000575798_896x598_c


Il y a un an, la Chine achevait la construction de son réacteur à fusion nucléaire expérimental, le tokamak HL-2M. Les responsables du projet viennent d'annoncer l'avoir mis en service avec succès. Ils y placent l'espoir de maîtriser enfin une source d'énergie propre.

La fusion nucléaire. Les chercheurs l'envisagent comme la solution ultime à nos problèmes énergétiques. Car produire de l'énergie en rapprochant des noyaux atomiques -- comme le fait naturellement le Soleil -- se fait sans émission de gaz à effet de serre, sans production de déchets radioactifs et avec moins de risques d'accident.

La Chine l'avait annoncé en 2019. Son réacteur à fusion nucléaire expérimental le plus performant serait opérationnel en 2020. Mission accomplie il y a quelques jours avec la mise en service du tokamak HL-2M. Il est affectueusement surnommé « soleil artificiel ». À terme, sa chambre de confinement magnétique devrait en effet générer une chaleur phénoménale de plus de 200 millions de degrés Celsius. C'est plus de dix fois plus que la température qui règne au cœur de notre étoile.


Une pierre de plus à l’édifice Iter

Mais c'est l'une des conditions établies par les physiciens pour parvenir à leur but. Pour permettre des réactions de fusion nucléaire, un tokamak doit aussi assurer une densité de particules suffisante pour produire le plus grand nombre de collisions possible et un temps de confinement de l'énergie assez long pour assurer des collisions à grande vitesse.

Le « soleil artificiel » chinois devrait apporter des données utiles aux équipes qui développent le projet Iter de réacteur à fusion nucléaire international basé en France. Lancé en 2006, il rassemble 35 pays et devrait être achevé fin 2025 -- avec plus de cinq ans de retard. Pour un coût total estimé à près de 20 milliards d'euros -- soit plus de trois fois le budget initial. L'assemblage du million de pièces constituant ce gigantesque soleil artificiel -- qui vise les 150 millions de degrés Celsius -- a commencé en juillet dernier, à Saint-Paul-lès-Durance (Bouches-du-Rhône).


Fusion contrôlée : la Chine dans la course pour rattraper son retard avec un soleil artificiel

Le record de température dans un tokamak est de 510 millions de degrés pour la fusion nucléaire. Il est toujours détenu par les USA depuis 25 ans. Celui de la durée de stabilité pour un plasma dans ce type de machine est lui détenu depuis 2003 par le CEA, 6 minutes et demie. Mais l'année prochaine, la Chine entend bien apporter sa nouvelle pierre au projet Iter en atteignant 200 millions de degrés dans le tokamak  HL-2M.

Comme Futura le rappelait dans le précédent article ci-dessous, le réacteur états-unien Tokamak Fusion Test Reactor (TFTR), sur le site de l'Université de Princeton dans le New Jersey, avait atteint une température de 510 millions de degrés en 1995, un record du monde qu'il détient toujours dans le domaine de la fusion nucléaire. Un autre record, détenu par la France cette fois-ci, et depuis 2003 grâce au tokamak Tore Supra du CEA, est l'obtention d'un plasma stable pour la fusion pendant six minutes et demie.

Il n'y a donc a priori pas de quoi être impressionné par l'annonce faite tout récemment par la Chine qu'elle avait achevé la construction du réacteur de fusion HL-2M dans un centre de recherche à Chengdu, capitale de la province du Sichuan (sud-ouest de la Chine). En effet, ce tokamak, qui deviendra opérationnel en 2020, devrait générer des plasmas à une température de l'ordre de 200 millions de degrés. C'est l'un des trois principaux tokamaks nationaux actuellement construits en Chine, les deux autres étant EAST et J-TEXT.

Toutefois, il s'inscrit bien dans la stratégie de la Chine pour jouer un rôle important dans le cadre du grand projet de réacteur thermonucléaire expérimental international (Iter), ainsi que pour l'auto-conception et la construction de réacteurs à fusion. Rappelons en effet que la Chine est membre d'Iter, en construction en France, aux côtés de l'Union européenne, des États-Unis, de l'Inde, du Japon, de la Corée du Sud et de la Russie. Rien d'étonnant car la Chine mène des recherches sur la fusion contrôlée depuis les années 1960.

Rappelons aussi que depuis les années 1950, plus de 200 tokamaks ont contribué aux avancées de la recherche sur la fusion par confinement magnétique et qu'il existe de nombreux laboratoires dans le monde qui travaillent sur ce sujet comme on peut s'en convaincre sur le site d’iter. On trouve d'ailleurs sur ce site une présentation du réacteur HL-2M en ces termes : « Doté de nouvelles bobines de champ toroïdal et d'un divertor offrant plus de flexibilité et d'efficacité, HL-2M devrait produire des plasmas de plus grande stabilité. HL-2M doit permettre d'affiner encore les bases scientifiques et technologiques de la fusion magnétique dans la perspective de son exploitation industrielle ». Des recherches sur ce que les ingénieurs appellent un divertor dans un tokamak et donc aussi pour Iter ont été notamment poursuivies dans le cadre du projet West mené par le CEA dont avait parlé Futura. On sait aussi que le plasma dans un tokamak est sujet à de nombreuses instabilités qui peuvent parfois produire l'équivalent des éruptions solaires. Plusieurs solutions pour contrôler ces instabilités sont à l'étude (le mode H par exemple) et HL-2M est un des outils que les physiciens veulent employer dans ce but.

Rappelons enfin qu'il n'est pas possible d'assurer dignement le futur de l'humanité au XXIe siècle sans des sources d'énergie suffisantes et sans réduire l'injection de CO2 dans l'atmosphère pour limiter, autant que faire se peut, le réchauffement climatique et rester en dessous des fameux 2 °C supplémentaires. La fusion ne devrait pas permettre de produire industriellement de l'énergie décarbonée avant la fin des années 2050 ce qui veut dire que même si elle est vouée à jouer un rôle important dans le futur, par exemple pour aider à faire de la géoingénierie, nous devons agir sans elle maintenant et rapidement. Ainsi, pour de très nombreux experts et contrairement à ce qui est souvent dit dans les médias, nous ne pourrons pas nous passer de l'énergie nucléaire produite par la fission.

La Chine l'a bien compris, car, tout en développant massivement le solaire et l'éolien, elle a entrepris de développer tout aussi rigoureusement son parc nucléaire, avec 11 réacteurs en construction en 2018 pour atteindre son but d'avoir 10 % de son électricité d'origine nucléaire en 2030.


https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/fusion-fusion-nucleaire-chine-allume-son-soleil-artificiel-64846/