Les États-Unis annoncent une percée historique dans la fusion nucléaire

La percée scientifique a été annoncée mardi par la secrétaire américaine à l’Énergie, Jennifer Granholm, dans les locaux du Laboratoire national Lawrence Livermore, à Washington.
Olivier Douliery Agence France-Presse La percée scientifique a été annoncée mardi par la secrétaire américaine à l’Énergie, Jennifer Granholm, dans les locaux du Laboratoire national Lawrence Livermore, à Washington.

Les États-Unis ont annoncé mardi une percée scientifique historique dans le domaine de la fusion nucléaire, qui pourrait d’ici quelques décennies révolutionner la production d’énergie sur Terre.

Depuis des dizaines d’années, des chercheurs du monde entier cherchent à développer la fusion nucléaire, qui, selon ses défenseurs, pourrait permettre à l’humanité de rompre sa dépendance aux énergies fossiles, responsables du réchauffement climatique.

Une expérience réalisée la semaine dernière a pour la première fois réussi à produire une quantité d’énergie supérieure à celle utilisée par des lasers pour provoquer la réaction, a annoncé dans un communiqué le Laboratoire national Lawrence Livermore, qui se trouve en Californie et qui dépend du département américain de l’Énergie.

Cette réussite se retrouvera « dans les livres d’histoire », a déclaré lors d’une conférence de presse la secrétaire à l’Énergie, Jennifer Granholm.

L’annonce, qui avait il y a quelques jours fuité dans la presse, a provoqué l’enthousiasme de la communauté scientifique à travers le monde.

Actuellement, les centrales nucléaires utilisent la fission, qui consiste à scinder le noyau d’un atome lourd, ce qui libère de l’énergie. La fusion nucléaire, au contraire, est la fusion de deux noyaux légers, qui en forment un plus lourd.

Cette réaction est celle qui alimente les étoiles, dont le Soleil. Grâce aux conditions de chaleur et de pression extrêmes qui y règnent, les atomes d’hydrogène fusionnent pour former de l’hélium, produisant au passage une immense quantité d’énergie.

150 millions de degrés

Sur Terre, ce processus peut être effectué à l’aide de lasers ultrapuissants.

La National Ignition Facility (NIF), qui dépend du laboratoire californien, est le plus grand système de lasers du monde : il fait la taille d’un stade de sport.

Vers 1 h du matin, le 5 décembre, pas moins de 192 lasers ont été pointés vers une cible aussi petite qu’un dé à coudre, dans laquelle était placée une minuscule capsule faite en diamant et contenant des isotopes de l’hydrogène (deutérium et tritium).

Les lasers ont généré une température d’environ 150 millions de degrés, soit dix fois la température du Soleil, provoquant la fusion des atomes d’hydrogène. La réaction ne prend qu’une infime fraction de seconde.

Les scientifiques ont ainsi produit environ 3,15 mégajoules d’énergie, en délivrant à l’origine 2,05 mégajoules par les lasers, selon le communiqué.

Toutefois, 300 mégajoules d’énergie tirée du réseau électrique ont été requis pour activer les lasers — ce qui rend l’opération encore globalement déficitaire. Mais, selon les scientifiques, il sera in fine possible de dépasser ce problème.

« Nos calculs laissent croire qu’il est possible, avec un système de lasers à grande échelle, d’atteindre un rendement de plusieurs centaines de mégajoules, a expliqué Kim Budil, la directrice du Laboratoire national Lawrence Livermore. Mais nous en sommes encore loin. »

Des décennies pour aboutir

Rendre cette solution viable à l’échelle industrielle et commerciale prendra ainsi encore « des décennies » (mais moins de cinq), a-t-elle déclaré.

De nombreuses améliorations technologiques sont encore requises : il faut non seulement accroître le gain net d’énergie produit, mais aussi être en mesure de répéter l’expérience de multiples fois par minute.

Or, pour limiter le réchauffement climatique, il est absolument nécessaire de réduire le plus possible dès aujourd’hui les émissions de gaz à effet de serre, répètent tous les experts du climat.

Malgré tout, un tel résultat fournit enfin la preuve d’un principe physique imaginé il y a des dizaines d’années.

La fusion présente de nombreux avantages par rapport à la fission : elle ne comporte aucun risque d’accident nucléaire et produit moins de déchets radioactifs. Surtout, par rapport aux centrales au charbon ou au gaz, elle ne génère aucun gaz à effet de serre.

D’autres projets de fusion nucléaire sont en développement, notamment le projet international ITER, actuellement en construction en France.

Au lieu de lasers, la technique dite de confinement magnétique sera utilisée : les atomes d’hydrogène seront chauffés dans un immense réacteur, où ils seront confinés à l’aide du champ magnétique d’aimants.

Les experts ont souligné que poursuivre la recherche sur ces deux techniques — lasers et confinement magnétique — était nécessaire.

« Ce que nous voulons, c’est maximiser les chemins potentiels vers le succès, donc nous voulons poursuivre ces différentes approches pour voir ce qui fonctionne, a déclaré mardi Tammy Ma, physicienne au NIF. La fusion est tellement importante pour l’humanité. »

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