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Le réacteur de fusion nucléaire compact en cours de préparation par le MIT promet d’être prêt bien avant ITER, et aussi beaucoup moins cher

L’itinéraire traité par ITER ne laisse aucun doute: si tout suit son cours et que ni l’investissement ni la résolution réussie des défis posés par cette technologie, la fusion nucléaire commerciale échouera arrivera dans les années 2060. Cette estimation ne repose pas uniquement sur le succès présumé du réacteur de fusion nucléaire déjà en construction dans la ville française de Cadarache, mais aussi sur les projets IFMIF-DONES et DEMO.

Pour atteindre l’état de développement de la fusion nucléaire dans lequel nous nous trouvons actuellement, les scientifiques et techniciens impliqués ont dû résoudre de nombreux défis, certains d’entre eux titanesques, mais des défis notables restent à relever qu’il faut contourner. Les deux domaines qui demandent le plus d’efforts de la part des techniciens sont la stabilisation du plasma confiné à l’intérieur du réacteur grâce à l’action d’un champ magnétique, et le développement de nouveaux matériaux pour le manteau (couverture) qui recouvre la paroi intérieure du réacteur.

Les estimations gérées par le consortium qui gère ITER reflètent que ce réacteur ne fusionnera pas les cœurs de tritium et de deutérium avant 2035

Ce manteau est crucial car il doit être capable de supporter tellement la température très élevée atteinte à l’intérieur du réacteur de fusion nucléaire qu’il touchera le deux cent millions de degrés Celsius, comme l’impact direct des neutrons de haute énergie (14 MeV est une énorme quantité d’énergie) résultant de la fusion de noyaux de deutérium et de tritium.

Trouver la solution à ces défis dépend plus de l’ingénierie que de la physique. Les estimations gérées par le consortium qui gère ITER reflètent que ce réacteur ne fusionnera pas les noyaux de tritium et de deutérium avant 2035, il est donc si surprenant que le MIT (Massachusetts Institute of Technology) ait l’intention de préparer son réacteur expérimental de fusion nucléaire en pas plus de quatre ans.

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L’atout du réacteur SPARC réside dans les supraconducteurs haute température

Martin Greenwald, directeur du centre de fusion nucléaire du MIT, affirme que la conception de son réacteur est conservatrice. Comme ITER, SPARC utilise un réacteur Tokamak, le principe de fonctionnement des deux réacteurs de fusion nucléaire est donc essentiellement le même. Cependant, pour Greenwald, la clé de sa technologie réside dans supraconducteurs à haute température développés par son centre, qui jouent un rôle essentiel dans la génération du champ magnétique nécessaire pour confiner le plasma à l’intérieur du réacteur.

Pour Martin Greenwald, la clé de sa technologie réside dans les supraconducteurs haute température développés par son centre

Il y a quelques jours à peine, le groupe de chercheurs dirigé par Greenwald et les techniciens de Commonwealth Fusion Systems, une spin-off du MIT à la fondation de laquelle Greenwald lui-même a participé, a publié sept articles évalués par des pairs dans le Journal of Plasma Physics dans lequel ils expliquent les clés de leur technologie. Selon ce scientifique, ces articles leur permettent de croire que la stratégie qu’ils ont développée est suffisamment fiable pour démarrer la construction du réacteur SPARC en juin 2021.

Cette reconstitution montre la taille du réacteur de fusion nucléaire ITER par rapport à celle d’une personne.

Mais ce n’est pas tout. Plus surprenant encore que la date de début de sa construction, c’est le moment où ils vont y investir: pas plus de quatre ans selon Greenwald. En fait, Commonwealth Fusion Systems a annoncé qu’au cours des prochains mois, ils confirmeront où ils vont construire le réacteur SPARC. Le peu de temps qui, selon les personnes impliquées dans cette usine, nécessitera sa construction est en grande partie dû à sa taille nettement inférieure à celle d’ITER. L’image de couverture de cet article montre comment il est comparé à une personne, et, en effet, il est beaucoup plus petit qu’ITER (vous pouvez voir ce dernier juste au-dessus de ce paragraphe).

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Greenwald justifie que son réacteur de fusion nucléaire compact peut être nettement plus petit et moins cher que ITER car ses supraconducteurs à haute température sont capables de générer un champ magnétique beaucoup plus fort. Ceci, en théorie, leur permet de recréer à l’intérieur du réacteur les conditions nécessaires pour que la fusion des noyaux de deutérium et de tritium ait lieu de manière plus efficace. Et, en plus, toujours selon ces scientifiques, cela les aide à résoudre les défis de la stabilisation du plasma.

Tout cela sonne bien, et le fait que derrière cette annonce se trouve le MIT, qui est sans aucun doute l’une des universités les plus prestigieuses de la planète, véhicule une certaine confiance. De plus, les articles publiés par Greenwald et ses collaborateurs dans le Journal of Plasma Physics ont été évalués par des pairs, comme je l’ai mentionné, ce qui, encore une fois, augmente sa crédibilité. Pourtant, il est prudent d’être raisonnablement sceptique quant aux progrès de la fusion nucléaire auxquels nous assisterons à court terme. Bien entendu, nous suivrons le développement du réacteur SPARC et vous tiendrons au courant des nouvelles qui viendront sans aucun doute.

Image de couverture | Centre de science et de fusion du plasma MIT
Via | Nouvelles du MIT
Plus d’informations | Centre de science et de fusion du plasma MIT

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