Des scientifiques du Massachusetts Institute for Technology (MIT) aux États-Unis ont conçu un réacteur à fusion de 6,6 mètres de large qui, selon eux, pourrait fournir de l’électricité à environ 100 000 personnes. Mieux encore, il pourrait être opérationnel d’ici dix ans, selon leurs calculs.
Depuis des décennies, les scientifiques tentent de trouver un moyen d’exploiter la fusion nucléaire – la réaction qui fait fonctionner les étoiles – en raison de sa capacité à produire des réserves d’énergie quasi illimitées en utilisant à peine plus que de l’eau de mer, et sans émettre de gaz à effet de serre. Mais malgré de nombreux projets prometteurs, trouver un moyen de contenir et de commercialiser la réaction sur Terre s’ est avéré bien plus difficile que prévu. En fait, les scientifiques plaisantent depuis longtemps en affirmant que les centrales à fusion nucléaire pratiques ne seront pas construites avant 30 ans, et qu’elles le seront toujours.
Mais non seulement la nouvelle conception du MIT promet d’être moins chère et plus petite que les réacteurs actuels, mais elle permet également d’espérer que les réacteurs de fusion nucléaire commerciaux pourraient devenir une réalité de notre vivant, l’équipe expliquant que la construction de dispositifs similaires en termes de taille et de complexité n’a pris que cinq ans.
“Il est certain que l’énergie de fusion sera la source d’électricité la plus importante sur Terre au 22e siècle, mais nous en avons besoin bien plus tôt que cela pour éviter un réchauffement climatique catastrophique”, a déclaré David Kingham, un expert de la fusion nucléaire basé au Royaume-Uni qui n’a pas participé à la recherche, àDavid L. Chandler du bureau de presse du MIT. “Cet article montre un bon moyen de faire des progrès plus rapides”
Pour l’expliquer très simplement, la fusion nucléaire repose sur la fusion d’atomes d’hydrogène à des températures super élevées pour libérer d’énormes quantités d’énergie. Cette méthode diffère de la fission nucléaire utilisée dans les centrales nucléaires, où les scientifiques divisent les atomes pour produire de l’électricité – un processus moins stable qui produit également de grandes quantités de déchets nucléaires.
Alors pourquoi n’utilisons-nous pas déjà la fusion nucléaire pour produire des quantités ridicules d’énergie propre ? Eh bien, c’est parce que la réaction nécessite de chauffer des atomes d’hydrogène à des centaines de millions de degrés Celsius. Et il est beaucoup plus difficile qu’il n’y paraît de maintenir ce plasma super chaud au même endroit pendant suffisamment longtemps pour que les atomes fusionnent.
Les réacteurs de fusion actuels utilisent ce que l’on appelle le concept de tokomak pour contenir le plasma, qui repose sur un dispositif en forme de beignet pour créer un champ magnétique puissant. Le nouveau réacteur du MIT, appelé réacteur ARC, fonctionne exactement de la même manière, mais il utilise de nouveaux supraconducteurs disponibles dans le commerce pour créer des bobines avec des champs magnétiques beaucoup plus puissants.
Cela signifie qu’elles peuvent contenir encore plus de plasma dans un espace beaucoup plus réduit que ce que l’on pensait auparavant, et que la puissance de fusion du réacteur est multipliée par dix par rapport aux réacteurs tokomak actuels. Le champ magnétique beaucoup plus élevé permet d’atteindre des performances beaucoup plus élevées”, a déclaré Brandon Sorbom, candidat au doctorat, qui a travaillé sur le projet.
En fait, l’équipe du MIT calcule que ce réacteur produirait à peu près la même quantité d’énergie que le réacteur de fusion le plus puissant du monde, appelé ITER, qui est actuellement en cours de construction en France. ITER fait environ deux fois la taille de leur projet et coûte environ 40 milliards de dollars. On ne sait pas encore à combien s’élèvera le prix du réacteur ARC, mais le bureau de presse du MIT affirme qu’il s’agit d’une “fraction du coût”.
Ce qui est encore plus impressionnant, c’est que le réacteur ARC sera théoriquement capable de produire trois fois plus d’électricité qu’il n’en a besoin pour fonctionner – ce qui ne semble pas beaucoup, mais qui en fera le premier réacteur à fusion proposé à générer suffisamment d’énergie pour atteindre le seuil de rentabilité
Bien entendu, la conception du MIT, qui a été décrite dans la revue Fusion Engineering and Design, n’en est encore qu’au stade conceptuel. Tous ces calculs ont été effectués à l’aide de modèles informatiques et n’ont pas encore été mis en pratique. Mais ils s’appuient sur des technologies existantes et des concepts éprouvés. “Nous n’extrapolons pas à un tout nouveau régime”, a déclaré le chercheur principal Dennis Whyte.
Selon Kingham, la recherche est d’une “qualité exceptionnelle” et “montre que le passage à des champs magnétiques plus élevés, une spécialité du MIT, peut conduire à des dispositifs beaucoup plus petits (et donc moins chers et plus rapides à construire)”.
“La prochaine étape consistera à affiner la conception et à régler les détails techniques”, a-t-il déclaré à MIT News. “Mais d’ores et déjà, ce travail devrait attirer l’attention des décideurs politiques, des philanthropes et des investisseurs privés.”