Flux continu

Un anneau d’acier et de câbles supraconducteurs vient d’être testé avec succès à Hefei, dans l’est de la Chine, et il porte à lui seul les espoirs d’un pan entier de la recherche sur la fusion nucléaire. L’Institut de physique des plasmas de l’Académie chinoise des sciences a achevé fin juin les essais complets d’un aimant toroïdal de 582 tonnes, une structure en forme de D mesurant 21 mètres de long, 12 mètres de large, avec 1,3 fois le volume et trois fois l’énergie stockée des aimants comparables du réacteur thermonucléaire expérimental international installé à Cadarache. Sa destination : le cœur du tokamak BEST, le Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak, dont l’achèvement est prévu fin 2027.

Il y a des chiffres qui ressemblent à des clins d’œil du destin. 1 337 secondes : soit un peu plus de vingt-deux minutes. Pour le commun des mortels, cela évoque à peine le temps d’un café allongé et de quelques mails. Mais dans le monde ultra-exigeant de la fusion nucléaire, cette poignée de minutes représente un véritable bond de géant. C’est le temps pendant lequel le réacteur français WEST, installé au cœur du CEA à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, est parvenu à maintenir un plasma, cette matière incandescente qui imite le fonctionnement des étoiles. Un record mondial. Une frontière que personne n’avait jamais atteinte auparavant. Et derrière cet exploit se dessine peut-être l’avenir énergétique de l’humanité tout entière.

Le 20 janvier 2025, dans la salle de contrôle d’un laboratoire de Hefei, province d’Anhui, un chronomètre a franchi les 1 000 secondes. Dix-sept minutes et quarante-six secondes durant lesquelles le réacteur EAST maintenait un plasma à plus de 100 millions de degrés Celsius dans une chambre de la taille d’une pièce. Six fois la température du cœur du Soleil, tenue captive par des aimants supraconducteurs. Ce moment-là, discret en apparence, constitue peut-être le basculement que les physiciens attendent depuis que les premières promesses de fusion ont été formulées, au tournant des années 1950.

Le 20 janvier 2025, à Hefei, dans la province chinoise d’Anhui, une équipe de chercheurs a regardé un chronomètre défiler jusqu’à 1 066 secondes. Dix-sept minutes et quarante-six secondes durant lesquelles le réacteur EAST maintenait un plasma à plus de 100 millions de degrés Celsius dans une chambre de la taille d’une pièce. Soit six fois la température du cœur du Soleil, tenue captive par des aimants supraconducteurs. Un record mondial.

Le chemin vers la fusion thermonucléaire est long et semé d’embûches. Une des nombreuses étapes a récemment été franchie dans le plus grand tokamak chinois, EAST, où la limite de densité de plasma qui était observée jusque-là a été dépassée.

Le tokamak supraconducteur expérimental avancé (EAST), le réacteur à fusion nucléaire chinois, vient de franchir une nouvelle étape en poussant le plasma au-delà de la limite de Greenwald. Auparavant considéré comme un obstacle majeur à la réalisation de la fusion nucléaire, il s’agit d’un seuil empirique observé dans les tokamaks, qui empêche de porter le plasma à des densités extrêmes. Ces résultats pourraient suggérer une piste expérimentale pour repousser certaines limites de densité de plasma des réacteurs à fusion.

Depuis presque vingt ans, la Chine développe un réacteur de fusion nucléaire que l’on surnomme « soleil artificiel ». Dans le cadre de ces travaux, les ingénieurs ont récemment fabriqué un robot dont la mission sera d’assurer la maintenance complexe et couteuse de cette installation. Équipée de trois bras, cette machine est notamment capable de soulever une charge d’une soixantaine de tonnes.

La fusion nucléaire, qui alimente notre Soleil, est l’un des plus grands espoirs pour produire une énergie propre, abondante et sûre. Elle consiste à fusionner des noyaux légers, par exemple de l’hydrogène, pour former des noyaux plus lourds, en libérant une énorme quantité d’énergie. Contrairement à la fission, elle ne génère pas de déchets radioactifs de longue durée ni de gaz à effet de serre. Mais recréer cette réaction sur Terre est un défi technologique et scientifique colossal. Les prototypes sont gigantesques et très coûteux, et le numérique prend une place importante pour faciliter les essais. Depuis le milieu des années 2010, et de manière accélérée depuis 2020, des systèmes d’intelligence artificielle sont utilisés pour contrôler le plasma et améliorer la conception de futurs réacteurs.

La feuille de route du réacteur de fusion nucléaire a été actualisée en 2024, avec un coût désormais estimé à 25 milliards d’euros et un lancement repoussé d’au moins cinq ans.

La fusion nucléaire est un vieux rêve. On la présente souvent comme un essai de reproduire ce qui se passe dans notre étoile, en lui associant - comme dans cet article des Echos qui évoque les investissements dans des start-up américaines - les adjectifs de "décarbonée" et "illimitée". Si cela était possible, quoi de plus merveilleux ? Pas besoin de sobriété et pas de problème avec le climat ! Malheureusement, nous en sommes encore très loin... et ce n'est peut-être pas un drame.