a réussi à chauffer de l’hydrogène gazeux à 80 millions de degrés Celsius et à maintenir un nuage de plasma d’hydrogène pendant un quart de seconde. Il s’agit d’une étape importante dans la quête de la fusion nucléaire contrôlée, qui dure depuis des décennies, car si nous parvenons à produire et à maintenir un plasma d’hydrogène pendant un certain temps, nous pourrons exploiter l’énergie propre et pratiquement illimitée qui alimente notre soleil. Pas plus tard que la semaine dernière, nous avons rapporté que le projet révolutionnaire allemand de fusion nucléaire était en cours de réalisation
Aujourd’hui, des physiciens chinois ont annoncé que leur propre machine de fusion nucléaire, appelée Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), a produit du plasma d’hydrogène à 49,999 millions de degrés Celsius et l’a conservé pendant une durée impressionnante de 102 secondes.
Bien que cette température soit loin d’être la plus élevée jamais atteinte par une expérience – cet honneur revient au Grand collisionneur de hadrons, qui a atteint la somme impressionnante de 4 trillions de degrés Celsius (250 000 fois plus chaud que le centre du Soleil) en 2012 – l’équipe de l’Institut chinois des sciences physiques de Hefei a réussi à recréer les conditions solaires pendant plus d’une minute.
Le maintien de ces températures incroyablement élevées pendant une durée suffisante pour exploiter l’énergie produite par la réaction est essentiel pour parvenir à une fusion nucléaire contrôlée, car il permet un alignement plus stable des champs magnétiques utilisés pour éloigner le plasma des parois de la machine, ainsi que la collecte des particules à haute énergie et de l’énergie thermique produites dans le cadre de la réaction.
Institut des sciences physiques de Hefei, Académie des sciences de Chine
La fission nucléaire, qui est le résultat de nos installations nucléaires actuelles, génère de l’énergie en divisant le noyau d’un atome en neutrons et noyaux plus petits. Si la fission est super efficace – la quantité d’énergie qu’elle libère est des millions de fois plus efficace par masse que celle du charbon – la gestion des dangereux sous-produits radioactifs est incroyablement coûteuse.
C’est ce qui rend la fusion nucléaire si souhaitable : elle permet de produire d’énormes quantités d’énergie lorsque des atomes sont fusionnés à des températures incroyablement élevées, mais ne produit aucun déchet radioactif ou autre sous-produit indésirable.
Le problème est qu’elle nécessite des températures beaucoup plus élevées. Alors que la fission nucléaire exige que les choses soient chauffées à quelques centaines de degrés Celsius, les machines à fusion nucléaire doivent recréer les conditions du Soleil, ce qui signifie qu’il s’agit de plusieurs millions de degrés.
En fait, comme nos machines recommencent leurs réactions à partir de zéro, nous devons atteindre des températures bien plus élevées que celles que l’on estime exister au centre du Soleil. L’équipe à l’origine de la machine de fusion nucléaire allemande Stellarator, d’une valeur d’un milliard de dollars, affirme que la température idéale est de 100 millions de degrés Celsius.
C’est ce que l’équipe chinoise espérait atteindre la semaine dernière, mais elle a dû se contenter de près de 50 millions de degrés, rapporte Stephen Chen du South China Morning Post. Leur objectif ultime est d’atteindre 100 millions de degrés Celsius et de maintenir le plasma d’hydrogène qui en résulte pendant plus de 1 000 secondes, soit 17 minutes. De son côté, l’équipe allemande affirme qu’elle pourrait maintenir son plasma pendant 30 minutes, maintenant que son expérience de “preuve de concept” est terminée.
Il convient de préciser que les résultats obtenus en Chine reposent sur une déclaration de l’Institut des sciences physiques de Hefei et que, tant que nous n’aurons pas vu un article revu par des pairs expliquant comment ils ont atteint ces températures et ces durées, nous devrons rester sceptiques. Mais si tout se vérifie, nous avons vraiment une véritable “bataille des machines de fusion nucléaire en forme de beignet” sur les bras, les Allemands devant travailler sur leur temps et les Chinois sur leurs températures.
Il faudra probablement encore des dizaines d’années avant que la fusion nucléaire ne soit réellement exploitée pour résoudre les problèmes énergétiques de l’humanité (si – et c’est un grand “si” – nous trouvons le moyen de le faire), mais les scientifiques font des progrès étonnants. Et nous aimons un peu de saine concurrence.