« On reproduit l’énergie du Soleil » : cette percée de Durham sur la fusion qui bouleverse la science mondiale

La récente réussite des scientifiques de l’Université de Durham marque un tournant significatif dans le domaine de l’énergie de fusion. Leur programme de vérification des matériaux supraconducteurs, l’un des plus vastes jamais réalisés, revêt une importance cruciale pour le réacteur ITER. Ce projet ambitieux, le plus grand au monde en matière d’énergie de fusion, vise à démontrer la faisabilité de cette technologie révolutionnaire. À travers des méthodes de test innovantes, les chercheurs ont non seulement confirmé la qualité essentielle des fils supraconducteurs, mais ont également posé les bases d’un chemin plus fiable vers l’énergie de fusion pratique.

L’énergie de fusion : une révolution énergétique en devenir

L’énergie de fusion est souvent qualifiée de « saint Graal » de l’énergie propre. Contrairement à la fission, qui divise les atomes dans les centrales nucléaires actuelles, la fusion assemble des noyaux atomiques légers en des noyaux plus lourds. Ce processus libère une énorme quantité d’énergie. La réaction de fusion est similaire à celle qui alimente le Soleil, où la pression et les températures extrêmes fusionnent les atomes d’hydrogène en hélium. Si cette réaction est maîtrisée sur Terre, elle pourrait offrir une source d’énergie quasiment illimitée. Les combustibles comme le deutérium, extrait de l’eau de mer, sont abondants. De plus, cette énergie ne produirait aucune émission de carbone, devenant ainsi une solution clé pour lutter contre le changement climatique. Enfin, elle génèrerait peu de déchets radioactifs, sans les dangers à long terme associés à l’énergie nucléaire conventionnelle.

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ITER : Un projet monumental pour exploiter l’énergie du Soleil

ITER, le Réacteur Thermonucléaire Expérimental International, est en cours de construction dans le sud de la France. Il représente l’expérience de fusion la plus importante et la plus ambitieuse jamais réalisée. L’objectif est de démontrer une fusion soutenue à une échelle inédite. Le cœur du réacteur ITER confine du plasma, un gaz électriquement chargé et ultra-chaud, à des températures dépassant celles du noyau solaire. Pour ce faire, l’appareil utilise d’immenses aimants supraconducteurs capables de générer des champs magnétiques parmi les plus puissants jamais créés. La fiabilité de ces aimants dépend des fils supraconducteurs qu’ils contiennent. Vérifier leurs performances est donc essentiel pour le succès d’ITER.

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Le rôle de l’Université de Durham dans le système magnétique d’ITER

En 2011, l’Université de Durham a été choisie comme l’un des laboratoires de référence officiels pour ITER en Europe. Sous la direction du professeur Damian Hampshire et du Dr Mark Raine, l’équipe a développé des méthodes spécialisées pour tester les fils supraconducteurs en niobium-étain (Nb₃Sn) et en niobium-titane (Nb–Ti). Au cours de plus d’une décennie de recherche, l’équipe a traité et testé 5 500 échantillons de fils, effectué 13 000 mesures distinctes, et soumis les fils Nb₃Sn à des traitements thermiques au-delà de 650°C. Les résultats ont offert des aperçus sans précédent sur les performances des matériaux et la fiabilité des tests, garantissant que chaque brin répond aux normes rigoureuses de l’environnement exigeant d’ITER.

Une avancée dans les méthodes de test

Un des résultats les plus significatifs du projet a été une approche statistique pour valider les fils Nb₃Sn, qui sont modifiés de manière permanente pendant les tests. Les scientifiques de Durham ont démontré que les mesures de brins adjacents dans différents laboratoires peuvent servir de substituts précis. Cela garantit à la fois une rentabilité et une cohérence des résultats. Cette avancée renforce non seulement la confiance dans le système magnétique d’ITER, mais établit également une nouvelle norme pour la manière dont les matériaux supraconducteurs doivent être testés dans le monde entier.

La course mondiale pour la puissance de fusion

Le travail de Durham survient à un moment où la dynamique en faveur de l’énergie de fusion s’accélère à l’échelle mondiale. ITER vise son premier plasma en 2035, mais des entreprises privées poussent pour des percées commerciales encore plus tôt. Helion Energy a déjà conclu un accord avec Microsoft pour fournir de l’électricité issue de la fusion dès 2028. Commonwealth Fusion Systems, soutenu par Google, a sécurisé des commandes anticipées pour 200 mégawatts de puissance de fusion dans les années 2030. Le gouvernement britannique a promis 2,5 milliards de livres pour la recherche sur la fusion et développe son propre réacteur prototype, STEP, sur un ancien site charbonnier à Nottinghamshire. Cet investissement international croissant souligne la course pour transformer la fusion en une réalité commerciale.

Alors que la quête pour maîtriser l’énergie de fusion se poursuit, une question demeure : comment les avancées dans la vérification des matériaux supraconducteurs influenceront-elles le développement futur de cette technologie prometteuse ?