Plusieurs essais ont donné des rendements énergétiques positifs en 2023, un an après le premier succès majeur de la fusion nucléaire.
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Le National Ignition Facility, un laboratoire de pointe
Il y a un an maintenant, en décembre 2022, les scientifiques de la National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory (en Californie) avaient réussi à produire une réaction de fusion nucléaire ayant libéré plus d’énergie qu’elle n’en avait consommé. Un processus nommé « allumage », qui constituait alors une première mondiale.
Il faut savoir que le National Ignition Facility (NIF) n’a pas été construit comme une centrale électrique, mais plutôt comme un centre de recherche permettant de recréer et d’étudier les réactions qui se produisent lors des détonations thermonucléaires.
Le NIF n’exploite pas un réacteur à fusion nucléaire au sens traditionnel de production d’électricité : c’est une installation de recherche conçue pour réaliser la fusion nucléaire dans un environnement ultra contrôlé, à des fins expérimentales et de recherche. C’est un laboratoire où sont développées et testées des technologies de pointe qui devront ensuite être industrialisées.
Comment fonctionne le réacteur de fusion nucléaire du NIF
Le projet développé au NIF utilise 192 faisceaux laser qui « tire » sur une pastille gelée de deutérium et de tritium, deux isotopes de l’hydrogène. Cette pastille est contenue dans une capsule de diamant suspendue à l’intérieur d’un cylindre en or. Lorsque les faisceaux laser frappent la pastille, ça provoque une implosion qui entraîne la fusion des isotopes, créant de l’hélium, et produisant alors une (très) grande quantité d’énergie.
Plusieurs fusions nucléaires positives énergétiquement en 2023
Le 5 décembre 2022, lors de la grande première mondiale réussie, les réactions de fusion avaient généré 54% d’énergie de plus que les faisceaux laser envoyés vers la cible. Un premier rendement très positif, bien qu’expérimental.
Huit mois plus tard, le 30 juillet 2023, l’installation a battu son précédent record en envoyant 2,05 mégajoules d’énergie à la cible et en générant 3,88 mégajoules d’énergie de fusion grâce à l’implosion produite, soit un positif de 89% par rapport à l’énergie d’entrée.
Puis, les scientifiques du NIF ont réussi l’allumage lors de deux nouvelles tentatives, en octobre 2023. Soit trois production positives avérées en 2023.
De plus, les calculs des chercheurs évaluent que deux autres tentatives, en juin et septembre 2023, auraient généré très légèrement plus d’énergie que celle fournie par les lasers, mais pas dans une quantité suffisante pour confirmer « l’allumage ».
D’après les obersvateurs, cette série de succès avérés et théoriques en un an indiquent que le laboratoire est entré dans une nouvelle phase, ayant enfin franchi un objectif poursuivi depuis plus de dix ans.
Encore un long chemin à parcourir
Dans le cadre du protocole testé au NIF, les grands axes de progression sont maintenant à chercher autour la capsule en diamant ou des « minuscules variations » des impulsions laser.
Mais transformer une expérience réussie en laboratoire en procédé industrialisable à grande échelle est une tâche presque plus immense encore.
C’est en particulier le cas autour de l’usage du laser : Le NIF abrite le plus grand laser du monde, mais il est en fait proportionnellement très inefficace : Plus de 99 % de l’énergie utilisée pour une tentative d’allumage est perdue avant d’atteindre la cible…
À long terme, la fusion nucléaire semble l’énergie la plus prometteuse pour succéder à l’énergie nucléaire traditionnelle parmi les sources zéro carbone. Les énergies alternatives comme les panneaux solaires ou les éoliennes n’ayant pas la capacité à alimenter réellement les besoins humains actuels.
