Cette technologie pourrait rendre superflues toutes les sources d’énergie controversées jusqu’à présent, qu’elles soient fossiles ou renouvelables : la fusion nucléaire. Depuis de nombreuses années déjà, des chercheurs du monde entier tentent de maîtriser cette technologie prometteuse.
Le 1er décembre, le Japon a franchi une étape peut-être décisive dans la recherche sur la fusion nucléaire. Des représentants de l’UE et du Japon ont inauguré le « Japan Torus 60 Super Advanced » (JT-60SA), comme l’a informé le Forum nucléaire suisse. Ce réacteur de recherche de type tokamak est considéré comme l’installation expérimentale de fusion la plus puissante au monde.
L’endroit le plus chaud du système solaire pendant 100 secondes
Dans un tel réacteur tokamak, le combustible – généralement de l’hydrogène – est chauffé à très forte température, ce qui permet aux noyaux atomiques de se séparer des électrons qui les entourent. Il en résulte un plasma chargé électriquement. Cet état de la matière est également appelé – après l’état solide, l’état liquide et l’état gazeux – le quatrième état de la matière. Le plasma se trouve généralement dans les soleils ou dans les nuages de gaz de l’espace.
Dans le JT-60SA, l’hydrogène devrait atteindre des températures allant jusqu’à 200 millions de degrés Celsius. C’est plusieurs fois plus chaud qu’à l’intérieur de notre soleil. Un tel cœur de réacteur serait alors, de loin, l’endroit le plus chaud de notre système solaire. Pendant environ 100 secondes, un volume de plasma pouvant atteindre 135 mètres cubes est confiné dans la chambre de combustion en forme de donut. Ce serait un nouveau record pour les grands réacteurs de ce type.
À l’intérieur de l’installation, les noyaux atomiques des molécules d’hydrogène devraient ensuite se rapprocher suffisamment pour fusionner et former de l’hélium. Lors de ce processus de fusion, une partie de leur masse se transforme en énergie thermique. Celle-ci sert à la production d’électricité. Pour cela, des champs magnétiques extrêmement puissants doivent maintenir le plasma au centre de la chambre de combustion pendant le processus de fusion. S’il touchait les parois, il se refroidirait immédiatement et le processus de fusion s’arrêterait instantanément.
Selon un article publié sur le service de messages courts X, les chercheurs ont allumé un feu de plasma dans le réacteur expérimental Tokamak. Le 23 octobre, le JT-60SA avait déjà produit le premier plasma de tokamak.
First images of Japan’s new nuclear fusion reactor (JT-60SA) pic.twitter.com/ifbS4CCBjK
— OMGThatsInteresting (@omg_interesting) December 1, 2023
Un réacteur d’essai pour ITER
Avec le réacteur de 15,5 mètres de haut situé au Japon, les chercheurs ne veulent toutefois pas produire d’énergie. Le JT-60SA doit permettre de répondre à des questions importantes pour la construction et l’exploitation d’ITER. ITER est l’un des projets énergétiques les plus ambitieux dans le domaine de la fusion nucléaire. Il s’agit d’un réacteur de fusion nucléaire construit depuis 2007 près du centre de recherche nucléaire de Cadarache, dans le sud de la France, qui n’a pas encore été mis en service expérimental. ITER est également un projet de recherche international dont l’objectif est de produire de l’électricité à partir de l’énergie de fusion. Dans le sud de la France, 35 nations collaborent à la construction du plus grand réacteur tokamak au monde.
Avec son projet de recherche, ITER veut démontrer qu’il est techniquement et économiquement possible d’utiliser la fusion nucléaire comme source d’énergie. Outre l’UE, le Japon, la Chine, les États-Unis, l’Inde et la Russie participent à ce méga-projet.
En 2025, le réacteur ITER devrait produire du plasma pour la première fois. À partir de 2035, le consortium d’exploitants veut fusionner des noyaux d’hydrogène lourd, c’est-à-dire du deutérium et du tritium. Des retards ne sont toutefois pas à exclure, d’autant plus que la pandémie du Coronavirus et des difficultés techniques ont ralenti le projet. Les chercheurs n’ont toutefois pas encore annoncé de nouveau calendrier.
Le développement du JT-60SA
Au début des années 2000, le Japon visait, selon « futurezone.at« , à devenir un site ITER. Les responsables ont toutefois opté pour la France. En revanche, le Japon a conclu un accord avec l’UE selon lequel le réacteur japonais JT-60 devait être modernisé. Ce réacteur de recherche est à la pointe de la recherche japonaise sur la fusion depuis les années 1980.
Les ingénieurs n’ont reçu que le bâtiment entourant le JT-60. Ils ont rénové le réacteur de fond en comble. D’une hauteur de 15,5 mètres, le JT-60SA représente environ un sixième du volume de l’installation ITER.
Au total, la construction de JT-60SA a duré plus de 15 ans et son coût estimé est d’environ 400 millions d’euros. À l’origine, il était prévu que JT-60SA soit mis en service dès 2016. Mais le tremblement de terre de 2011, qui a également entraîné la catastrophe nucléaire de Fukushima, a provoqué des retards.
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