La ville animée de Shanghai célèbre les fêtes nationales avec des spectacles de lumière mondialement connus, illuminant les gratte-ciel de couleurs éclatantes.
C’est ici que scientifiques et ingénieurs travaillent jour et nuit pour concevoir la prochaine grande innovation technologique mondiale, de l’internet 6G à l’intelligence artificielle avancée en passant par la robotique de nouvelle génération. C’est également ici qu’une jeune entreprise du nom d’Energy Singularity travaille sur un projet extraordinaire : l’énergie de fusion.
L'énergie de fusion est l'énergie produite lors des réactions de fusion nucléaire. Elle est l'inverse de la réaction de fission utilisée dans les réacteurs nucléaires actuels ou les armes atomiques.
La fusion nucléaire, processus à l'origine du soleil et des autres étoiles, est difficile à reproduire sur Terre. Plusieurs pays sont parvenus à la fusion nucléaire, mais la maintenir suffisamment longtemps pour une utilisation concrète reste un défi.
Shanghai la nuit. Photo : New York Times
Une réaction de fusion nucléaire contrôlée libère environ quatre millions de fois plus d'énergie que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz, et quatre fois plus que la fission nucléaire, le type d'énergie nucléaire utilisé aujourd'hui. Cette technologie ne sera pas développée à temps pour lutter contre le changement climatique au cours de cette décennie, mais elle pourrait constituer la solution au réchauffement climatique futur.
Le gouvernement chinois investit massivement dans ce projet, estimant qu'il consacrera entre 1 et 1,5 milliard de dollars par an à la fusion nucléaire, selon Jean Paul Allain, directeur du Bureau des sciences de l'énergie de fusion du département de l'Énergie des États-Unis. À titre de comparaison, le gouvernement américain y consacre environ 800 millions de dollars par an.
Dans les deux pays, des entreprises privées se montrent optimistes quant à leur capacité à intégrer l'énergie de fusion au réseau électrique d'ici le milieu des années 2030, malgré les énormes défis techniques qui restent à relever.
Tokamak « soleil artificiel »
La fusion nucléaire est un processus incroyablement complexe qui consiste à rapprocher deux noyaux qui, normalement, se repoussent. Une méthode pour y parvenir est d'élever la température dans un tokamak à 150 millions de degrés Celsius, soit dix fois la température du cœur du Soleil.
Lors de leur fusion, les noyaux libèrent une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur, qui peut ensuite être utilisée pour faire tourner des turbines et produire de l'électricité.
La start-up Energy Singularity, basée à Shanghai, a construit son propre tokamak en trois ans, un délai record pour un réacteur nucléaire. Un tokamak est une machine cylindrique ou toroïdale d'une complexité incroyable qui chauffe l'hydrogène à des températures extrêmement élevées, créant ainsi un plasma où se produit la fusion nucléaire.
Du plasma est confiné dans le tokamak d'Energy Singularity lors d'une expérience. Photo : Energy Singularity
Energy Singularity a reçu plus de 112 millions de dollars d'investissements privés et a également réalisé une première mondiale : son tokamak actuel est le seul à utiliser des aimants avancés dans des expériences sur le plasma.
Qualifiés de supraconducteurs à haute température, ces aimants sont plus puissants que les aimants en cuivre utilisés dans les anciens tokamaks, ce qui permet aux tokamaks plus petits de générer autant d'énergie de fusion que les grands, et ils peuvent mieux confiner le plasma.
L'entreprise a déclaré qu'elle prévoyait de construire un tokamak de deuxième génération pour démontrer la viabilité commerciale de sa méthode d'ici 2027 et qu'elle espérait disposer d'un appareil de troisième génération capable de fournir de l'électricité au réseau d'ici 2035.
Grâce aux investissements massifs de la Chine dans la recherche, le concept de tokamak progresse rapidement. Le tokamak EAST de Hefei a maintenu le plasma à une température stable de 70 millions de degrés Celsius, soit cinq fois la température du cœur du Soleil, pendant plus de 17 minutes, un record mondial et une avancée spectaculaire.
technologie laser
Alors que la Chine progresse à grands pas dans le développement des réacteurs tokamak, les États-Unis trouvent un avantage dans une autre technologie : les lasers.
Fin 2022, des scientifiques du Laboratoire national Lawrence Livermore, en Californie, ont projeté près de 200 lasers sur un cylindre contenant une capsule de combustible de la taille d'un grain de poivre. Il s'agissait de la première expérience mondiale réussie de production d'énergie de fusion nette. L'énergie libérée par ce processus était supérieure à l'énergie utilisée pour chauffer la capsule.
Partie du système laser du Laboratoire national Lawrence Livermore, où des scientifiques ont réussi à déclencher une réaction de fusion. Photo : Damien Jemison
Il existe encore de nombreuses autres façons de réaliser la fusion nucléaire, et les États-Unis misent sur diverses technologies.
« Il existe peut-être plusieurs voies, et nous ne savons pas encore laquelle est la meilleure » pour accéder à l'énergie de fusion, a déclaré Melanie Windridge, physicienne des plasmas basée au Royaume-Uni. Elle a précisé que cela dépendrait des coûts et d'autres facteurs à long terme, mais a insisté sur le fait que le tokamak était le concept le mieux étudié.
Alors que le gouvernement chinois a investi massivement dans la fusion nucléaire, les États-Unis ont attiré davantage d'investissements privés. À l'échelle mondiale, le secteur privé a dépensé 7 milliards de dollars dans ce domaine au cours des trois ou quatre dernières années, dont environ 80 % proviennent d'entreprises américaines, selon Allain.
Mais si le gouvernement chinois continue d'investir plus d'un milliard de dollars par an, ce chiffre pourrait bientôt dépasser les dépenses américaines, même dans le secteur privé.
Et si ces investissements portent leurs fruits, les célébrations hautes en couleur à Shanghai donneront à la Chine un tout nouveau visage.
Hoai Phuong (selon CNN)
Source : https://www.congluan.vn/trung-quoc-tien-gan-den-viec-lam-chu-nguon-nang-luong-sach-vo-tan-post313167.html
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