La fusion nucléaire
Qu’est-ce que c’est ?
La fusion nucléaire est un procédé permettant de produire de l’énergie à partir des noyaux des atomes, c’est le même phénomène qui se produit au cœur des étoiles.
Par exemple notre soleil fusionne environ six cent millions de tonnes d’hydrogène par seconde, générant en une seconde autant d’énergie que l’humanité n’en utilise en un année complète.
Dans quelle conditions la fusion se produit-elle ?
Cela se passe dans des conditions extrêmes, il faut des températures de l’ordre de cent millions de degrés. Pour que la fusion génère beaucoup d’énergie plus qu’il n’en faut pour la provoquer, il faut impérativement atteindre ces températures.
La différence entre l’énergie produite et apportée s’appelle « le gain » et s’il est supérieur à un, alors la fusion aura libéré assez d’énergie.
Quelles méthodes sont utilisées pour reproduire la fusion ?
Il existe deux méthodes : le confinement magnétique (qui utilise de puissants aimants pour bloquer le plasma pendant une très longue durée) et le confinement inertiel (réactions d’impulsions très brèves et intenses).
Fusion inertielle par faisceaux
- compression d'une cible millimétrique
- faible volume
- forte densité
- temps caractéristiques 10-11 s
- température élevée
Fusion magnétique par confinement
- particules confinées
- volume important (1000 m3)
- faible densité
- temps caractéristiques 10 s
- température élevée
Quels étaient les résultats du « gain » ces dernières années ?
Le record par confinement magnétique était de 0,65 au Royaume-Uni en 1997. Le NIF (installation de fusion inertiel) avait obtenu quant à lui 0,7 en Août 2021. Mais récemment, ce système vient d’atteindre 1,5 (énergie de 2,1 mégajoules grâce à 192 lasers).
La fusion pour notre futur, réalité ou fiction ?
Cette méthode pourrait être considérée comme une alternative sur le long terme mais le chemin reste encore long.
En effet, il faudrait un gain supérieur à 100 pour produire de l’électricité à un coût acceptable. Mais la mise en place du NIF demande beaucoup de temps et de préparation alors que seulement quelques tirs par semaine peuvent être effectués.
Pour être opérationnel sur le long terme, il faudrait qu’il ait une fréquence de dix tirs par secondes sur 365 jours.
Autre alternative, il faudrait disposer du combustible nécessaire. Pour arriver à la fusion il faudrait combiner deux isotopes de l’hydrogène : le deutérium (très abondant sur notre planète) et le tritium (radioactif et ayant une durée de vie d’un, deux ou trois ans).
On estime le stock mondial de tritium à environ 30kg alors qu’un réacteur de fusion nécessiterait 90kg de tritium par an pour produire 500 MW d’électricité.
