennent former un plasma. C’est dans ce dernier qu’ils vont alors s’entrechoquer.

Des chercheurs chinois et américains ont fait une percée très importante en ce qui concerne ce plasma. Dans un tokamak expérimental de San Diego, ils sont parvenus à dépasser la limite théorique de densité du plasma pendant 2,2 secondes. Durant ce court laps de temps, la densité était 20 % supérieure à la limite de Greenwald, à partir de laquelle, normalement, le confinement magnétique devient instable, faisant diminuer l’efficacité du réacteur. Pour surpasser cette limite, les experts ont implémenté un gradient de densité, comprenez par là que la densité du plasma était plus élevée au centre du tokamak et plus faible sur l’extérieur.

Des grands espoirs pour une fusion économiquement attrayante

Lorsque le confinement magnétique diminue, on constate une « perte soudaine et complète de l’énergie du plasma », comme l’expliquent les scientifiques. Ce que l’on ne veut absolument pas puisque la densité de ce plasma est directement liée à la quantité d’énergie produite. Cette découverte est donc très importante dans l’objectif d’obtenir, un jour, une fusion nucléaire comme source d’énergie fiable. Et comme si cela ne suffisait pas, l’expérience a aussi permis de montrer que cette méthode offrait une qualité de confinement de l’énergie supérieure de 50 %.

Voilà qui vient ouvrir davantage la voie vers une énergie de fusion économiquement intéressante. Et cette découverte pourrait aussi servir au développement du projet pilote du réacteur expérimental français ITER, qui doit, en 2030, devenir le plus grand tokamak du monde. À suivre !