- Une nouvelle avancée dans la recherche sur la fusion a été réalisée dans la plus grande machine de fusion du monde, le Joint European Torus (JET) à Culham, près d'Oxford au Royaume-Uni.
- La quantité record d'énergie de fusion générée, 59 Mégajoules, confirme le potentiel de la fusion nucléaire.
- Les résultats obtenus sont conformes aux prédictions théoriques. Ces résultats renforcent les arguments en faveur du futur dispositif de fusion ITER.
- L'énergie de fusion est la promesse d'un approvisionnement énergétique sûr, efficace et à faible émission de carbone dans le futur.
Les résultats révolutionnaires annoncés aujourd'hui constituent la démonstration la plus impressionnante en 25 ans du potentiel de la fusion pour fournir une énergie sûre, durable et à faible émission de carbone pour l'avenir.
Une collaboration intense entre 4 800 scientifiques, ingénieurs, techniciens et étudiants de toute l'Europe a permis de générer une énergie de fusion record de 59 mégajoules dans le Joint European Torus (JET).
Ce succès constitue une avancée majeure dans la réalisation de l'énergie de fusion en tant que source d'énergie sûre, efficace et à faible émission de carbone. Lentement mais sûrement, nous assistons à l’émergence d’une technologie qui devrait apporter une solution partielle ou totale au problème énergétique imminent et aux graves problèmes environnementaux qui y sont associés.
Ce nouveau record au JET, le plus grand tokamak opérationnel au monde, situé au laboratoire de l'UKAEA (UK Atomic Energy Authority) à Culham près d'Oxford, fait plus que doubler le précédent record d'énergie de fusion atteint en 1997. Ce record est le résultat d'une campagne expérimentale dédiée à la préparation du lancement du projet international ITER. Il démontre également les progrès de la recherche sur la fusion au cours des vingt dernières années.
Les résultats scientifiques obtenus et la quantité record d'énergie de fusion générée dans ces expériences constituent une motivation importante pour ITER, la version plus grande et plus avancée du JET. La machine de fusion ITER est en cours de construction dans le sud de la France. Sept nations y coopèrent : la Chine, l'Union européenne, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Russie et les États-Unis. Le projet ITER vise à démontrer la faisabilité scientifique et technologique de l'énergie de fusion.
Ce succès constitue une avancée majeure dans la réalisation de l'énergie de fusion en tant que source d'énergie sûre, efficace et à faible émission de carbone. Lentement mais sûrement, nous assistons à l’émergence d’une technologie qui devrait apporter une solution partielle ou totale au problème énergétique imminent et aux graves problèmes environnementaux qui y sont associés.
Le Dr Bernard Bigot, directeur général d'ITER, déclare :
"Une expérience de fusion du deutérium et du tritium avec cette grande puissance de fusion - presque à l'échelle industrielle - est une incitation claire pour tous ceux qui participent à la recherche internationale sur la fusion. Les résultats du JET renforcent la confiance dans le fait que nous sommes sur la bonne voie avec ITER".
Tony Donné, directeur du consortium EUROfusion, précise :
"Ce résultat est l’accomplissement de nombreuses années de préparation par les chercheurs du consortium EUROfusion. Ce bilan, et plus important encore, les leçons que nous avons tirées du processus de fusion dans ces conditions et la façon dont les prédictions théoriques ont été confirmées, montrent que nous sommes sur la bonne voie vers la réalisation pratique de l'énergie de fusion comme source d'énergie. Maintenant que nous avons démontré la production continue d'énergie de fusion pendant cinq secondes, cela ouvre la voie à une production continue de cinq minutes, puis de cinq heures, à mesure que les machines de fusion deviennent plus grandes.
"C'est un grand moment pour l'ensemble de la communauté de la fusion. Surtout, l'expérience opérationnelle que nous avons acquise dans des conditions réalistes nous rend très confiants pour la prochaine phase d'expérimentation d'ITER et d'EU DEMO, un réacteur commercial européen dont les plans sont en cours d'élaboration et qui, pour la première fois, fournira de l'électricité issue de la fusion au réseau."
Ian Chapman, PDG de l'UKAEA, ajoute :
"Ces résultats révolutionnaires nous ont permis de faire un grand pas en avant vers la résolution de l'un des plus grands défis scientifiques et techniques. C'est le couronnement de plus de 20 ans de recherche et d'expérimentation par des scientifiques de toute l'Europe.
"Il est clair que de grands changements sont nécessaires pour faire face aux conséquences du changement climatique, et la fusion offre de nombreuses possibilités pour y parvenir. Nous développons une nouvelle technologie pour créer une source d'énergie durable à faible émission de carbone, avec un grand potentiel pour notre planète et les générations futures. Ce monde a désespérément besoin de l'énergie de fusion."
Volker Naulin, chef du département scientifique d'EUROfusion, apporte des précisions :
"Cette campagne expérimentale sur le JET a été mise en place par le consortium EUROfusion pour préparer de manière optimale le démarrage d'ITER. Des résultats très importants ont été obtenus sur les processus physiques qui joueront un rôle dans ITER, ce qui permet également de préparer la prochaine génération de chercheurs dans le domaine de la fusion. Ces expériences confirment les prédictions théoriques et renforcent les chances de succès de l’exploitation future de ITER. Les résultats constituent une base importante pour les décisions à prendre pour la conception d'EU DEMO, une centrale européenne à fusion pour la production d'électricité, en tant qu'élément clé de l'approvisionnement en énergie à faible teneur en carbone à long terme".
Informations supplémentaires
Fusion
La fusion nucléaire est la source d'énergie du soleil et des étoiles. Il s'agit d'un processus dans lequel les noyaux atomiques fusionnent, ce qui est totalement différent de la fission nucléaire.. Lorsque des atomes légers fusionnent entre eux pour former des atomes plus lourds, une grande quantité d'énergie est libérée. Dans les réacteurs sur Terre, quelques grammes d'hydrogène sont chauffés à au moins 150 millions de degrés, soit dix fois plus que le centre du soleil. Dans ces conditions extrêmes, le combustible se transforme en plasma et des réactions de fusion ont lieu.
La fusion nucléaire présente un grand potentiel en tant que source d'énergie à faible teneur en carbone. Elle est sûre et respectueuse de l'environnement, et le combustible est disponible en abondance sur Terre. Par kg de combustible, on libère dix millions de fois plus d'énergie qu'en brûlant du charbon, du pétrole ou du gaz. L'énergie libérée dans une future centrale de fusion commerciale sera utilisée pour produire de l'électricité.
Le potentiel de l'énergie de fusion
La fusion, le processus qui alimente les étoiles comme notre soleil depuis des milliards d'années, promet d'être une source pratiquement illimitée d'électricité verte sur Terre à long terme. Le processus utilise de petites quantités de combustible qui peuvent être extraites de matériaux bon marché. Les atomes d'hydrogène, et leurs isotopes, sont fusionnés en hélium à haute température, libérant une énorme quantité d'énergie sous forme de chaleur. Le processus de fusion n'est pas basé sur une réaction en chaîne et ne peut donner lieu à une libération incontrôlée d'énergie.
Le JET : une machine expérimentale d'une importance unique
La plus grande machine de fusion au monde est le Joint European Torus, ou JET en abrégé. Le combustible y est chauffé à des températures d'environ 150 millions de degrés Celsius, soit dix fois plus chaud que le centre du soleil. Le JET est une installation cruciale pour la préparation d'ITER, l'un des plus grands projets de collaboration scientifique au monde. Le JET peut simuler à petite échelle des processus similaires à ceux attendus dans la machine ITER, beaucoup plus grande, et dans les futures centrales de fusion. Le JET est le seul tokamak opérationnel au monde qui peut travailler avec les combustibles que sont le deutérium et le tritium, les combustibles des futurs réacteurs de fusion.
Une entreprise européenne commune
La construction du JET a commencé en 1977 et les premières expériences ont eu lieu en 1982. Le JET a débuté comme une entreprise commune de la Communauté européenne. La machine est située à Culham, près d'Oxford au Royaume-Uni. Le programme de formation et de recherche EURATOM a contribué à environ 80% des coûts de fonctionnement du JET de 1977 à fin 2021.
Les mégajoules et les mégawatts expliqués
La récente expérience record au JET a produit un total de 59 mégajoules d'énergie par fusion nucléaire sur une période de cinq secondes (la durée maximale des expériences de fusion deutérium-tritium au JET). Au cours de cette expérience, la puissance de fusion moyenne du JET, qui correspond à la quantité d'énergie produite par seconde, était d'environ 11 mégawatts.
Le précédent record d'énergie pour une expérience de fusion remonte à 1997 et a également été réalisé au JET. A cette époque, une énergie de 22 Megajoules a été générée. La puissance de fusion de 16 MW, alors éphémère, n'a pas été dépassée dans les expériences récentes, car l'objectif de ces dernières était plutôt de parvenir à une production continue d'énergie à partir des réactions de fusion.
EUROfusion
EUROfusion est un consortium de 30 instituts de recherche et d'environ 150 universités et entreprises associées provenant de 25 États membres de l'Union européenne, du Royaume-Uni, de la Suisse et de l'Ukraine. Ensemble, ils travaillent sur la machine EU DEMO, qui fournira à l'avenir de l'électricité de fusion au réseau.
Le programme du consortium EUROfusion a deux objectifs principaux :
- la préparation des futures expériences sur la machine ITER en cours de construction
- développement de concepts pour la future centrale de fusion de démonstration européenne EU DEMO.
Pour plus d'informations : https://www.euro-fusion.org/, LinkedIn, Twitter #road2fusion
UKAEA
L'autorité britannique de l'énergie atomique (UKAEA – United Kingdom Atomic Energy Authority) mène des recherches sur la fusion au laboratoire de Culham, près d'Oxford, pour le compte du gouvernement britannique. Outre le JET, la machine de fusion plus petite MAST Upgrade (Mega Amp Spherical Tokamak Upgrade) se trouve dans ce laboratoire.
Plus d'informations : https://www.gov.uk/ukaea. Social Media: @UKAEAofficial
ITER
L'objectif principal d'ITER est de démontrer la faisabilité scientifique et technologique de la fusion. ITER sera construit à Saint-Paul-lez-Durance, dans le sud de la France, et deviendra d'ici quelques années le plus grand dispositif expérimental de fusion au monde.
L'Europe fournit près de la moitié des coûts de construction, tandis que les six autres membres de cette collaboration internationale (la Chine, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Fédération de Russie et les États-Unis) contribuent chacun à hauteur d'environ 10 % des coûts.
Pour plus d'informations : http://www.iter.org/
EURATOM
Le programme de formation et de recherche EURATOM met l'accent sur la recherche dans le domaine de la fusion et sur l'amélioration continue de la sûreté nucléaire, de la sécurité et de la radioprotection.