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La fusion nucléaire figurera sans nul doute dans l’avenir de la production d’énergie électrique. Cependant, de nombreux obstacles doivent encore être surmontés pour pouvoir effectivement utiliser cette approche pour produire de l’électricité. Pour surmonter certains de ces obstacles, un réacteur espagnol a testé une approche inédite.
Un réacteur à fusion unique en son genre
Contrairement à la fission nucléaire – qui alimente les réacteurs nucléaires actuels – la fusion nucléaire exploite l’énorme énergie libérée lorsque les atomes sont fusionnés plutôt que séparés. En effet, au cours d’une réaction de fusion nucléaire, deux noyaux légers fusionnent pour former un seul noyau plus lourd. Le processus libère de l’énergie, car la masse totale du noyau unique résultant est inférieure à la masse des deux noyaux initiaux. La masse restante devient de l’énergie. Ce processus se produit naturellement au cœur des étoiles, comme notre Soleil.
Autrement dit, pour produire de l’énergie avec la fusion nucléaire, il faut recréer les conditions extrêmes qui se produisent au cœur d’une étoile. Jusqu’à présent, cela n’a été possible qu’à petite échelle, ce qui ne permet pas encore d’utiliser la réaction de fusion pour alimenter les réseaux électriques. Cependant, de nombreuses avancées sont fréquemment réalisées pour faire de la fusion nucléaire la source d’énergie de demain. Dans cette optique, une équipe internationale de chercheurs a récemment dévoilé le SMART ou SMall Aspect Ratio Tokamak (« tokamak à petit rapport hauteur/largeur », en français).
Il s’agit d’un réacteur à fusion nucléaire résultant d’une collaboration entre des scientifiques du laboratoire de physique des plasmas de Princeton et de l’université de Séville en Espagne. Comme tout réacteur à fusion nucléaire, ce dispositif fonctionne sur le même principe que les étoiles : il combine des atomes d’hydrogène pour produire de l’hélium et libérer d’énormes quantités d’énergie. Là où le réacteur SMART diffère de tous les autres réacteurs à fusion qui existent actuellement, c’est dans sa conception même qui utilise une approche jusque-là jamais utilisée pour induire une réaction de fusion : la triangularité négative.
Qu’est-ce que la triangularité négative ?
Il faut savoir que la plupart des réacteurs à fusion sont basés sur un tokamak, une machine en forme de beignet qui confine le plasma à l’aide de champs magnétiques. Dans un tokamak, la triangularité fait référence à la forme du plasma par rapport au tokamak. La section transversale du plasma dans un tokamak a généralement la forme de la lettre D. Lorsque la partie droite du D fait face au centre du tokamak, on dit qu’elle a une triangularité positive. Lorsque la partie courbe du plasma fait face au centre, le plasma a une triangularité négative. Tous les tokamaks sont à triangularité positive.
Le tokamak du réacteur SMART est le premier à être à triangularité négative. Les chercheurs ont choisi cette approche inédite, car la triangularité négative peut offrir des performances améliorées en supprimant les instabilités du dispositif qui conduisent à l’éjection de particules du plasma. Ces particules ont tendance à endommager la paroi du tokamak. Pour pouvoir explorer cette approche, les chercheurs ont également choisi d’avoir un tokamak sphérique, et non en forme de beignet.
Notons que, pour l’instant, le dispositif est encore en cours de construction. Dans cette optique, l’attention des chercheurs est focalisée sur les méthodes de diagnostic avancées pour suivre l’état du plasma à mesure que les expériences progressent, et il semble qu’ils avancent bien dans ce sens. C’est très important dans la mesure où ces diagnostics seront cruciaux à long terme. Ils joueront un rôle clé dans le déploiement futur de la production d’énergie par fusion nucléaire. Pour rappel, la fusion nucléaire se rapproche de plus en plus de la stabilité.
Par Gabrielle Andriamanjatoson, le
Source: Cosmos Magazine
Étiquettes: fusion nucléaire
Catégories: Technologie, Actualités