La fusion nucléaire est la source d’énergie des étoiles. Au cœur du soleil, des atomes d’hydrogène s’entrechoquent à des vitesses très importantes. Ils fusionnent pour former des atomes d’hélium générant des quantités astronomiques d’énergie. Depuis plusieurs décennies les chercheurs essaient de reproduire ce procédé, à des fins de production énergétique, sans y parvenir. 

Les scientifiques du National Ignition Facility (NIF) ont franchi au laboratoire national Lawrence Livermore, en Californie, une nouvelle étape vers la fusion nucléaire. Ils sont parvenus à produire plus d’énergie que leur combustible n’en a absorbé.

[stextbox id=”info”]L’énergie des étoiles [/stextbox]

Les étoiles puisent leur énergie des réactions thermonucléaires en leur sein, transformant l’hydrogène en hélium. Sur terre, les scientifiques ont opté pour la fusion de deux noyaux légers d’isotopes (variante atomique) de l’hydrogène : le deutérium et le tritium. La réaction donne elle aussi naissance à de l’hélium.

La fusion serait la résolution de nos problèmes énergétiques selon les nombreux scientifiques qui la considère comme la source d’énergie idéale. Un rêve inespéré depuis plus de soixante ans et l’apparition de la physique nucléaire. Le combustible nécessaire est abondant (le deutérium se trouve dans l’eau de mer), la fusion ne produirait pas de déchets radioactifs de longue durée, ne présenterait pas de risque d’emballement nucléaire, à la différence de la fission nucléaire (procédé qui consiste à casser les liaisons atomiques) utilisée dans nos centrales actuellement. L’équivalant en eau d’une douche suffirait à votre consommation annuelle en énergie.

Un rêve pour lequel il y’a 8 ans, un projet d’envergure internationale de 15 milliards de dollars a été créé. L’Union européenne, les Etats-Unis, la Chine, le Japon, la Russie, l’Inde et la Corée du Sud se sont unis autour d’Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor). Un prototype de réacteur à fusion nucléaire est en construction à Cadarache dans le sud de la France. Un projet qui pourrait être un véritable échec, la faisabilité technique d’un tel réacteur n’ayant jamais été prouvé.

[stextbox id=”info”]L’exploit des chercheurs américains est réel mais modéré [/stextbox]

La technologie employée par les chercheurs américains qui viennent d’accomplir une avancée scientifique diffère de celle d’Iter : le NIH chauffe l’hydrogène à l’aide de 192 lasers d’une puissance cumulée de 1,9MJ (mégajoules) dans un bâtiment aussi grand que trois stades de football. Les 192 faisceaux des lasers sont concentrés sur un cylindre d’or d’un centimètre à l’intérieur duquel se trouve le combustible nucléaire. Avec un pic d’énergie de 500 trillion de watts, le gaz à l’intérieur du cylindre est compressé à 1/35eme de son volume. Le deutérium et le tritium atteignent une densité extrême. Au centre du plasma, dans une zone plus fine que l’épaisseur d’un cheveu, les atomes fusionnent. L’énergie libérée est théoriquement censé créer une réaction en chaîne qui atteint le stade de l’ignition (le point où la réaction nucléaire se suffit à elle-même).

Cet exploit inégalé a été réalisé à deux reprises l’automne dernier au NIF. La réaction a durée moins d’un milliardième de seconde. L’énergie produite correspond à celle stockée dans deux piles AA (17.000 joules au maximum).  “Ca semble modeste, et ça l’est. Mais nous nous en sommes approchés plus que quiconque par le passé“, a déclaré à la presse Omar Hurricane, responsable des essais du NIF.

Une première étape qui n’est pas synonyme de réussite à court ou moyen terme. “On ne peut pas vous dire honnêtement quand nous atteindrons le seuil d’ignition (…) Nous pensons que si nous poursuivons nos efforts, nous avons une chance, mais on ne peut vraiment rien promettre. Nous travaillons dans un laboratoire de recherche, pas dans une centrale électrique“, précise le Dr Hurricane. La fusion est peut-être impossible avec nos technologies actuelles. L’hydrogène doit être chauffé à plusieurs millions de degrés Celcius.

Une installation similaire est en cours de finition en France, le Laser Mégajoule, près de Bordeaux. Elle poursuit les mêmes objectifs que le NIF.  Sa  mise en service, par le Commissariat à l’énergie atomique,  devrait avoir lieu avant la fin de l’année .

Crédit photo : NIF