L’électroaimant conçu par les chercheurs du MIT — © Gretchen Ertl / CFS / MIT-PSFC, 2021

La fusion nucléaire offre la perspective alléchante d’une source d’énergie durable et inépuisable. Des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) viennent d’annoncer ce qu’ils décrivent comme un « tournant décisif » dans sa mise en œuvre.

Un électroaimant de 3 mètres de haut

Consistant à recréer les réactions se produisant dans les entrailles du Soleil, la fusion nucléaire intervient lorsque deux noyaux atomiques ou plus se combinent pour créer des éléments plus lourds, libérant ainsi des quantités massives d’énergie. Toutefois, jusqu’à présent, il n’a pas été possible d’y parvenir sur Terre sans utiliser un dispositif consommant davantage d’énergie qu’il n’en produit.

Les aimants supraconducteurs ont déjà été identifiés comme un moyen de générer les températures ultra-élevées nécessaires à ce type de réaction, et les chercheurs viennent de produire le plus puissant d’entre eux : c’est en fait la première fois qu’un aimant de ce type a pu générer un champ magnétique durable suffisamment puissant pour que la fusion se produise. « À bien des égards, la fusion est la source d’énergie propre par excellence », a déclaré la géophysicienne Maria Zuber dans le communiqué publié par le MIT. « La quantité d’énergie générée change vraiment la donne. »

Composé de 16 plaques empilées les unes sur les autres et mesurant environ 3 mètres de haut, le nouvel aimant utilise un matériau supraconducteur appelé ReBCO. Deux semaines après sa mise en service, il a pu générer un champ magnétique record de 20 teslas.

Présentation de l’électroaimant HTS révolutionnaire du MIT

Maintenant que son potentiel a été démontré, les scientifiques du MIT et leurs collaborateurs de la start-up Commonwealth Fusion Systems (CFS) peuvent commencer à réfléchir à la manière d’intégrer le dispositif dans un réacteur de fusion nucléaire.

Vers des « mini-centrales » à fusion

La mise à l’échelle de cette technologie s’avère cruciale pour rendre la production d’énergie par fusion pratique et rentable, afin qu’elle puisse être intégrée au réseau électrique mondial. Selon l’équipe, le dispositif compact et modulaire mis au point promet d’offrir des performances similaires dans des réacteurs présentant un volume 40 fois inférieur à celui qui aurait été nécessaire auparavant avec des aimants classiques.

Des isotopes d’hydrogène (présents dans l’eau) seraient utilisés comme combustible pour alimenter un réacteur tokamak circulaire (où le plasma piégé peut être chauffé à des températures de 100 millions de degrés Celsius ou plus, déclenchant la réaction tant recherchée), qui pourrait fonctionner indéfiniment en produisant une quantité minimale de déchets.

Si l’ensemble des parties concernées reconnaissent qu’il reste encore de nombreux autres obstacles à surmonter, l’obtention d’un aimant doté de telles capacités représentait l’un des plus grands défis que l’équipe ait eu à relever. Désormais, les progrès devraient s’accélérer dans les autres volets du projet.

Vue en coupe du réacteur tokamak compact sur lequel travaillent les chercheurs du MIT — © T. Henderson / CFS / MIT-PSFC, 2020

Des percées essentielles

L’atmosphère terrestre se réchauffe à un rythme inquiétant et une réduction substantielle des émissions de carbone s’impose depuis longtemps. Si l’on ajoute à cela deux choses que nous devrions déjà faire, à savoir éliminer complètement les combustibles fossiles et mettre en œuvre des moyens de production d’énergie renouvelable largement disponibles et très efficients, de telles percées nous rapprochant de la fusion nucléaire « exploitable » s’avèrent aujourd’hui essentielles.

« C’est un grand moment », déclare Bob Mumgaard, PDG de CFS. « Nous disposons désormais d’une plateforme à la fois très avancée sur le plan scientifique, en raison des décennies de recherche sur ce type de machines, et très intéressante sur le plan commercial, qui nous permettra de construire plus rapidement des dispositifs plus compacts et à moindre coût. »

Les chercheurs tablent sur la mise en service d’une installation pilote d’ici 2025.

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