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La grande marche de la Chine vers son «soleil artificiel»

Le réacteur expérimental de fusion chinois | Académie chinoise des sciences

Le réacteur chinois de fusion nucléaire EAST a montré son potentiel lors de premiers essais. En mimant les réactions qui se produisent au cœur des étoiles, il a pour objectif de produire de l’énergie.

Pourquoi c’est important. La fusion nucléaire porte d’immenses promesses pour la production d’énergie à la fin de ce siècle: elle s’appuiera sur des ressources quasi-inépuisables, en particulier l’eau, et génèrerait beaucoup moins de déchets radioactifs que l’énergie de fission

Comment cela fonctionne. Il s’agir de recréer sur Terre un “Soleil artificiel.” Comme les autres étoiles, le Soleil puise son énergie des réactions de fusion nucléaire qui surviennent en son cœur. Dans les conditions de pression et de température extrêmes qui règnent dans ces corps stellaires, les noyaux d’hydrogène fusionnent pour former des atomes d’hélium. Des quantités colossales d’énergie sont libérées au cours de ce processus.

Pour recréer ces conditions sur Terre, les chercheurs travaillent depuis une soixantaine d’années sur la production de plasmas (un état particulier de la matière), contrôlés par des champs magnétiques intenses.

Fusion, mode d’emploi. On utilise un “tokamak” (FR), une chambre de confinement conçue pour produire et contrôler la fusion. L’espoir est de pouvoir récupérer une partie de la chaleur dégagée afin de produire de l’électricité. Trois conditions doivent être remplies pour initier la réaction:

- une température très élevée (de l’ordre de 150 millions de degrés)

- une densité de particules suffisante pour produire le plus grand nombre de collisions possibles

- un temps de confinement suffisamment long

Où en est la Chine. Partenaire d’ITER, le projet de réacteur thermonucléaire expérimental international, le pays a décidé d’acquérir un savoir-faire en matière de fusion, en projetant même d’être le premier à l’utiliser pour produire de l’électricité. La Chine développe des technologies, dont certaines seront intégrées au réacteur ITER. Le tokamak chinois a déjà atteint une température de 100 millions de degrés (EN) — six fois plus élevée qu’au cœur du soleil— et réussi à confiner un plasma pendant 100 secondes. Un signe que ses ingénieurs et physiciens rejoignent le meilleur niveau international.

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Les premiers résultats obtenus en Chine. A droite, représentation de la température du plasma dans l'enceinte de confinement | Académie chinoise des sciences

Ce qu’en disent les experts.

Ambrogio Fasoli, professeur à l’EPFL.

«Dans le domaine de la fusion, tout le monde avance ensemble, et l’étape fondamentale est ITER, le projet qui cherche à en démontrer la faisabilité scientifique et technologique. La Chine est un des partenaires d’ITER, et passera par cette étape comme les autres.»

Yves Martin, directeur-adjoint du Swiss Plasma Center de l’EPFL.

«C’est un beau succès car cela démontre que d’autres arrivent à créer les conditions nécessaires à la fusion. C’est toujours rassurant de savoir que des conditions similaires peuvent être obtenues dans une autre machine. Cela ‘prouve’ l’universalité des résultats obtenus.

Les Chinois sont très actifs dans ce domaine, car ils ont compris le potentiel de cette énergie, la fusion. Mais ils ne l’ont pas fait tout seuls. C’est un domaine où nous avons des liens très étroits, beaucoup de collaborations. ITER, par exemple est un projet international où toutes les contributions des différents partenaires sont accessibles aux autres ».

L’état de l’art. En 1991, en Grande-Bretagne, le tokamak JET a produit, pour la première fois, une brève réaction de fusion nucléaire contrôlée. Depuis, il est parvenu à récupérer jusqu’à 67% de l’énergie injectée pour provoquer la fusion. Celle-ci produira de l’énergie quand le seuil de 100% sera dépassé. D’autres tokamaks, notamment en Corée, ont également progressé ces dernières années.

Le réacteur ITER. Ce projet de réacteur international est portée par l’Union européenne, les Etats-Unis, l’Inde, le Japon, la Corée et la Chine). Il est en construction dans le sud de la France, à Cadarache. L’objectif est de produire 500 MW pour une énergie consommée de 50 MW. Mais ITER ne sera pas une centrale électrique, c’est une expérience scientifique! Si le succès est au rendez-vous, il faudra construire un démonstrateur industriel, pour vérifier la fiabilité et la rentabilité du procédé, que la Chine se verrait bien accueillir. Les expériences préliminaires d’ITER sont planifiées pour 2025.

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