La fusion nucléaire consiste à assembler deux noyaux légers, le plus souvent deutérium (D) et tritium (T), pour former de l’hélium en libérant une énergie considérable : quelques dizaines de kilogrammes de combustible suffisent là où des millions de tonnes de charbon seraient nécessaires. Le deutérium est abondant dans l’eau, mais le tritium est rare et doit être produit, via des réactions impliquant le lithium, au sein même du réacteur.
Des températures extrêmes à maintenir
Pour déclencher la fusion, il faut porter le combustible à l’état de plasma, un gaz ionisé chauffé à environ 150 millions de °C. À ces températures, les noyaux peuvent surmonter leur répulsion électrostatique et fusionner. Le principal défi n’est pas tant d’atteindre cette température mais plutôt de maintenir le plasma suffisamment longtemps et dense pour que les réactions s’auto-entretiennent, condition formalisée par le critère de Lawson.
Le confinement magnétique des tokamaks
Les tokamaks utilisent le confinement magnétique pour maintenir ce plasma extrêmement chaud sans contact avec les parois. Mais le plasma est instable : comme un fluide chauffé, il développe des turbulences qui transportent la chaleur vers l’extérieur et limitent le confinement. Plus l’écart de température entre le centre et le bord est élevé, plus ces turbulences sont fortes.
Repousser les limites du plasma
Une limite empirique, dite limite de Greenwald, contraint la densité maximale du plasma. Au-delà, des instabilités violentes (disruptions) apparaissent : le plasma se déforme, touche la paroi, perd son énergie et peut endommager la structure. Des expériences récentes, notamment sur le tokamak chinois EAST, montrent toutefois qu’il est possible de la dépasser en optimisant les conditions d’allumage et la pureté initiale du plasma.
Vers une fusion contrôlée et viable
Le projet ITER repose sur une idée clé : augmenter la taille du réacteur pour améliorer le confinement. En effet, un tokamak plus grand réduit le gradient de température, donc les turbulences. Parallèlement, de nouvelles méthodes d’allumage, utilisant notamment des micro-ondes pour pré-ioniser le plasma, visent à créer des plasmas plus stables dès le départ. Malgré les défis techniques (matériaux, neutrons, production de tritium), l’enjeu central reste d’atteindre un confinement suffisant pour rendre la fusion énergétiquement viable.
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Les références musicales
Le titre du jour : George Clinton, Atomic DogLe générique de début : Altin Gün, Goca dünyaLe générique de fin : Yin Yin, Pingpxng
Source:
www.radiofrance.fr
