Fusion nucléaire

Plutôt que d'utiliser la fission nucléaire, qui consiste à scinder un noyau d'atome pour obtenir de l'énergie, les chercheurs ont utilisé la fusion entre deux ...

Le 5 décembre 2022, vers 1H du matin, une réaction de fusion nucléaire impliquant 192 lasers a été réalisée au National Ignition Facility, un laboratoire ...

Justement , le National Ignition Facility (NIF), qui dépend du LLNL, est le plus grand système de lasers du monde (il a la taille d'un stade). Sur Terre, ce processus peut être obtenu à l'aide de lasers ultra-puissants (la fusion a lieu aussi au coeur des étoiles). "Dans les livres d'Histoire" : la percée scientifique dont l'annonce a été faite mardi 13 décembre 2022 par les Etats-Unis y trouve directement sa place selon la ministre de l'Energie Jennifer Granholm.

Le Laboratoire national Lawrence Livermore a annoncé ce mardi une «percée scientifique majeure» dans le domaine de la fusion nucléaire.

«C'est une source d'énergie qui est totalement décarbonée, qui génère très peu de déchets, et qui est intrinsèquement extrêmement sûre», résume Erik Lefebvre. Et pour cause, puisque le point qui semble fortement intéresser les scientifiques est aussi l’intérêt écologique de la fusion. «Si jamais il manque quelques lasers qui ne se déclenchent pas au bon moment, ou si jamais le confinement du plasma par le champ magnétique (...) n'est pas parfait» la réaction va tout simplement s'arrêter, explique Érik Lefebvre, chef de projet au Commissariat à l'Energie atomique (CEA). En effet, la fusion nucléaire produit moins de déchets radioactifs que les actuelles centrales. Pour produire une «fusion nucléaire» sur Terre, capable comme la fission d’alimenter une étoile, cela nécessite l’utilisation de lasers ultrapuissants. Actuellement, les centrales nucléaires dans le monde utilisent la fission, qui fonctionne en scindant le noyau d'un atome lourd, libérant ainsi de l'énergie.

Son potentiel est énorme : avec le principe de fusion, la quantité de lithium contenue dans un objet aussi petit qu'un téléphone portable nous permettrait de ...

Il est indispensable de tout faire pour protéger le climat, et ce dès aujourd'hui, et non pas dans dix, vingt ou trente ans. Elle ne produit pas de déchets radioactifs à vie longue et il n'y a aucun risque de fusion du cœur des réacteurs comme à Tchernobyl et Fukushima. «Si cette technologie est perfectionnée, elle offrira une énergie sans carbone à chaque habitant de la Terre, et ce pour des milliers, voire des millions d'années.

La chambre dans laquelle se déroule l'expérience de confinement inertiel par lase © LLNL's National Ignition Facility.

Comme l’a souligné la secrétaire à l’Énergie lors de son allocution ce mardi, le « breakeven » va nourrir les autres expériences et les équipes scientifiques autour du monde. L’installation laser américaine, qui utilise le même dispositif global que celui utilisé par les militaires américains pour simuler et tester les réactions des armes nucléaires américaines (la France utilise un dispositif équivalent avec le laser mégajoule), va probablement obtenir sa propre installation à moyen terme. La bille est contractée à l’extrême, chauffe à des millions de degrés Celsius et finit par atteindre les conditions pour un plasma de fusion. Depuis la fin des années 50 (et après les réussites de fission), les différentes puissances du monde et leurs chercheurs planchent sur le défi de la production d’énergie par fusion. La National Ignition Facility a réussi lors d’un test le 5 décembre à générer 3,15 MJ en injectant une énergie de 2,05 MJ dans le dispositif. Le suspense a duré plusieurs décennies : quelle serait la première équipe à développer une expérience de fusion nucléaire capable de générer plus d’énergie qu’elle n’en reçoit ?

L'énergie nucléaire produite dans les centrales, elle, est le fruit de la fission nucléaire, qui consiste à scinder un noyau atomique lourd, très souvent l' ...

En effet, il faut désormais que les chercheurs soient capables de franchir le seuil d’ignition à nouveau ; pour déployer la fusion nucléaire commerciale, il faut en effet être en mesure d’atteindre ce seuil plusieurs fois par minute. Malgré cette avancée notable, nous sommes encore à « des décennies » de pouvoir exploiter la fusion nucléaire pour créer de l’énergie à grande échelle, selon Kimberly S. De l’énergie est ensuite libérée par ce procédé et surtout, celui-ci est totalement propre ; contrairement à la fission nucléaire, la fusion nucléaire ne produit pas de déchets radioactifs. « Cette étape nous rapproche de la possibilité d'une énergie de fusion abondante sans carbone alimentant notre société. Cela a engendré un flot de particules neutroniques, le produit de la fusion, qui transportaient environ 3 mégajoules d'énergie, soit un gain d'énergie d'un facteur 1,5, c’est-à-dire assez pour franchir le seuil d’ignition de la fusion nucléaire pour la toute première fois. La réaction a frappé la pastille avec 2,05 mégajoules d'énergie, soit l’équivalent de 700 grammes de TNT.

Et il a fallu pour cela les lasers les plus puissants du monde, formant une installation de la taille d'un stade sportif (National Ignition Facility) qui a ...

Pourquoi alors toute cette excitation: à la différence de la fission nucléaire, qui est la source d’énergie des centrales nucléaires, la fusion est restée depuis 60 ans le Saint-Graal de la physique. En août 2022, pour la première fois, l’énergie produite avait atteint le seuil des 70% de l’énergie des lasers. Il ne faut pas s’attendre à ce que la fusion nucléaire joue un rôle significatif dans la production mondiale d’énergie avant les années 2060 ou 2070, [Comme le résume](https://www.livescience.com/fusion-ignition-scientists-skeptical-explained) le physicien australien Ian Lowe dans Live Science, « le gros problème technique est de maintenir une masse de plasma à une température de plusieurs millions de degrés pour permettre la fusion, tout en extrayant assez de chaleur pour fournir assez d’énergie. Il faut rappeler que le National Ignition Facility est une installation conçue pour faire des expériences de physique fondamentale, pas pour produire de l’électricité. Ce qui s’est passé: pour la première fois de l’Histoire, une expérience de fusion nucléaire en laboratoire a produit plus d’énergie qu’il ne lui en a fallu.

Des chercheurs ont annoncé avoir franchi une nouvelle étape dans la fusion nucléaire. Pas de quoi espérer ralentir le changement climatique, ...

[Giec](https://reporterre.net/Le-Giec-prepare-la-sortie-de-son-6%E1%B5%89-rapport-dans-un-climat-extreme)), dédié aux solutions de réduction des émissions de gaz à effet de serre, ne mentionnent pas une seule fois la fusion. Tout ce que la communauté de la fusion a su faire, c’est développer des expériences de laboratoire de plus en plus grosses et complexes, mais sans réellement franchir d’étapes. Le principe de la fusion inertielle, mise en œuvre au sein de ce laboratoire californien, est d’utiliser des faisceaux laser pour exciter et comprimer des billes d’hydrogène, afin de déclencher la fusion. Même s’il faut saluer la prouesse scientifique, elle reste nulle et non avenue dans le débat sur la transition énergétique et la lutte contre le [changement climatique](Qu-est-ce-que-le-rechauffement-climatique). Une technologie qui, contrairement à la fission nucléaire, n’émet pas de déchets radioactifs. L'équipe du National Ignition Facility, en Californie, a réussi à initier une fusion nucléaire avec une production nette d’énergie.

Temps de lecture : 1 min. Le laboratoire Lawrence Livermore ...

D'où la question : cette fusion pourra-t-elle un jour produire de l'électricité au quotidien ? Sous l’effet de la pression et de la chaleur dégagées, les atomes d’hydrogène se sont effectivement rapprochés jusqu’à former de l’hélium et de l'énergie. Revenons au principe de départ : l'énergie de fusion, c’est celle du soleil.

Les équipes du National Ignition Facility (NIF), en Californie, ont montré pour la première fois qu'une réaction de fusion nucléaire pouvait produire une ...

Il y a donc une course entre le refroidissement et le réchauffement : si la température du plasma augmente assez, le taux de réaction augmente, créant encore plus de fusions, et encore plus de chaleur (donc encore plus d’énergie potentielle, ndlr.) La question était : peut-on gagner la course ? Il faut donc bien distinguer le cadre expérimental, dans lequel c’est la quantité d’énergie envoyée sur la capsule de carburant par les lasers qui doit être pris en compte, du cadre de l’application de cette technologie, dans lequel il faut prendre en compte la quantité d’énergie requise pour faire fonctionner ces lasers. C’est finalement Kim Budil qui résume le mieux le long chemin à parcourir avant d’atteindre un degré de maturité technologique compatible avec le déploiement industriel de la fusion nucléaire : « C’est une ignition – stade à partir duquel la réaction de fusion s’auto-entretient, ndlr. Sur Terre, la fusion nucléaire n’est pas un phénomène spontané : de même qu’il ne suffit pas de mettre du bois en présence d’oxygène pour allumer un feu, il faut aux atomes une « allumette » pour lancer la réaction de fusion. D’où le gros avantage de la fusion sur la fission : transformer deux petits atomes très riches en énergie en un seul atome de taille moyenne permet de récupérer énormément d’énergie, alors que transformer un gros atome en deux atomes moyens ne permet de récupérer qu’une « petite » quantité d’énergie. En l’occurrence, il faut des températures si élevées (de l’ordre de la centaine de millions de degrés) que la matière se transforme en plasma. La nature est ainsi faite que l’énergie « contenue » dans un atome d’uranium est supérieure à l’énergie de deux atomes de Barium et de Krypton. Les équipes du National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), en Californie, ont montré pour la première fois qu’une réaction de fusion nucléaire pouvait produire une quantité d’énergie supérieure à celle qu’il a fallu dépenser pour l’initier. Les petits atomes, comme l’hydrogène, ont énormément d’énergie, les atomes de taille moyenne (comme le fer) ont très peu d’énergie, et les gros atomes comme l’uranium ont de l’énergie, mais en quantité bien moindre que les petits atomes. Les équipes du National Ignition Facility (NIF), en Californie, ont montré pour la première fois qu’une réaction de fusion nucléaire pouvait produire une quantité d’énergie supérieure à celle qu’il a fallu dépenser pour l’initier. Les choses sont hélas plus compliquées : l’expérience américaine est une prouesse expérimentale et un grand pas symbolique, mais pas la démonstration que la fusion nucléaire est au seuil de son application industrielle. Ce mardi 13 décembre, le Département américain de l’énergie a mis les petits plats dans les grands pour annoncer « une avancée majeure » dans le domaine de la fusion nucléaire, technologie alimentant tous les fantasmes quant à l’exploitation d’une énergie « abondante, propre et sûre ».

La secrétaire à l'Énergie des États-Unis Jennifer Granholm, avec l'ingénieure Arati Prabhakar et Marvin Adams, administrateur adjoint des programmes de défense ...

Au lieu de lasers, la technique dite de confinement magnétique sera utilisée: les atomes d'hydrogène seront chauffés dans un immense réacteur, où ils seront confinés à l'aide du champ magnétique d'aimants. La fusion présente de nombreux avantages par rapport à la fission : elle ne comporte aucun risque d'accident nucléaire et produit moins de déchets radioactifs. "Nos calculs suggèrent qu'il est possible, avec un système de lasers à grande échelle, d'atteindre un rendement de plusieurs centaines de mégajoules", explique Kim Budil, la directrice du Laboratoire national Lawrence Livermore. Rendre cette solution viable à l'échelle industrielle et commerciale prendra ainsi encore "des décennies" (mais moins de cinq), déclare-t-elle. Actuellement, les centrales nucléaires utilisent la fission, qui fonctionne en scindant le noyau d'un atome lourd, libérant ainsi de l'énergie. L'annonce, qui avait depuis quelques jours déjà fuité dans la presse, provoque l'enthousiasme de la communauté scientifique à travers le monde.

Le gouvernement américain a annoncé mardi une "avancée scientifique majeure" dans le domaine de la fusion nucléaire, considérée comme une future alternative ...

Au lieu de lasers, la technique dite de confinement magnétique sera utilisée: les atomes d'hydrogène seront chauffés dans un immense réacteur, où ils seront confinés à l'aide du champ magnétique d'aimants. Mais pour qu'elle aboutisse vraiment, "cela pourrait encore prendre vingt ou trente ans", a estimé Erik Lefebvre, chef de projet des expériences laser au Commissariat à l'énergie atomique français. Pour Ambrogio Fasoli, directeur du Swiss Plasma Center de l'EPFL, invité mardi dans le 19h30, cette nouvelle revêt tout de même un caractère historique. Il est la manière la moins coûteuse d'obtenir de l'énergie. "Ce qui me frappe est que c'est pour 2070. Des chercheurs du laboratoire Lawrence Livermore, en Californie, sont pour la première fois parvenus à produire davantage d'énergie que la quantité utilisée pour provoquer cette réaction.

La percée majeure réalisée en énergie nucléaire cette semaine intéresse le gouvernement Legault. Selon le ministre de l'Économie, Pierre Fitzgibbon, «il faut ...

Elle génère plus d'énergie que la fission, est moins dangereuse et produit moins de déchets, selon les spécialistes. La fusion est en fait la même réaction que celle qui alimente les étoiles, dont le soleil. Toutefois, le Québec n'est pas encore prêt à relancer la filière nucléaire.

Des chercheurs ont annoncé avoir franchi une nouvelle étape dans la fusion nucléaire. Pas de quoi espérer ralentir le changement climatique, ...

[Giec](https://reporterre.net/Le-Giec-prepare-la-sortie-de-son-6%E1%B5%89-rapport-dans-un-climat-extreme)), dédié aux solutions de réduction des émissions de gaz à effet de serre, ne mentionnent pas une seule fois la fusion. Tout ce que la communauté de la fusion a su faire, c’est développer des expériences de laboratoire de plus en plus grosses et complexes, mais sans réellement franchir d’étapes. Le principe de la fusion inertielle, mise en œuvre au sein de ce laboratoire californien, est d’utiliser des faisceaux laser pour exciter et comprimer des billes d’hydrogène, afin de déclencher la fusion. Même s’il faut saluer la prouesse scientifique, elle reste nulle et non avenue dans le débat sur la transition énergétique et la lutte contre le [changement climatique](Qu-est-ce-que-le-rechauffement-climatique). Une technologie qui, contrairement à la fission nucléaire, n’émet pas de déchets radioactifs. L'équipe du National Ignition Facility, en Californie, a réussi à initier une fusion nucléaire avec une production nette d’énergie.