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La fusion nucléaire, principale arme américaine dans la lutte contre le changement climatique 

Les États-Unis annoncent une "percée historique" dans le domaine de l'énergie propre et inépuisable grâce à la fission nucléaire
Los preamplificadores de la National Ignition Facility son el primer paso para aumentar la energía de los rayos láser en su camino hacia la cámara del objetivo.  PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work

PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work  -   Les préamplificateurs du National Ignition Facility constituent la première étape de l'augmentation de l'énergie des faisceaux laser en direction de la chambre cible

La fusion nucléaire est une tentative de reproduire sur Terre les processus du Soleil. C'est une source d'énergie très efficace et très propre. Jusqu'à récemment, la production de ce type d'énergie semblait relever de la science-fiction, mais il semble que le rêve d'émuler l'énergie solaire dans un espace contrôlé soit de plus en plus proche. Si elle se réalise, la fusion des atomes d'hydrogène deviendra une source d'énergie propre et inépuisable capable d'alimenter le monde entier. Nous pourrions éliminer les combustibles fossiles et la fission nucléaire, ce qui constituerait une avancée majeure pour enrayer le changement climatique. Et tout cela sans avoir besoin, contrairement aux énergies renouvelables, de s'appuyer sur des facteurs externes tels que le rayonnement solaire, le vent ou l'eau.

La course à la fusion nucléaire est menée par les chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (Californie), au National Ignition Facility (NIF), qui ont réussi à reproduire sur Terre, pendant une fraction de seconde, la quasi-totalité du potentiel de l'énergie du Soleil dans une particule d'hydrogène. Il s'agit d'une "percée historique" qui permet d'espérer le développement d'une nouvelle source d'énergie propre et inépuisable pour l'humanité. 

Exterior de la National Ignition Facility, un edificio de diez plantas del tamaño de tres campos de fútbol, la NIF  PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work
PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Travail personnel - Extérieur du National Ignition Facility, un bâtiment de dix étages de la taille de trois terrains de football, NIF

L'installation NIF n'est pas conçue comme une centrale électrique, mais comme une expérience visant à trouver la clé de la fusion nucléaire que tout le monde recherche actuellement. Bien que l'énergie n'ait duré qu'un très court moment, environ 100 milliardièmes de seconde, les chercheurs étaient optimistes et pensaient qu'il s'agissait d'un point de départ valable pour leur recherche, qui consiste à explorer l'allumage par fusion. En d'autres termes, créer plus d'énergie que celle qui est actuellement utilisée. Les scientifiques ont également expliqué qu'après plusieurs expériences, ils sont parvenus à obtenir une grande quantité d'énergie à partir de la fusion. L'équipe a lancé environ 200 faisceaux laser sur un point minuscule pour générer une super explosion d'énergie. Un record qui nous place presque au point de basculement pour faire décoller la fusion nucléaire qui fait fonctionner les étoiles.

"Cette percée place les chercheurs au seuil de l'allumage par fusion inertielle, un objectif majeur du NIF, et ouvre l'accès à un nouveau régime expérimental", indiquent les auteurs, qui précisent que l'énergie libérée par ce test serait équivalente à 10 % des 170 quadrillions de watts de lumière solaire qui baignent la surface de la Terre. 2Et toute l'énergie de fusion émanait d'un point chaud de la largeur d'un cheveu humain", explique Mark Herrmann, directeur adjoint du programme de Livermore. 

Diagrama de Sankey de la eficiencia de acoplamiento de la energía del láser a los rayos X de la cápsula objetivo.  PHOTO/  http://www7.nationalacademies.org/bpa/PLSC_Sept05_Presentation_Lindl.pdf
PHOTO/  http://www7.nationalacademies.org/bpa/PLSC_Sept05_Presentation_Lindl.pdf-Diagrama de Sankey de la eficiencia de acoplamiento de la energía del láser a los rayos X de la cápsula objetivo. 

Malgré les excellents résultats obtenus au cours des recherches, de nombreux experts affirment que les résultats obtenus jusqu'à présent méritent d'être examinés avec plus de prudence. Pour le codirecteur du même centre à Londres, Jeremy Chittenden, "transformer ce concept en une source d'électricité renouvelable sera probablement un long processus et impliquera de surmonter d'importants défis techniques".

La fusion nucléaire est un type spécifique de réaction nucléaire. C'est le processus par lequel, par exemple, le Soleil libère de l'énergie et des températures extrêmes de plusieurs millions de degrés Celsius font fondre les noyaux atomiques des isotopes de l'hydrogène : le deutérium et le tritium, également appelés respectivement hydrogène lourd et hydrogène-3. Cette fusion produit de l'hélium, un neutron et une énorme quantité d'énergie suffisante pour que la fusion solaire ne cesse jamais.

Imagen de la mecánica de fusión dentro del núcleo PHOTO/ITER@ORG
PHOTO/ITER@ORG-Image de la mécanique de la fusion à l'intérieur du noyau.

La fission de l'uranium et du plutonium dans les centrales nucléaires conventionnelles produit une multitude de produits radioactifs. Certains d'entre eux peuvent être convertis en nouveaux combustibles, mais au final, il y a toujours des déchets radioactifs. Ces substances doivent être stockées pendant des milliers ou des centaines de milliers d'années dans des zones géologiques profondes. Dans la fusion nucléaire, en revanche, le seul produit radioactif est l'hélium, un gaz noble. Un autre grand avantage est que la réaction de fusion s'éteint si aucun nouveau combustible n'est ajouté. Il n'y a pas de réaction en chaîne comme dans les centrales nucléaires classiques. Il est donc impossible que le réacteur de fusion échappe à tout contrôle. Cependant, les réactions de fusion se sont avérées difficiles à contrôler et, à ce jour, aucune expérience n'a réussi à produire plus d'énergie qu'il n'en a été investi pour faire fonctionner la réaction et la maintenir dans le temps, conduisant à l'"allumage" souhaité. 

Bien que la croissance des énergies renouvelables soit appelée à s'intensifier, nombreux sont ceux qui affirment que les énergies renouvelables ne peuvent à elles seules soutenir l'énorme consommation énergétique mondiale. En attendant, des expériences scientifiques comme celle-ci visent à produire à grande échelle une énergie sûre, propre et illimitée au moyen de la fusion nucléaire. Malgré le succès évident du test, ce réacteur ne sert pas de modèle pour les centrales à fusion du futur, car ses lasers ne peuvent tirer qu'une fois par jour et une centrale électrique a besoin d'une production constante.

El Tokamak y sus sistemas de planta alojados en su casa de hormigón. Se calcula que sólo en la máquina se ensamblarán un millón de piezas PHOTO/ITER@ORG
PHOTO/ITER@ORG-Le tokamak et ses systèmes d'exploitation logés dans sa maison en béton. On estime à un million le nombre de pièces qui seront assemblées dans la seule machine.

D'autres projets, comme le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), un programme auquel participent la Chine, l'Union européenne, le Japon, la Corée du Sud, la Russie et les États-Unis, vont dans ce sens pour prouver que cette énergie peut être commercialement viable. Ce réacteur, qui est déjà en construction dans le sud de la France, commencera ses premiers essais dans les prochaines années. 

Les initiatives privées sont plus optimistes. Aujourd'hui, une vingtaine de start-ups européennes, américaines et canadiennes ont lancé des projets énergétiques visant à faire du rêve de l'énergie de fusion nucléaire une réalité. Dans un monde où la population ne cesse de croître et où les ressources sont rares, cette source d'énergie est la seule option viable pour résoudre les problèmes d'environnement et d'approvisionnement.