{"id":10547,"date":"2023-03-19T17:23:51","date_gmt":"2023-03-19T17:23:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/djibouti\/politique\/une-percee-historique-dans-la-fusion-par-laser"},"modified":"2023-03-19T18:28:24","modified_gmt":"2023-03-19T18:28:24","slug":"une-percee-historique-dans-la-fusion-par-laser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/djibouti\/toutes-les-actualites\/une-percee-historique-dans-la-fusion-par-laser","title":{"rendered":"Une perc\u00e9e historique dans la fusion par laser"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Djibouti. <\/strong><\/span>Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir – La Recherche n\u00b0913, date\u0301 mars 2023.<\/p>\n

C’est une avance\u0301e majeure qui vient d’e\u0302tre re\u0301alise\u0301e par le National Ignition Facility (NIF) aux E\u0301tats-Unis, une installation grande comme trois terrains de football, qui abrite le laser le plus puissant au monde et aura cou\u0302te\u0301 3,5 milliards de dollars. Voila\u0300 soixante-dix ans en effet que la communaute\u0301 scientifique cherchait a\u0300 produire en laboratoire et de manie\u0300re contro\u0302le\u0301e l'\u00a0\u00bbignition par fusion\u00a0\u00bb, un phe\u0301nome\u0300ne qui se de\u0301roule aussi bien au c\u0153ur des e\u0301toiles que dans les armes thermonucle\u0301aires.<\/p>\n

Lors de l’ignition, des noyaux atomiques s’assemblent en libe\u0301rant des quantite\u0301s phe\u0301nome\u0301nales d’e\u0301nergie : suffisamment pour alimenter d’autres re\u0301actions de fusion et que celles-ci s’auto-entretiennent. Elles ge\u0301ne\u0300rent ainsi davantage d’e\u0301nergie qu’elles n’en consomment. Et c’est ce graal que les 200 chercheurs du NIF ont re\u0301ussi a\u0300 atteindre le 5 de\u0301cembre 2022 avec leur gigantesque laser.<\/p>\n

Le re\u0301sultat a e\u0301te\u0301 juge\u0301 si important qu’il a e\u0301te\u0301 de\u0301voile\u0301 par la secre\u0301taire ame\u0301ricaine a\u0300 l’E\u0301nergie Jennifer Granholm depuis Washington. Elle a salue\u0301 un \u00ab\u00a0exploit historique \u00a0\u00bb qui permettra a\u0300 la fois de renforcer la dissuasion nucle\u0301aire des E\u0301tats-Unis et de rapprocher l’humanite\u0301 d’une nouvelle source d’e\u0301nergie \u00ab\u00a0su\u0302re, abondante et respectueuse de l’environnement \u00ab\u00a0. \u00ab\u00a0Me\u0302me si le chemin reste long, les expe\u0301riences du NIF marquent bel et bien un tournant \u00ab\u00a0, estime Greg de Temmerman, chercheur associe\u0301 a\u0300 Mines ParisTech et directeur ge\u0301ne\u0301ral du think tank Zenon Research. Car \u00ab\u00a0elles prouvent que des re\u0301actions de fusion peuvent e\u0302tre utilise\u0301es pour fabriquer de l’e\u0301nergie \u00ab\u00a0, s’enflamme Markus Roth de l’Institut de physique nucle\u0301aire de Darmstadt en Allemagne, qui compare les re\u0301sultats du NIF aux premiers vols contro\u0302le\u0301s et motorise\u0301s de l’histoire de l’aviation, au de\u0301but du 20e sie\u0300cle.<\/p>\n

Seules les re\u0301actions de fission sont actuellement exploite\u0301es pour produire de l’e\u0301nergie nucle\u0301aire. Elles consistent a\u0300 scinder de gros noyaux atomiques – tel l’uranium – en deux fragments plus petits. C’est par ce me\u0301canisme que les centrales nucle\u0301aires ge\u0301ne\u0300rent de l’e\u0301lectricite\u0301, mais occasionnent aussi des de\u0301chets hautement radioactifs. La fusion met en \u0153uvre le processus inverse. Des noyaux le\u0301gers comme l’hydroge\u0300ne et ses diffe\u0301rents isotopes (le tritium et le deute\u0301rium en particulier, qui posse\u0300dent les me\u0302mes proprie\u0301te\u0301s chimiques mais une masse le\u0301ge\u0300rement diffe\u0301rente) s’assemblent pour former un e\u0301le\u0301ment plus lourd, en l’occurrence un noyau d’he\u0301lium, ainsi qu’un neutron tre\u0300s e\u0301nerge\u0301tique.<\/p>\n

Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir – La Recherche n\u00b0913, date\u0301 mars 2023.<\/p>\n

C’est une avance\u0301e majeure qui vient d’e\u0302tre re\u0301alise\u0301e par le National Ignition Facility (NIF) aux E\u0301tats-Unis, une installation grande comme trois terrains de football, qui abrite le laser le plus puissant au monde et aura cou\u0302te\u0301 3,5 milliards de dollars. Voila\u0300 soixante-dix ans en effet que la communaute\u0301 scientifique cherchait a\u0300 produire en laboratoire et de manie\u0300re contro\u0302le\u0301e l'\u00a0\u00bbignition par fusion\u00a0\u00bb, un phe\u0301nome\u0300ne qui se de\u0301roule aussi bien au c\u0153ur des e\u0301toiles que dans les armes thermonucle\u0301aires.<\/p>\n

Lors de l’ignition, des noyaux atomiques s’assemblent en libe\u0301rant des quantite\u0301s phe\u0301nome\u0301nales d’e\u0301nergie : suffisamment pour alimenter d’autres re\u0301actions de fusion et que celles-ci s’auto-entretiennent. Elles ge\u0301ne\u0300rent ainsi davantage d’e\u0301nergie qu’elles n’en consomment. Et c’est ce graal que les 200 chercheurs du NIF ont re\u0301ussi a\u0300 atteindre le 5 de\u0301cembre 2022 avec leur gigantesque laser.<\/p>\n

Le re\u0301sultat a e\u0301te\u0301 juge\u0301 si important qu’il a e\u0301te\u0301 de\u0301voile\u0301 par la secre\u0301taire ame\u0301ricaine a\u0300 l’E\u0301nergie Jennifer Granholm depuis Washington. Elle a salue\u0301 un \u00ab\u00a0exploit historique \u00a0\u00bb qui permettra a\u0300 la fois de renforcer la dissuasion nucle\u0301aire des E\u0301tats-Unis et de rapprocher l’humanite\u0301 d’une nouvelle source d’e\u0301nergie \u00ab\u00a0su\u0302re, abondante et respectueuse de l’environnement \u00ab\u00a0. \u00ab\u00a0Me\u0302me si le chemin reste long, les expe\u0301riences du NIF marquent bel et bien un tournant \u00ab\u00a0, estime Greg de Temmerman, chercheur associe\u0301 a\u0300 Mines ParisTech et directeur ge\u0301ne\u0301ral du think tank Zenon Research. Car \u00ab\u00a0elles prouvent que des re\u0301actions de fusion peuvent e\u0302tre utilise\u0301es pour fabriquer de l’e\u0301nergie \u00ab\u00a0, s’enflamme Markus Roth de l’Institut de physique nucle\u0301aire de Darmstadt en Allemagne, qui compare les re\u0301sultats du NIF aux premiers vols contro\u0302le\u0301s et motorise\u0301s de l’histoire de l’aviation, au de\u0301but du 20e sie\u0300cle.<\/p>\n

Seules les re\u0301actions de fission sont actuellement exploite\u0301es pour produire de l’e\u0301nergie nucle\u0301aire. Elles consistent a\u0300 scinder de gros noyaux atomiques – tel l’uranium – en deux fragments plus petits. C’est par ce me\u0301canisme que les centrales nucle\u0301aires ge\u0301ne\u0300rent de l’e\u0301lectricite\u0301, mais occasionnent aussi des de\u0301chets hautement radioactifs. La fusion met en \u0153uvre le processus inverse. Des noyaux le\u0301gers comme l’hydroge\u0300ne et ses diffe\u0301rents isotopes (le tritium et le deute\u0301rium en particulier, qui posse\u0300dent les me\u0302mes proprie\u0301te\u0301s chimiques mais une masse le\u0301ge\u0300rement diffe\u0301rente) s’assemblent pour former un e\u0301le\u0301ment plus lourd, en l’occurrence un noyau d’he\u0301lium, ainsi qu’un neutron tre\u0300s e\u0301nerge\u0301tique.<\/p>\n

Ce sont des re\u0301actions de ce type qui alimentent et font briller le Soleil, lequel fusionne 620 millions de tonnes d’hydroge\u0300ne chaque seconde. L’astrophysicien anglais Arthur Eddington a e\u0301te\u0301 le premier, en 1920, a\u0300 en sugge\u0301rer l’existence. Et a\u0300 envisager que l’humanite\u0301 puisse utiliser ces re\u0301actions \u00ab\u00a0a\u0300 ses propres fins et disposer d’une source ine\u0301puisable d’e\u0301nergie \u00a0\u00bb si elles e\u0301taient un jour mai\u0302trise\u0301es. Un re\u0302ve o\u0302 combien difficile a\u0300 concre\u0301tiser ! Car les noyaux atomiques n’ont aucune disposition naturelle a\u0300 s’assembler. Dote\u0301s d’une charge e\u0301lectrique positive, ils tendent pluto\u0302t a\u0300 se repousser les uns les autres en raison des interactions e\u0301lectrostatiques.<\/p>\n

Pour permettre ce mariage force\u0301, des conditions aussi extre\u0302mes que particulie\u0300res se re\u0301ve\u0300lent ainsi ne\u0301cessaires. Elles sont atteintes dans les re\u0301gions centrales du Soleil, ou\u0300 l’attraction gravitationnelle de l’astre confine les particules en les empe\u0302chant de se disperser. La tempe\u0301rature de\u0301passe en outre 10 millions de degre\u0301s. La matie\u0300re se trouve alors totalement ionise\u0301e, formant une soupe de noyaux atomiques et d’e\u0301lectrons que les physiciens appellent un plasma. Or, dans pareille fournaise, l’agitation thermique est si importante qu’elle permet a\u0300 des myriades de noyaux d’entrer en collision et finalement de s’assembler.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Les travaux visant a\u0300 utiliser la fusion comme une source d’e\u0301nergie ont de\u0301bute\u0301 au milieu du 20e sie\u0300cle, rappelle Greg de Temmerman , paralle\u0300lement aux programmes militaires ame\u0301ricains et sovie\u0301tiques qui font exploser les premie\u0300res armes thermonucle\u0301aires, en 1952 et 1953 respectivement. \u00a0\u00bb De\u0301nomme\u0301es aussi bombes H, ces dernie\u0300res contiennent un de\u0301tonateur a\u0300 fission qui, en explosant, comprime tre\u0300s fortement un combustible d’hydroge\u0300ne et e\u0301le\u0300ve la tempe\u0301rature a\u0300 100 millions de degre\u0301s. De quoi de\u0301clencher des re\u0301actions de fusion et libe\u0301rer une e\u0301nergie 1000 fois plus importante qu’avec les bombes a\u0300 fission ayant ane\u0301anti les villes japonaises de Hiroshima et de Nagasaki en 1945. Comment la domestiquer pour des applications civiles et industrielles ?<\/p>\n

\u00ab\u00a0C’est une immense gageure, souligne Greg de Temmerman, sachant que la fusion ne\u0301cessite des conditions extre\u0302mes et ne sera profitable que si elle libe\u0300re davantage d’e\u0301nergie qu’il n’en faut pour la provoquer. \u00a0\u00bb Une technique se de\u0301veloppe dans les anne\u0301es 1950. Elle consiste a\u0300 chauffer et faire fusionner un plasma par des rayonnements micro-ondes, tout en le confinant avec de puissants champs magne\u0301tiques. La plupart des re\u0301acteurs conc\u0327us a\u0300 cet effet sont appele\u0301s tokamaks. Plus de 200 ont e\u0301te\u0301 e\u0301rige\u0301s a\u0300 ce jour, le plus ambitieux – Iter – e\u0301tant en construction dans le sud-est de la France.<\/p>\n

Les avantages de la fusion<\/b><\/p>\n

Les re\u0301actions de fusion entre des noyaux de tritium et de deute\u0301rium (deux isotopes de l’hydroge\u0300ne) apporteraient d’immenses be\u0301ne\u0301fices si on parvenait a\u0300 les mai\u0302triser. Elles libe\u0300rent une e\u0301nergie 10 millions de fois supe\u0301rieure a\u0300 celle d’une re\u0301action chimique telle que la combustion du charbon, du pe\u0301trole ou du gaz, et quatre fois plus que les re\u0301actions de fission nucle\u0301aire. Contrairement a\u0300 celles-ci, elles n’engendrent pas de de\u0301chets radioactifs de haute activite\u0301 a\u0300 vie longue et ne pre\u0301sentent aucun risque d’emballement. Elles ne libe\u0300rent aucun gaz a\u0300 effet de serre ; et le combustible pourrait e\u0302tre directement Tritium Neutron fabrique\u0301 par des centrales a\u0300 fusion.<\/p>\n

Un laboratoire implique\u0301 dans le de\u0301veloppement de la bombe H<\/b><\/p>\n

Une autre strate\u0301gie est pre\u0301sente\u0301e en 1972 par John Nuckolls, physicien au Laboratoire national Lawrence-Livermore (LLNL) en Californie (E\u0301tats-Unis), tre\u0300s implique\u0301 dans le de\u0301veloppement des bombes H ame\u0301ricaines. Son ide\u0301e : utiliser la technologie des lasers, invente\u0301e une dizaine d’anne\u0301es auparavant, pour allumer un plasma d’hydroge\u0300ne a\u0300 de toutes petites e\u0301chelles d’espace et de temps. L’e\u0301nergie concentre\u0301e dans des impulsions lumineuses chaufferait intense\u0301ment, en effet, de minuscules capsules recelant un combustible fusible. Leurs enveloppes externes seraient alors aussito\u0302t vaporise\u0301es, \u00ab\u00a0ce qui expulserait des gaz autour des capsules tout en comprimant tre\u0300s violemment leurs re\u0301gions internes – un peu comme dans les tuye\u0300res d’une fuse\u0301e \u00ab\u00a0, indique Dimitri Batani, chercheur au Centre lasers intenses et applications de l’universite\u0301 de Bordeaux. Or, cette implosion extre\u0302mement rapide pourrait engendrer des niveaux de pression et de tempe\u0301rature plus importants qu’au c\u0153ur du Soleil, de\u0301clenchant ainsi des re\u0301actions de fusion. Maintenues uniquement par les forces de compression et l’inertie du syste\u0300me, elles ne dureraient toutefois qu’un tre\u0300s court laps de temps.<\/p>\n

Mais alors que John Nuckolls imagine que des lasers d’une e\u0301nergie de plusieurs milliers de joules permettraient d’amorcer la fusion et me\u0302me d’atteindre l’ignition, ceux-ci vont se re\u0301ve\u0301ler nettement insuffisants. Des lasers hors norme – des centaines voire des milliers de fois plus e\u0301nerge\u0301tiques – seront de fait ne\u0301cessaires. Et c’est pour les besoins d’institutions militaires que de telles machines seront en premier lieu finance\u0301es et construites, en raison du Traite\u0301 d’interdiction comple\u0300te des essais nucle\u0301aires signe\u0301 a\u0300 l’ONU en 1996. Objectif : \u00ab\u00a0Re\u0301aliser des expe\u0301riences de fusion associe\u0301es a\u0300 de puissants moyens de calcul, afin de garantir la fiabilite\u0301 des te\u0302tes nucle\u0301aires uniquement par des simulations nume\u0301riques \u00ab\u00a0, explique Greg de Temmerman.<\/p>\n

Les plus puissants instruments de ce type se trouvent aux E\u0301tats-Unis et en France. Co\u0302te\u0301 ame\u0301ricain, il s’agit donc du NIF, implante\u0301 au LLNL ; et pour la France du Laser Me\u0301gajoule (LMJ), ge\u0301re\u0301 par la direction des applications militaires du Commissariat a\u0300 l’e\u0301nergie atomique et des e\u0301nergies renouvelables (CEA), a\u0300 30 kilome\u0300tres de Bordeaux. \u00ab\u00a0Ces installations se ressemblent beaucoup \u00ab\u00a0, note Erik Lefebvre, qui pilote les expe\u0301riences laser-plasma au LMJ. Elles visent, toutes deux, a\u0300 faire converger pre\u0300s de 200 faisceaux de tre\u0300s haute puissance vers un cylindre en or de la taille d’un de\u0301 a\u0300 coudre.<\/p>\n

Cette cavite\u0301 e\u0301met alors des rayons X en son sein, qui servent eux-me\u0302mes a\u0300 chauffer et faire imploser des capsules sphe\u0301riques contenant des isotopes de l’hydroge\u0300ne (voir l’infographie ci-dessous). Si le fonctionnement du NIF et du LMJ est tre\u0300s similaire, les Ame\u0301ricains ont be\u0301ne\u0301ficie\u0301 de moyens plus importants et progresse\u0301 plus vite. Leur objectif, en outre, e\u0301tait d’achever la machine avant de de\u0301marrer les expe\u0301riences, alors que le LMJ monte peu a\u0300 peu en re\u0301gime en alternant prises de donne\u0301es et phases d’assemblage. Il ne sera ainsi pleinement ope\u0301rationnel qu’en 2026, le NIF ayant pu l’e\u0302tre de\u0300s 2009.<\/p>\n

Les chercheurs ont du\u0302 progresser empiriquement<\/b><\/p>\n

\u00ab\u00a0Au de\u0301part tre\u0300s optimistes, les Ame\u0301ricains pensaient atteindre l’ignition en deux ou trois ans \u00ab\u00a0, signale Erik Lefebvre. Mais le chemin s’est re\u0301ve\u0301le\u0301 bien plus long et laborieux. \u00ab\u00a0Les pre\u0301dictions the\u0301oriques qui de\u0301terminaient les parame\u0300tres expe\u0301rimentaux et devaient nous guider vers l’ignition e\u0301taient beaucoup trop impre\u0301cises \u00ab\u00a0, la\u0302che Se\u0301bastien Le Pape, qui a participe\u0301 aux expe\u0301riences du NIF de 2009 a\u0300 2019 avant de rejoindre le Laboratoire pour l’utilisation des lasers intenses a\u0300 Palaiseau. Les chercheurs ont du\u0302 progresser ainsi empiriquement.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Avec souvent le sentiment d’e\u0302tre au milieu de la nuit, se reme\u0301more Se\u0301bastien Le Pape. A\u0300 l’issue d’un tir de laser, nous e\u0301tions totalement de\u0301c\u0327us trois fois sur cinq, mais les autres fois nous faisions un pas dans la bonne direction. \u00a0\u00bb La premie\u0300re difficulte\u0301 concernait la ge\u0301ome\u0301trie des implosions. Celles-ci n’e\u0301taient pas parfaitement syme\u0301triques, ce qui occasionnait des pertes d’e\u0301nergie, mais le proble\u0300me a pu e\u0302tre re\u0301solu en modulant les proprie\u0301te\u0301s des lasers.<\/p>\n

Les implosions suscitaient e\u0301galement des instabilite\u0301s hydrodynamiques \u00ab\u00a0qui croissaient trop vite et injectaient du mate\u0301riel froid au sein du plasma \u00ab\u00a0, de\u0301taille le chercheur. La\u0300 encore, c’est en ajustant les caracte\u0301ristiques des faisceaux que la difficulte\u0301 a e\u0301te\u0301 surmonte\u0301e, entre 2013 et 2016. Puis une e\u0301tape cruciale a e\u0301te\u0301 franchie lorsque le NIF a modifie\u0301 l’enveloppe des capsules, en utilisant non plus des polyme\u0300res mais un me\u0301lange trois fois plus dense de diamant et de tungste\u0300ne. La dure\u0301e des impulsions a pu e\u0302tre abaisse\u0301e ainsi de 21 a\u0300 8 milliardie\u0300mes de seconde, en concentrant davantage encore l’e\u0301nergie des faisceaux.<\/p>\n

Une tempe\u0301rature porte\u0301e a\u0300 120 millions de degre\u0301s<\/b><\/p>\n

Tous ces efforts ont fini par payer. En aou\u0302t 2021, le NIF re\u0301alisait un tir extre\u0302mement pre\u0301cis de 1,92 million de joules (me\u0301gajoules). \u00ab\u00a0Pendant un bref instant, l’accroissement de tempe\u0301rature produit par les re\u0301actions de fusion e\u0301tait alors plus rapide que les pertes cause\u0301es par les processus de rayonnement et de conduction thermique \u00ab\u00a0, indique Erik Lefebvre. L’e\u0301nergie de\u0301gage\u0301e par les neutrons atteignait 1,37 me\u0301gajoule, soit un \u00ab\u00a0gain\u00a0\u00bb de 0,71.<\/p>\n

C’e\u0301tait certes le\u0301ge\u0300rement mieux que le record (0,67) de\u0301tenu depuis 1977 par le tokamak britannique JET (Joint European Torus). Mais il restait a\u0300 de\u0301montrer, pour le NIF, qu’un gain supe\u0301rieur a\u0300 1 e\u0301tait atteignable. Et ce jalon a pu e\u0302tre de\u0301passe\u0301 en de\u0301cembre 2022, en augmentant de 8 % l’e\u0301nergie des lasers. Porte\u0301e a\u0300 2,05 me\u0301gajoules, elle a de\u0301clenche\u0301 suffisamment de re\u0301actions de fusion pour e\u0301lever la tempe\u0301rature a\u0300 120 millions de degre\u0301s et libe\u0301rer 3,15 me\u0301gajoules. Soit un gain de 1,53 : jackpot !<\/p>\n

\u00ab\u00a0La fusion nucle\u0301aire ressemble un peu a\u0300 une avalanche, juge Dimitri Batani. Il est tre\u0300s difficile de la faire de\u0301marrer, mais une fois que certains seuils sont franchis, les effets deviennent aussi rapides que spectaculaires. \u00a0\u00bb En poussant leur machine au maximum de ses capacite\u0301s, le NIF espe\u0300re produire ainsi 5 me\u0301gajoules d’e\u0301nergie d’ici a\u0300 trois ans, puis 10 me\u0301gajoules en 2028.<\/p>\n

Reste a\u0300 faire sauter quelques verrous technologiques<\/b><\/p>\n

Le bilan global restera toutefois encore largement de\u0301ficitaire… car les lasers du NIF engloutissent eux-me\u0302mes 322 me\u0301gajoules d’e\u0301lectricite\u0301 pour fonctionner ! Sans compter qu’une centrale a\u0300 fusion ne\u0301cessiterait des gains supe\u0301rieurs a\u0300 100 pour produire de l’e\u0301lectricite\u0301 a\u0300 un cou\u0302t acceptable, selon les calculs des physiciens. Et au moins dix tirs lasers par seconde, alors que le NIF n’en effectue au maximum que trois par jour.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Cette installation a certes e\u0301te\u0301 conc\u0327ue pour les besoins de l’arme\u0301e ame\u0301ricaine, insiste Greg de Temmerman. Pas pour produire de l’e\u0301nergie. \u00a0\u00bb Me\u0302me si l’ignition constitue a\u0300 cette fin une e\u0301tape indispensable, elle est donc loin d’e\u0302tre suffisante, de nombreux verrous technologiques devant encore e\u0302tre leve\u0301s. L’une des cle\u0301s consistera a\u0300 apprendre a\u0300 se passer de la cavite\u0301 produisant des rayons X. \u00ab\u00a0Ce dispositif a e\u0301te\u0301 choisi par le NIF et le LMJ car il se rapproche du fonctionnement des bombes H et que les instabilite\u0301s hydrodynamiques sont plus facilement contro\u0302lables \u00ab\u00a0, pre\u0301cise Dimitri Batani. Mais la conversion de l’e\u0301nergie laser en rayons X entrai\u0302ne d’e\u0301normes de\u0301perditions, de plus de 80 %. \u00ab\u00a0Une centrale a\u0300 fusion devra donc ne\u0301cessairement irradier les cibles de manie\u0300re directe \u00ab\u00a0, affirme l’expert, une technique expe\u0301rimente\u0301e en particulier par le laser Omega de l’Universite\u0301 de Rochester, dans l’E\u0301tat de New York.<\/p>\n

Les nouvelles technologies laser permettront d’accroi\u0302tre e\u0301galement la fre\u0301quence et la puissance des tirs. Conc\u0327us dans les anne\u0301es 1990, les instruments du NIF produisent des faisceaux lumineux d’une longueur d’onde bien pre\u0301cise avec un rendement e\u0301nerge\u0301tique de seulement 0,5 %. Or, les lasers de\u0301veloppe\u0301s ces dernie\u0300res anne\u0301es a\u0300 l’aide de diodes le font de\u0301sormais avec une efficacite\u0301 de 10 % – jusqu’a\u0300 20 % en the\u0301orie – tout en augmentant la cadence de tirs a\u0300 un par minute. Tel est le cas, par exemple, du laser Aton du programme europe\u0301en Extreme Light Infrastructure, installe\u0301 depuis 2019 en Re\u0301publique tche\u0300que. Et c’est avec cette nouvelle classe de lasers que la start-up germano-ame\u0301ricaine Focused Energy entend construire des re\u0301acteurs a\u0300 fusion de plus en plus performants jusqu’au stade industriel.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Nous comptons fabriquer un premier prototype en 2026, obtenir un gain de 30 en 2029, puis effectuer dix tirs par seconde en 2037 avec une machine commerciale baptise\u0301e Quasar \u00ab\u00a0, annonce ainsi Markus Roth, directeur scientifique de cette entreprise fonde\u0301e en 2021 avec d’anciens chercheurs du LLNL. \u00ab\u00a0On peut avoir des doutes sur les calendriers communique\u0301s par les nombreuses start-up qui se cre\u0301ent actuellement dans le domaine de la fusion \u00ab\u00a0, tempe\u0300re Erik Lefebvre. Mais il est clair que celui-ci be\u0301ne\u0301ficie d’un fort engouement – aussi bien pour la fusion par laser qu’avec des tokamaks – qui n’existait pas il y a dix ans. \u00ab\u00a0Les crises climatique et e\u0301nerge\u0301tique sont certes passe\u0301es par la\u0300 \u00ab\u00a0, observe Erik Lefebvre. Et les avance\u0301es scientifiques sont re\u0301elles. La perce\u0301e du NIF galvanise ainsi l’ensemble du secteur, ou\u0300 les financements et nouveaux projets affluent afin de concre\u0301tiser le re\u0302ve d’Eddington.<\/p>\n

L’espoir d’une filie\u0300re sans de\u0301chets<\/b><\/p>\n

D’autres atomes que l’hydroge\u0300ne pourraient e\u0302tre utilise\u0301s dans des re\u0301acteurs a\u0300 fusion. Les recherches se concentrent, en particulier, sur les re\u0301actions entre l’hydroge\u0300ne et le bore – e\u0301le\u0301ment aussi inoffensif qu’abondant. Elles ne ge\u0301ne\u0300rent que des noyaux d’he\u0301lium et pas de neutrons, donc aucun de\u0301chet nucle\u0301aire active\u0301 par ceux-ci. Le proble\u0300me, c’est qu’elles ne\u0301cessitent des tempe\u0301ratures dix fois plus e\u0301leve\u0301es qu’avec des atomes d’hydroge\u0300ne… soit pre\u0300s d’un milliard de degre\u0301s ! Des start-up comme l’allemande Marvel Fusion ou l’australienne HB11 Energy de\u0301veloppent toutefois des proce\u0301de\u0301s qui permettraient de s’en abstraire gra\u0302ce a\u0300 des impulsions laser ultracourtes.<\/p>\n

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Africa-Press – Djibouti. Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir – La Recherche n\u00b0913, date\u0301 mars 2023. 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