Des scientifiques aux États-Unis ont franchi une étape importante dans la course pour recréer une fusion nucléaire. Les physiciens ont cherché des moyens de recréer cette réaction pendant des décennies, ce qui promet d’être une source presque illimitée d’énergie propre.

Ce mardi, les chercheurs ont confirmé avoir surmonté un obstacle majeur: produire plus d’énergie qu’il n’en a été dépensé dans une expérience de fusion.

Bien que satisfaits, les scientifiques affirment qu’il reste encore un long chemin à parcourir avant que l’effondrement n’alimente les maisons en électricité.

Qu’ont-ils fait?

L’expérience a eu lieu au Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en Californie.

La fusion nucléaire est décrite comme le « Saint Graal » de la production d’énergie. C’est le processus qui alimente le Soleil et les autres étoiles.

Cela fonctionne en prenant des paires d’atomes légers et en les forçant à se coller ensemble. Cette fusion libère beaucoup d’énergie.

C’est le contraire de la fission nucléaire, où les atomes lourds se séparent. La fission est la technologie actuellement utilisée dans les centrales nucléaires, mais le processus produit également une grande quantité de déchets qui émettent des radiations pendant une longue période.

Ces déchets peuvent être dangereux et doivent être stockés en toute sécurité.

La fusion nucléaire, en revanche, produit beaucoup plus d’énergie et seulement de petites quantités de déchets radioactifs à vie courte. Et ce qui est le plus important, le processus ne produit pas d’émissions de gaz à effet de serre et ne contribue donc pas au changement climatique.

Le défi: température et pression

Pour réaliser la fusion nucléaire, l’un des défis est que le maintien des éléments ensemble nécessite de grandes quantités de température et de pression.

Jusqu’à présent, aucune expérience n’a été capable de produire plus d’énergie que celle qui est investie pour la faire fonctionner.

Dans l’expérience LLNL, les scientifiques ont mis une petite quantité d’hydrogène dans une capsule de la taille d’un grain de poivre.

Ils ont ensuite utilisé un puissant laser à 192 faisceaux pour chauffer et comprimer l’hydrogène.

Le laser est si puissant qu’il peut chauffer la capsule à 100 millions de degrés Celsius, plus chaud que le centre du Soleil, et la comprimer à plus de 100 milliards de fois l’atmosphère terrestre.

Sous ces forces, la capsule commence à imploser sur elle-même, forçant les atomes d’hydrogène à fusionner et à libérer de l’énergie.

Annonçant le résultat, le chef adjoint des programmes de défense de la National Nuclear Security Administration des États-Unis, Marvin Adams, a déclaré que les lasers du laboratoire avaient fourni 2,05 mégajoules (MJ) d’énergie à la cible, qui avait alors produit 3,15 MJ d’énergie de fusion.

De la bonne manière

Melanie Windridge, directrice exécutive de Fusion Energy Insights, a expliqué à la BBC pourquoi les scientifiques sont si enthousiasmés par cette percée.

« La fusion a enthousiasmé les scientifiques depuis qu’ils ont découvert pour la première fois qu’elle faisait briller le Soleil. Ces résultats nous mettent aujourd’hui vraiment sur la voie de la commercialisation de la technologie. »

Jeremy P. Chittenden, professeur de physique des plasmas et codirecteur du Centre pour l’étude de la fusion inertielle à l’Imperial College de Londres, l’a qualifié de « véritable moment décisif » démontrant que « le » Saint Graal « de la fusion peut être atteint ».

C’est le sentiment partagé par les physiciens du monde entier, qui ont loué le travail de la communauté scientifique internationale.

« Le succès d’aujourd’hui est basé sur le travail effectué par de nombreux scientifiques aux États-Unis, au Royaume-Uni et dans le monde. Avec l’allumage maintenant atteint, non seulement l’énergie de fusion est déverrouillée, mais une porte est également ouverte à la nouvelle science », a déclaré Gianluca Gregori, professeur de physique à l’Université d’Oxford.

Sur la question de savoir combien de temps il faudra avant que nous puissions voir l’utilisation de la fusion dans les centrales électriques, le directeur de LLNL, Kim Budil, a déclaré qu’il y avait encore des obstacles majeurs.

« Avec des efforts et des investissements concertés, quelques décennies de recherche sur les technologies sous-jacentes pourraient nous mettre en position de construire une centrale électrique », a-t-il déclaré.

C’est une avancée que les scientifiques calculent généralement en 50 ou 60 ans lorsqu’ils tentent de répondre à la question avec des données exactes.

L’un des principaux obstacles est la réduction des coûts et l’augmentation de la production d’énergie.

L’expérience ne pouvait produire que suffisamment d’énergie pour faire bouillir entre 15 et 20 bouilloires et a nécessité 3,5 milliards de dollars.

Et bien que l’expérience ait obtenu plus de puissance que le laser, cela n’incluait pas la puissance nécessaire pour faire fonctionner les lasers, qui était bien supérieure à la quantité de puissance produite par l’hydrogène.

Faire bouillir quelques bouilloires, une énorme percée

La quantité d’énergie qu’ils ont générée dans cette expérience est faible, juste assez pour faire bouillir quelques bouilloires.

Mais ce que cela représente est énorme pour les scientifiques qui ont passé tant de temps à travailler sur cette technologie. Et c’est pour tout le monde.

La promesse d’un avenir alimenté par la fusion est un pas de plus. Mais, et il y a toujours un mais avec ces avancées, il reste encore un long chemin à parcourir avant que cela ne devienne une réalité.

Cette expérience prouve que la science fonctionne. Maintenant, il doit être répété, affiné et la quantité d’énergie qu’il génère devra être augmentée de manière significative.

C’est avant même que les scientifiques puissent penser à étendre le processus.

L’autre problème est le coût, cette expérience a coûté des milliards de dollars, la fusion n’est pas bon marché.

Mais la promesse d’une source d’énergie propre sera sans aucun doute une grande incitation à surmonter ces défis.

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