Un « soleil artificiel » à 150 millions de degrés Celsius ouvre une source d'énergie infinie

Avec un champ magnétique 280 000 fois plus fort que celui de la Terre, le groupe d'aimants centraux de près de 1 000 tonnes du réacteur de fusion ITER vient de terminer sa structure, prêt pour l'étape importante de l'installation.

Ceci est considéré comme une étape majeure dans le cheminement vers la réalisation du rêve d’une source d’énergie propre et presque infinie – semblable à la façon dont le soleil brille.

Réveillez l'énergie des étoiles

Pendant des décennies, la fusion — le processus de combinaison de noyaux légers comme l’hydrogène pour former de l’hélium, libérant ainsi de l’énergie — a été considérée comme le « Saint Graal » de l’industrie énergétique.

Image de conception d'ITER (Photo : ITER).

Contrairement à la fission (le processus de fission des noyaux lourds comme l’uranium), la fusion ne produit pas de déchets radioactifs à long terme, est moins risquée et dispose de sources de combustible pratiquement illimitées.

Cependant, pour induire une réaction de fusion similaire à celle du cœur du soleil, les humains doivent créer des conditions extrêmes : des températures allant jusqu'à 150 millions de degrés Celsius - 10 fois la température au centre du soleil - pour forcer les atomes d'hydrogène à fusionner malgré la répulsion électrostatique entre eux.

C'est pourquoi ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) - le plus grand réacteur thermonucléaire du monde - a été construit dans le sud de la France avec la coopération de plus de 30 pays, dont les États-Unis, la Russie, la Chine, le Japon, l'Inde, la Corée du Sud et l'ensemble de l'UE.

« Tenir le soleil » avec des super aimants

Pour contrôler le plasma à 150 millions de degrés Celsius - une substance suffisamment chaude pour détruire n'importe quel objet normal - ITER utilise la technologie tokamak, une conception en forme de beignet qui crée un champ magnétique puissant pour maintenir le plasma « en suspension », loin des parois du four.

ITER utilise la technologie tokamak, une conception en forme de beignet qui crée un champ magnétique puissant pour maintenir le plasma « flottant » (Photo : ITER).

Le personnage principal de ce système est le solénoïde central - un groupe de bobines supraconductrices géantes pesant près de 1 000 tonnes, dont les principaux composants viennent d'être terminés et sont prêts à être installés.

Le solénoïde central est capable de générer un champ magnétique aussi puissant que 13 teslas, soit 280 000 fois le champ magnétique terrestre. Même en tant que composant unique, il contient 6,4 gigajoules d'énergie magnétique, soit l'équivalent de la puissance explosive de 1 500 kg de TNT.

Ce qui est particulier, c'est que tandis que la région plasma à l'intérieur d'un tokamak doit atteindre des centaines de millions de degrés Celsius, le solénoïde central doit être refroidi à près de -270 °C, proche de la température de l'hélium liquide, pour maintenir son état supraconducteur. Il s’agissait d’un énorme défi d’ingénierie, car deux états de température opposés devaient coexister dans un espace confiné et fonctionner de manière synchronisée.

Un rêve cher mais désirable

Si le projet se déroule comme prévu, ITER utilisera environ 50 mégawatts d’électricité pour démarrer le plasma et récupérera 500 mégawatts de chaleur de la réaction de fusion, soit l’équivalent d’un taux de production d’énergie 10 fois supérieur à celui de l’apport.

Cependant, il ne s’agit là que d’énergie thermique brute. Pour produire de l’électricité, cette énergie doit être convertie par un système de turbine – et les pertes sont inévitables.

Néanmoins, si ITER parvient à maintenir une réaction stable, ce sera la première démonstration à l’échelle industrielle que l’électrofusion est réalisable, non seulement en théorie mais aussi à une échelle qui pourra être étendue à l’avenir.

Ce n’est pas une coïncidence si les États-Unis, l’UE, la Chine et le Japon ont tous accepté de partager la technologie, les ressources humaines et le financement (estimé à des dizaines de milliards de dollars) pour un projet commun. Le solénoïde central, fabriqué et financé par les États-Unis, en est la preuve.

Croire en la coopération scientifique mondiale

M. Pietro Barabaschi, Directeur Général d'ITER a souligné : « La singularité d'ITER réside non seulement dans son envergure technologique, mais aussi dans son modèle de coopération internationale, surmontant les différences politiques et stratégiques pour faire face à un défi mondial : la crise énergétique et le changement climatique ».

Alors que le monde recherche des sources d’énergie alternatives aux combustibles fossiles, ITER laisse entrevoir l’espoir d’un avenir « sans carbone » où les réacteurs à fusion pourront fournir une énergie stable et sûre sans créer de déchets toxiques.

Cependant, ITER n’est pas sans susciter des sceptiques. Le projet a près d’une décennie de retard sur le calendrier, a dépassé son budget à plusieurs reprises et ne produira pas son premier plasma avant 2033. L’exploitation commerciale d’une centrale à fusion reste une question d’avenir pour 2040-2050.

Parallèlement, une série d'entreprises privées telles que TAE Technologies (États-Unis), Tokamak Energy (Royaume-Uni) et Helion Energy recherchent des modèles plus compacts et plus flexibles, avec la promesse de pouvoir apporter l'énergie de fusion au réseau bien des années plus tôt qu'ITER.

Mais il est important de se rappeler qu’une grande partie de leurs progrès repose sur la science et les données qu’ITER a déjà générées.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/mat-troi-nhan-tao-nong-150-trieu-do-c-khai-mo-nguon-nang-luong-vo-tan-20250509092824986.htm