USA: des chercheurs franchissent un pas vers la fusion nucléaire

Romandie News
et l'Agence France-Presse - Washington USA
Publié le 27 janvier 2010

et 1er février 2010
par le journal Le Figaro - France

 

Des scientifiques aux États-Unis ont réussi à produire un niveau sans précédent d'énergie avec plusieurs lasers, ce qui représente selon eux une étape clé vers la fusion thermonucléaire, a annoncé mercredi l'Agence nationale américaine de sécurité nucléaire (NNSA).

Ces chercheurs ont réussi à franchir pour la première fois la barrière d'un mégajoule avec plus de 111 millions de degrés Celsius, en concentrant 192 rayons laser de grande puissance dans un tube pas plus grand qu'un taille crayon, rempli de deutérium et de tritium, deux isotopes naturels légers d'hydrogène.

Cette température a été atteinte pendant quelques milliardièmes de seconde et est trente fois plus élevée que celles obtenues jusqu'à présent par tout autre groupes de laser dans le monde.

"Franchir la barrière du mégajoule nous rapproche du déclenchement de la fusion nucléaire (...) et montre le potentiel énorme de l'un des plus grands défis scientifiques et d'ingénierie de notre époque", a déclaré dans un communiqué Thomas D'Agostino, le directeur du NNSA (National Nuclear Security Administration).

"Cette étape importante est un exemple de la manière dont notre investissement dans la sécurité nucléaire a des retombées bénéfiques dans d'autres domaines allant des avancées dans les technologies de production d'énergie à une plus grande compréhension de l'univers", ajoute-t-il.

La fusion nucléaire se produit naturellement dans le soleil et la plupart des étoiles.

Maîtriser sur Terre la fusion de noyaux légers, tels que le deutérium et le tritium, ouvrirait la voie à des ressources en énergie quasiment illimitées.

Malgré les recherches conduites dans le monde depuis les années 1950, aucune application industrielle de la fusion à la production d'énergie n'a encore abouti.

L'énergie nucléaire peut être libérée de deux façons, en cassant des noyaux atomiques lourds, la fission, ou en fusionnant des noyaux très légers, la fusion.

Si la fission est contrôlée depuis longtemps pour la production d'électricité, ce n'est pas encore le cas de la fusion. Cette réaction est difficile à obtenir puisqu'il faut fusionner deux noyaux atomiques qui ont tendance à se repousser.

Un pas de plus vers la fusion nucléaire
Une équipe américaine a obtenu une température record de 111 millions de degrés Celsius





Par Marc Mennessier
Pour le journal Figaro - France
Publié le 1er février 2010
 

Des scientifiques américains viennent de franchir une étape clé vers la maîtrise de la fusion nucléaire par «confinement inertiel», une voie alternative à celle qui sera explorée dans le futur réacteur Iter, en cours de construction à Cadarache (Bouches-du-Rhône). Il s'agit dans les deux cas de pouvoir disposer un jour d'une source d'énergie quasiment illimitée et propre. Autrement dit sans gaz à effet de serre et avec un volume très réduit de déchets.

La fusion est la réaction qui fait briller le Soleil et les étoiles. Elle se produit au cœur de ces astres quand la matière atteint, sous l'effet de la gravitation, des températures très élevées (de l'ordre de 100 de millions degrés Celsius !). Dans ces conditions extrêmes, les noyaux des atomes, en général des isotopes de l'hydrogène (deutérium et tritium), fusionnent pour donner de l'hélium. La masse totale des noyaux produits étant inférieure à la masse de départ, la différence se traduit par une libération d'énergie en vertu de la célèbre formule d'Einstein ­E = mc2. Reproduire cette réaction sur Terre, pour fournir de l'énergie en continu, revient ni plus ni moins à mettre le Soleil en boîte… Un défi énorme que les physiciens tentent de résoudre en gros de deux manières : en confinant la matière sous forme de plasma dans un champ magnétique extrêmement puissant pendant un temps très long (c'est la voie choisie par le projet Iter) ou en la portant à très haute pression et à très haute température pendant quelques fractions de secondes comme tentent de le faire les chercheurs du
National Ignition Facility (NIF).

Processus de la bombe H

Vendredi dans la revue Science, ces derniers expliquent avoir réussi, pour la première fois, à franchir la barrière d'un mégajoule en concentrant 192 rayons laser de grande puissance dans un tube pas plus grand qu'un taille-crayon, rempli de deutérium et de tritium. Ce faisant, ils ont atteint pendant quelques milliardièmes de seconde une température de 111 millions de degrés Celsius, trente fois plus élevée que celles obtenues jusqu'à présent par les autres groupes de laser dans le monde !

«Le NIF a montré sa capacité à produire suffisamment longtemps l'énergie requise pour mener des expériences de fusion plus tard cette année», se félicite Ed Moses, le directeur du NIF, qui fait partie du Laboratoire Lawrence Livermore en Californie. «Franchir la barrière du mégajoule nous rapproche du déclenchement de la fusion nucléaire et montre le potentiel énorme de l'un des plus grands défis scientifiques et d'ingénierie de notre époque», a déclaré de son côté Thomas D'Agostino, le directeur de la NNSA (
National Nuclear Security Administration).

 

La technique du confinement inertiel est toutefois très complexe à maîtriser dans l'optique de produire de l'électricité. Il faudra en effet se révéler capable à terme d'éclairer la cible environ dix mille fois par seconde pour fournir de l'énergie en continu. En revanche, elle est utilisée, notamment en France avec l'installation Laser Mégajoule établie l'an dernier à Bordeaux, pour simuler une explosion nucléaire. La fusion est en effet le processus à l'œuvre dans la bombe H…

Pour les applications civiles, la voie du confinement magnétique dans un Tokamak semble plus prometteuse. C'est au JET (Joint European Torus), près d'Oxford (Angleterre) que la première fusion contrôlée a été réalisée en 1991 avec un record d'énergie de 22 mégajoules obtenu six ans plus tard. D'un montant de dix milliards de dollars, le projet Iter lancé en 2006 par l'Union européenne, le Japon, la Chine, la Russie, les États-Unis, la Corée du Sud et l'Inde vise une puissance de 500 mégawatts électrique pour 50 MW injectés. Soit un rapport de un à dix (il est pour le moment de 0,65…). Nul ne sait si l'objectif sera atteint ni quand nos centrales électriques utiliseront la même énergie que celle des étoiles. Une chose est sûre, ce ne sera pas une alternative à la 4e génération des réacteurs à fission nucléaire (où l'énergie est libérée en cassant les atomes comme c'est le cas actuellement dans les centrales) prévue à l'horizon 2040.