Le Joint European Torus (JET), réacteur nucléaire à fusion de type tokamak, a établi un nouveau record mondial de production d’énergie : 69 mégajoules en seulement cinq secondes. Ce réacteur expérimental britannique illustre ainsi un progrès notable vers la maîtrise de cette technologie et prépare le terrain pour des prototypes de réacteurs plus grands, dont ITER (France) et STEP (Royaume-Uni).
La fusion nucléaire, processus énergétique au cœur des étoiles, représente une promesse pour répondre aux défis énergétiques mondiaux par une source propre et potentiellement abondante. Récemment, le Joint European Torus (JET), situé au Culham Centre for Fusion Energy dans l’Oxfordshire (Angleterre), le plus grand réacteur tokamak existant, a établi un nouveau record de production d’énergie par fusion.
Une puissance de fusion élevée a été maintenant pendant 5 secondes, ce qui a donné lieu à un record révolutionnaire de 69 mégajoules en utilisant seulement 0,2 milligramme de carburant, rapporte le communiqué du JET. Ce développement, fruit d’une collaboration internationale impliquant des centaines de scientifiques et ingénieurs, souligne l’importance croissante de la fusion comme alternative potentielle aux combustibles fossiles. Les résultats, documentés dans le cadre du projet EUROfusion, contribuent directement aux progrès du réacteur ITER en France, envisagé comme le prochain grand pas vers l’exploitation de la fusion pour une production d’énergie durable à grande échelle. Le projet anglais STEP devrait également bénéficier directement des avancées du JET.
Un record encourageant
Le Joint European Torus (JET) est une installation pionnière dans le domaine de la fusion nucléaire. Depuis son inauguration en 1983, le JET a joué un rôle crucial dans l’exploration des possibilités offertes par la fusion nucléaire comme source d’énergie. De conception tokamak, consistant en une chambre de confinement magnétique en forme de beignet, il a permis de confiner et de chauffer le plasma à des températures extrêmes, créant ainsi les conditions nécessaires pour permettre la fusion des noyaux atomiques. Le confinement magnétique est essentiel pour contrôler le plasma, un état de la matière à haute énergie où les électrons sont séparés des noyaux, permettant ainsi aux réactions de fusion de se produire.
L’exploit le plus récent du JET a été de générer 69 mégajoules d’énergie en seulement cinq secondes, à partir d’une quantité infime de carburant (0,2 milligramme) composée d’un mélange de deutérium et de tritium. Cette quantité d’énergie, équivalente à l’explosion de 16,5 kg de TNT, marque un record mondial dans le domaine de la fusion nucléaire.
Ce succès démontre non seulement la capacité du JET à produire de l’énergie à une échelle significative, mais valide également l’utilisation de deutérium et de tritium comme carburant viable pour les futures centrales de fusion commerciales. Le Dr Fernanda Rimini, directrice principale de l’exploitation du JET, déclare : « Nous pouvons créer de manière fiable des plasmas de fusion en utilisant le même mélange de carburant que celui des futures centrales électriques à fusion commerciales, démontrant ainsi l’expertise avancée développée au fil du temps ».
Le chemin vers la rentabilité énergétique est encore long…
La réalisation d’une centrale nucléaire à fusion commerciale capable de fournir de l’énergie propre et inépuisable est un objectif ambitieux qui se heurte à des défis techniques et scientifiques considérables. L’un des principaux obstacles réside dans la nécessité de créer et de maintenir des conditions extrêmes pour permettre la fusion nucléaire.
Les réacteurs à fusion doivent générer des températures dépassant les 100 millions de degrés Celsius, soit environ dix fois celles régnant au cœur du Soleil. Cette exigence pose des défis sans précédent en matière de matériaux, qui doivent ainsi résister à de telles conditions sur le long terme. Il en va de même pour les technologies de confinement magnétique, qui doivent contrôler le plasma sur des durées suffisamment longues pour permettre une fusion stable.
Malgré les avancées significatives réalisées par le JET, le chemin vers la rentabilité énergétique, où l’énergie produite par la fusion dépasse l’énergie nécessaire pour initier et soutenir la réaction, est encore long. Le rendement énergétique net du JET reste négatif, soulignant la difficulté à atteindre une production d’énergie autosuffisante. Toutefois, les expériences menées fournissent des données clés pour l’amélioration des technologies de fusion. Elles contribuent à une meilleure compréhension des processus de fusion et des interactions plasma-paroi, essentielles pour augmenter l’efficacité des futurs réacteurs.
Andrew Bowie, ministre du Nucléaire et des Réseaux, s’enthousiasme : « La dernière expérience de fusion du JET est un chant du cygne approprié après tout le travail révolutionnaire réalisé dans le cadre du projet depuis 1983. Nous sommes plus proches que jamais de l’énergie de fusion ».
Cette avancée est particulièrement prometteuse pour le projet ITER, un réacteur à fusion de taille bien plus grande actuellement en construction dans le sud de la France. ITER vise à démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire à une échelle industrielle, s’appuyant sur les connaissances et l’expérience acquises par les expérimentations menées avec le JET.
L’électron est une particule élémentaire qui, avec les protons et
les neutrons, constitue les atomes. C’est donc l’un des composants
principaux de la matière baryonique. À ce titre, il revêt... [...]