ASTRO-NOTES : ITER CHERCHE A IMITER LE SOLEIL
Connaissance & Partage
ITER CHERCHE A IMITER LE SOLEIL
Astro-note du 15 juin 2023
Dernier chapitre
Comme on l’a vu lors du chapitre précédent, c’est en Californie que, le 5 décembre 2022, qu’a été franchi le seuil d’ignition qui permet « d’égaler les étoiles » au niveau de la production d’énergie.
Ce jour-là, au moyen de 192 lasers concentrés sur une bille de la taille d’un grain de poivre, l’équipe du National Ignition Facility (NIF) à Livermore, en Californie, est parvenu à produire 3,15 mégajoules d’énergie pour 2,1 injectés. Un rendement de 150 % tenu cependant une infime fraction de seconde.
Selon Alain Bécoulet, il y a deux façons de confiner un plasma (1) pour y enclencher une réaction de fusion nucléaire. La première méthode, mise en ordre au NIF, consiste à le chauffer et le comprimer intensément afin qu’elle se rapproche de ce qui se passe au centre du Soleil. A ceci près que, dans notre étoile, c’est l’énorme masse qui compresse la matière et non des lasers comme dans nos laboratoires.
Selon Alain Bécoulet, « La fusion à confinement inertiel a été développée pour tester la physique des explosions dans les armes nucléaires. Elle n’a aucune vocation à produire de l’énergie en continu. S’appuyer donc sur elle pour concevoir un réacteur me semble très difficile. »
La seconde méthode, dite du confinement magnétique, est celle qui a été choisie par ITER. C’est celle des « tokamaks ». Le mot est une contraction du russe « toroïdalnaïa Kameras magn-itnymi katushkami autrement dit « chambre toroïdale à bobines magnétiques ». C’est l’instrument phare des recherches sur la fusion nucléaire depuis les années 1950. La raison en est simple : pour déclencher une production nette d’énergie par une réaction de fusion dans un plasma, il faut que le produit de sa température, de sa densité et de son temps de confinement dépasse un certain seuil.
Au NIF, l’exploit a été réalisé au prix d’une compression gigantesque de la matière, mais sur un temps très court. Pour bénéficier d’une source d’énergie pérenne, il faudra allonger nettement le temps de confinement du plasma, tout en augmentant sa température afin de compenser une moindre densité. Selon Alain Bécoulet « Pour ITER, on parle d’un plasma à 150 millions de degrés, c’est à dire 10 fois la température au coeur du Soleil. » Bine entendu, aucune bouteille ne peut contenir une substance à une telle température.
Mais comme un plasma est composé de particules chargées, on peut s’appuyer sur des champs magnétiques pour le contrôler. Par exemple, en le faisant tourner en rond dans une chambre toroïdale entourée de bobines. Iter est donc un tokamak mais, et de loin, le plus grand du monde. Perchés à 60 m de haut, deux ponts roulant affichant chacun une capacité de 750 tonnes témoigne des énormes structures qui sont déplacées ici. Le tokamak possède un volume impressionnant. L’un des neuf secteurs de l’instrument déjà en place mesure 30 m de haut sur 30 de large. Une fois terminé, il pèsera 23 000 tonnes, c’est à dire 3 fois la Tour Eiffel.
« Iter n’est pas un réacteur, mais une expérience qui doit démontrer que nous sommes capables de maîtriser un plasma de fusion. » rappelle Alain Bécoulet. « Ce n’est qu’après qu’un prototype pourra être construit. ».
Soyons patients donc !
Bonne lecture
Bob
(1) Sous certaines conditions de température et de pression, la matière forme un plasma, un fluide composé d’ions et d’électrons.