Souffrant d’un sous-financement chronique qui arrange bien les marchands de pétrole et ceux qui spéculent dessus, l’impératif zéro carbone et les besoins en énergie de l’Intelligence artificielle ont fourni à nos chercheurs des arguments pour justifier qu’on accélère (enfin !) les recherches.
Pour obtenir la fusion d’atomes d’hydrogène, il faut chauffer un gaz de façon à atteindre, dans une même expérience, le critère dit « de Lawson » : forte densité du plasma, température dépassant celle du Soleil et certaine durée de confinement.
Depuis le début des expériences, diverses machines ont atteint, chacune séparément, au moins un de ces critères. A l’heure actuelle, une coopération scientifique internationale impliquant des pays membres de l’UE, la Chine, la Russie, les Etats-Unis, l’Inde, la Corée et d’autres, travaille pour que le tokamak géant ITER (acronyme de International thermonuclear experimental reactor), construit près du site du CEA (Commissariat à l’énergie atomique) à Cadarache, dans le sud de la France, puisse réunir en une seule expérience lesdits critères.
Une rafale de progrès
Depuis quelques années, les records se succèdent :
- CHINE : fin mai 2021, le tokamak supraconducteur expérimental chinois EAST a maintenu une température de quelque 120 millions de degrés Celsius pendant 100 secondes, et même de 160 millions de degrés pendant 20 secondes. Mieux encore, en décembre 2022, il a affiché une température d’environ 70 millions de degrés Celsius (près de trois fois la température qui règne au cœur de notre Soleil, tout de même !) pendant 1056 secondes, soit 17 minutes et 36 secondes, battant ainsi le record mondial de durée de confinement d’un plasma, établi par le tokamak français Tore Supra en 2003 à 390 secondes.
- ETATS-UNIS : également en décembre 2022, procédant avec une autre approche, la National Ignition Facility (NIF) annonçait avoir produit pour la première fois de l’histoire une quantité d’énergie dépassant celle dépensée pour l’expérience.
- CHINE : le 12 avril 2023, EAST établit un nouveau record en fonctionnant pendant 403 secondes.
- COREE : en décembre 2023, dans le tokamak KSTAR, les chercheurs coréens obtiennent 100 millions de degrés Celsius pendant 48 secondes.
- FRANCE-USA : enfin, début mai de cette année, des chercheurs du Laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) et du (CEA) annoncent une grande avancée avec le tokamak WEST.
Le grand problème d’ITER, c’est qu’il n’en existe qu’un seul
Installé au CEA de Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, WEST est en réalité une reconfiguration de TORE-Supra. Equipée d’une paroi en tungstène, la machine, qui teste des matériaux et des dispositifs pour ITER, a pu maintenir un plasma de 50 millions de degrés pendant 6 minutes, avec 1,15 gigajoule de puissance injectée. L’énergie obtenue est 15 % supérieure à celle des précédentes expériences, avec une densité de plasma deux fois plus grande. Ces résultats permettront d’améliorer les mécanismes de fonctionnement d’ITER (lui aussi en tungstène), qui deviendra le plus grand tokamak autonome au monde.
Le grand problème d’ITER, c’est qu’il n’en existe qu’un seul dans tout le monde occidental, alors que la Chine ne possède pas moins de six réacteurs à fusion nucléaire expérimentaux en état de fonctionnement. Trouvez l’erreur… Enfin, la configuration technique du futur China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) est prête, et vise à devenir le premier réacteur de démonstration de la fusion au monde.
