Maîtrise de la fusion nucléaire : un secteur industriel émergent ?

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Imaginez une source d’énergie reproduisant les réactions au coeur des étoiles. Ajoutez à cela que cette production d’énergie soit sûre, quasi-infinie, non-polluante et suffirait aux besoins de l’humanité. Ce fantasme, initié par les physiciens dans les années 1950, est à nouveau d’actualité. Des projets émergent dans la plupart des pays développés depuis plusieurs décennies. Pourtant, de nombreux observateurs anticipent l’échec de ce formidable défi. Alors, maîtriser les réactions thermonucléaires, fiction scientifique ou secteur industriel émergent ?

Les perspectives de maîtrise

Depuis 75 ans, il est possible de produire une énergie à fusion nucléaire grâce à la bombe H. Cependant, cette énergie n’est ni maîtrisée ni exploitable. Les procédés de la fusion nucléaire sont complexes et se différencient grandement de la fission nucléaire – pour en savoir plus, cliquez ici. Les scientifiques ont donc mis au point deux procédés pour confiner le plasma* : le confinement magnétique et le confinement inertiel.

Le premier est utilisé dans le projet ITER à Cadarache. L’objectif sera d’alimenter un plasma sur plusieurs périodes d’une dizaine de minutes produisant 500 MW. Soulignons que le projet ITER est à titre expérimental et non commercial.

Le second a été amorcé par les projets de simulations d’essais nucléaires de l’armée. L’idée est de chauffer une cible de deutérium-tritium et récupérer l’énergie due à l’implosion. Actuellement, les modes de chauffage peuvent être faits par : laser, ions lourds et Z-pinch.

L’industrialisation

Il s’agira de la dernière étape des projets de confinement civil. Le défi sera de taille car les attentes de  l’industrie sont incompatibles avec la physique fondamentale. De nombreux matériaux sont extrêmement coûteux comme ceux des premières parois** ou des récupérateurs des flux thermiques et neutroniques. De plus, les techniques de fabrication à une échelle industrielle des cibles pour le confinement inertiel sont encore très hypothétiques tant la sphère de la cible doit être parfaitement homogène. Pourtant, des projections actuelles anticipent une pré-industrialisation à l’horizon 2020 pour le confinement inertiel (Lockheed Martin, MIT) et 2050 pour le confinement magnétique.

En parallèle de ces attentes, de nombreuses retombées industrielles sont déjà effectives. En se concentrant sur ITER, rappelons que des scientifiques, ingénieurs et industriels de 34 pays collaborent depuis plus de 10 ans. À ce jour, il n’y a aucun projet équivalent à l’échelle de la planète. Des découvertes sont faites chaque année. Des institutions telles que UKAEA Fusion and Industry ou Industrial Liaison Officers permettent de faire le lien entre la recherche et l’industrie. À titre d’exemple, les avancées dans la recherche sur le génome humain ou la microchirurgie, la gravure des circuits intégrés ou la robotique sont issues des recherches pour la fusion nucléaire.

 

En conclusion, la fusion nucléaire peut se présenter comme l’alternative énergétique de demain. Son intégration sur le marché se voudra sûrement complémentaire avec d’autres énergies comme le solaire, l’éolien voire la fission. En parallèle, il sera intéressant de voir comment le savoir-faire sera partagé ou vendu à travers le monde. Les défis sont encore nombreux, les perspectives tout autant. On comprend pourquoi ce sujet passionne tant !

 

Glossaire

*Plasma : état de la matière partiellement ou totalement ionisée que l’on retrouve dans les processus de fusion nucléaire (99,9% de l’univers visible est à cet état)

**Première paroi : protègent le bouclier de protection du contact direct avec le plasma. Ils assurent également la protection de l’enceinte et des modules de couverture en et évacuant le flux thermique rayonné par le plasma (source : site ITER)

 

 

Sources

CEA : La fusion nucléaire

A propos de Nicolas KRUMACKER

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