La fusion nucléaire doit apporter beaucoup d'avantages par rapport à la fission nucléaire utilisée actuellement dans les centrales. Plutôt que d'exploiter l'énergie libérée lors de la destruction de gros atomes en éléments plus petits, on utilise ici le processus des étoiles qui permet de créer des atomes plus gros en agrégeant des atomes plus petits.
L'utilisation des briques les plus simples, à savoir la fusion de dérivés de l'hydrogène pour constituer de l'hélium libère une énorme énergie mais nécessite d'atteindre de très hautes températures pour vaincre les forces répulsives et forcer les éléments constitutifs (protons et neutrons) à se rassembler.
En quête du gain net d'énergie
Une fois la réaction enclenchée, il est possible de générer plus d'énergie que celle utilisée pour amorcer la réaction de fusion. Ce point est au coeur des efforts de développement de futurs réacteurs à fusion nucléaire qui fournit de grandes quantités d'énergie et seront moins polluants que les réacteurs à fission nucléaire.
Le Département américain de l'Energie annonce officiellement qu'une réaction de fusion nucléaire en environnement contrôlé a été réussie le 5 décembre 2022 au sein du laboratoire LNLL (Laboratoire national Lawrence Livermore) avec un dégagement d'énergie plus important que celui qui a été nécessité pour l'amorcer.
L'équipement au sein du NIF du LNLL
Un ensemble de 192 lasers au sein du site du NIF (National Ignition Facility), dont les faisceaux ont été concentrés sur un point unique, ont permis de générer une énergie d'amorçage de 2,05 mégajoules qui en retour a conduit à une fusion nucléaire libérant 3,15 mégajoules. L'énergie excédentaire produite constitue le gain net d'énergie qui fait tout l'intérêt de la fusion nucléaire.
Le processus de l'utilisation de lasers pour atteindre le seuil d'amorçage de la fusion avait été théorisé dès les années 60 mais a nécessité de nombreux travaux pour optimiser les technologies.
Validation de la fusion nucléaire amorcée par laser
Et le succès obtenu ici demandera encore beaucoup de raffinements avant de pouvoir être exploité commercialement mais il constitue une étape importante et une confirmation qui va permettre d'activer des partenariats industriels.
Les données ont été analysées à de multiples reprises pour en confirmer les résultats et il va maintenant falloir trouver un moyen de reproduire l'expérimentation de façon fiable, plus simplement et plus rapidement.
La capsule de combustible sur laquelle se concentrent les faisceaux des lasers
Si elle pouvait trouver une application commerciale, la fusion nucléraire présenterait de nombreux avantages. Elle produit une énergie sans émission de gaz à effet de serre, avec peu de déchets et sans risque d'emballement de la réaction nucléaire, contrairement à la fission.
La technique d'amorçage par laser n'est pas la seule à l'étude. Le projet international ITER, installé à Cadarache (Bouches-du-Rhône), fait par exemple appel à un plasma en combustion atteignant 150 millions de degrés et confiné magnétiquement dans un tore.
