La technologie de la fusion nucléaire : une source d'énergie propre

Article de Jeff Brown traduit et présenté par : Frédéric Duval
Le : 01/03/2022

Une étape importante pour la technologie de la fusion nucléaire...

L'installation américaine National Ignition Facility, en Californie, a démontré début février sa capacité à produire un plasma de fusion nucléaire dans un laboratoire. Il s'agit d'une nouvelle étape importante sur la voie de l'énergie propre et illimitée, capable de sevrer le monde de l'utilisation des combustibles fossiles.

La fusion nucléaire est différente de la fission nucléaire. La fission nucléaire produit de l'énergie en divisant le noyau d'un atome en deux ou plusieurs noyaux plus petits. Lorsque la plupart des gens font référence à l'énergie nucléaire, c'est ce qu'ils entendent.

La fusion nucléaire, quant à elle, fait référence à l'énergie du Soleil. Elle se produit en combinant deux noyaux d'hydrogène. C'est un processus qui libère des quantités massives d'énergie. Contrairement à la fission nucléaire, la fusion peut créer de l'énergie avec très peu ou, dans certains cas, sans déchets radioactifs.

La fusion nucléaire est une source d'énergie propre illimitée. La fusion nucléaire sera en mesure de fournir une énergie propre de base aux réseaux électriques mondiaux.

Et l'approche adoptée par les chercheurs du National Ignition Facility est assez intéressante. Je ne pense pas que beaucoup de lecteurs connaissent ce nom, mais cette installation abrite le plus grand laser du monde. Et ils en ont fait bon usage.

Dans l'étude, qui est parue dans la revue scientifique Nature, les chercheurs ont pris un petit récipient (2 millimètres) contenant deux formes d'hydrogène - du deutérium et du tritium. Ils ont ensuite concentré 192 faisceaux laser sur le récipient.

En d'autres termes, ils l'ont "zappé".

Cela a créé des températures incroyablement élevées. En fait, les températures étaient comparables à celles que l'on trouve à la surface du Soleil. Cela a enflammé les noyaux et créé un plasma de fusion.

Illustration de la fusion nucléaire

Qui plus est, le plasma a produit plus d'énergie que ce qui était nécessaire pour le créer. En définitive, c'est le principal avantage de la fusion nucléaire.

Une fois que le plasma de fusion a été créé, et qu'il peut être maintenu, il produira plus d'énergie que ce qui est nécessaire pour le maintenir. Une fois que cela se produit, c'est l'équivalent d'une énergie propre presque gratuite et illimitée.

Ce test particulier a duré moins d'une seconde, mais il a prouvé ce qui est clairement possible. Il y a dix ans, ce genre de chose n'était que théorique.

Avec chaque étape importante dans l'industrie, nous nous rapprochons un peu plus de l'objectif ultime.

Les deux ou trois prochaines années de développement de la fusion nucléaire seront les plus passionnantes de l'histoire. D'ici 2030, nous nous souviendrons tous de ce moment où tout cela est arrivé. Nous avons tellement de choses à attendre avec impatience.

Par ailleurs, l'informatique quantique pourrait bien être l'une des technologies clés pour permettre la création d'énergie par fusion nucléaire. Si vous souhaitez découvrir comment investir dans ce secteur, cliquez sur ce lien.

 

Une nouvelle percée dans la fusion nucléaire...

Nous venons de faire une nouvelle percée majeure dans la technologie de la fusion nucléaire à la fin du mois de février. Cette fois, elle vient du laboratoire Joint European Torus (JET) basé au Royaume-Uni.

Pour rappel, la fusion nucléaire est en résumé l'énergie produite dans le Soleil. Elle consiste à prendre deux noyaux d'atome distincts et à les combiner pour former un nouveau noyau.

Cela produit une énorme quantité d'énergie qui est 100% propre. Et contrairement à la fission nucléaire, les formes de fusion nucléaire ne produisent aucun déchet radioactif.

De nombreux experts affirment que la fusion nucléaire n'est pas pour demain. Mais ils ont tort.

La fusion nucléaire arrive beaucoup plus vite que la plupart des gens ne le pensent. Et ce qui vient de se passer avec le réacteur tokamak du laboratoire JET le démontre.

Tout d'abord, le réacteur a maintenu un plasma super chaud pendant cinq secondes. Cela peut sembler insignifiant à première vue. Mais cette réaction s'est produite à plus de 100 millions de °C. C'est presque sept fois plus chaud que le Soleil.

Maintenir cette température pendant cinq secondes relève de l'exploit. À titre de comparaison, la plupart des réactions de fusion à ce jour ont duré quelques millisecondes.

Ce qui est passionnant ici, c'est la preuve du concept. Pour l'instant, c'est cinq secondes. Avec la prochaine percée, ce sera cinq minutes. Puis cinq heures. Puis cinq jours... et ainsi de suite.

La réaction de fusion nucléaire du laboratoire JET - assez impressionnante.

On peut voir ici le moment magique où le plasma de fusion s'est formé.

Et écoutez bien : la réaction a produit une énergie record de 59 mégajoules. Ce chiffre bat le record mondial de 22 mégajoules établi par le JET en 1997, il y a près de 25 ans.

Ce n'est pas une grande quantité d'énergie, mais ce n'était pas le but. Il s'agit d'une excellente preuve de concept pour la conception du réacteur de fusion nucléaire tokamak, qui permettra de réaliser des progrès encore plus importants.

L'expérience du JET ouvre la voie à un réacteur tokamak encore plus grand, en cours de construction : ITER ("La voie" en latin).

Un groupe composé de membres de 35 nations du monde entier construit ITER dans le sud de la France. Il a prévu la première réaction pour décembre 2025.

Ce réacteur contiendra un volume de plasma dix fois supérieur à celui du plus grand tokamak conçu aujourd'hui. Et il vise à produire 500 mégawatts (MW) à partir de seulement 50 MW d'entrée. Cela représente suffisamment d'énergie pour alimenter 500 000 foyers.

L'essentiel est que la fusion nucléaire est l'avenir de l'énergie propre. Il n'existe aucune autre forme d'énergie propre, avec peu ou pas de déchets radioactifs, capable de répondre aux besoins énergétiques de base à l'échelle mondiale.

La plupart des panneaux solaires actuels ne convertissent que 15 à 18 % de l'énergie solaire qui les frappe. Et ce, par une journée ensoleillée. De plus, les panneaux solaires ont une durée de vie d'environ 20 ans et sont fabriqués avec des produits chimiques toxiques. Pour l'instant, ils sont transportés à la décharge pour y rester pendant des siècles.

Le solaire, c'est génial, et je prévois d'installer un toit solaire sur ma propre maison. Mais il ne fournira qu'un complément d'énergie propre. J'espère que l'industrie sera en mesure de mieux recycler les panneaux et les tuiles solaires usagés afin qu'ils ne finissent pas dans des décharges.

L'objectif d'ITER, en revanche, est de produire des quantités multiples d'énergie à partir de ses intrants. Cela nous mettra sur la voie d'une énergie propre illimitée... ce dont notre monde a désespérément besoin.

ITER n'est qu'un prototype. Il est bien trop cher et trop grand pour être utilisé dans le monde entier. Mais il constituera néanmoins une étape importante dans la démonstration des capacités d'un tokamak.

L'avenir est aux réacteurs de fusion beaucoup plus petits, qui peuvent tenir à peu près à l'arrière d'une semi-remorque et qui peuvent être fabriqués à une fraction du coût.

Ma vision de l'avenir de la production d'énergie est une architecture décentralisée de production d'énergie alimentée par des réacteurs à fusion compacts partout dans le monde.

Et si vous lisez ceci, nous allons vivre l'excitation de voir tout cela se dérouler en temps réel au cours des prochaines années.

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La confluence de l'IA et de la fusion nucléaire...

Dans le précédent chapitre, nous avons parlé d'une étape importante dans le domaine de la fusion nucléaire. Le laboratoire Joint European Torus (JET) a en effet établi un record d'énergie produite par une réaction de fusion nucléaire.

Eh bien, quelques jours plus tard, nous avons encore une nouvelle percée. Remarquez comment les développements sont de plus en plus rapprochés maintenant...

Et cette percée ne concerne pas le réacteur à fusion nucléaire lui-même. Il s'agit de l'intelligence artificielle (IA). C'est un signe de plus de la convergence qui nous donne tant d'opportunités d'investissement uniques...

DeepMind, la division IA de Google, vient de démontrer comment nous pouvons utiliser des réseaux neuronaux pour contrôler le plasma de fusion dans un réacteur de fusion. C'est un grand pas vers le maintien perpétuel des réactions de fusion nucléaire.

La fusion nucléaire consiste à prendre deux noyaux séparés et à les combiner pour former un nouveau noyau. Cela crée un plasma qui produit une énorme quantité d'énergie propre.

Et contrairement à la fission nucléaire, les formes de fusion nucléaire ne produisent pas de déchets radioactifs.

Cependant, le plus difficile pour faire fonctionner la fusion nucléaire est de contrôler le plasma. En effet, la température du plasma est généralement supérieure à 100 millions de degrés Celsius. Il ferait fondre instantanément la paroi du réacteur s'il la touchait.

La clé pour maintenir une réaction de fusion est donc de garder le plasma au centre du réacteur et loin des parois. Et cela nécessite des aimants puissants. Les aimants compriment le plasma et l'éloignent des parois.

Mais lorsque le plasma se déplace, les aimants doivent s'ajuster immédiatement en réponse pour contrôler la forme du plasma. C'est là tout le défi.

Et c'est là que l'IA entre en jeu.

DeepMind a mis en place deux réseaux neuronaux dans une sorte de structure à plusieurs niveaux. Le premier est comme le professeur. Son travail consiste à superviser la réaction du plasma et à apprendre constamment à mieux la contrôler.

Le second réseau neuronal est l'opérateur. Il prend 90 mesures différentes de la forme et de la position du plasma en temps réel. Et il ajuste les aimants en conséquence. Cela se produit plusieurs fois par seconde. Aucun humain ne pourrait faire cela.

Pendant ce temps, le premier réseau neuronal apprend de l'ensemble du processus. Et il apprendra au second comment faire un meilleur travail la prochaine fois.

Avec le temps, nous arriverons à ce que les réseaux neuronaux puissent gérer les réactions du plasma nucléaire 24 heures sur 24. C'est une pièce majeure du puzzle... En fait, nous n'aurons pas de réactions de fusion durables sans réseaux neuronaux.

Et il ne fait aucun doute que cela aura des répercussions sur l'ensemble de l'industrie. Je pense que d'autres projets de réacteurs nucléaires adopteront l'approche de DeepMind pour gérer ces réactions.

En résumé, la technologie de la fusion nucléaire arrive beaucoup plus vite que ne le pensent les experts. Nous ne sommes plus qu'à quelques années près, et je m'attends absolument à voir des réacteurs à fusion nucléaire opérationnels et en service commercial avant la fin de la décennie.

Et je prédis que nous verrons la première réaction de surplus net d'énergie dans les 36 prochains mois dans un prototype de réacteur à fusion.

Si vous souhaitez en découvrir plus sur les opportunités du secteur de l'Intelligence artificielle, je ne peux que vous recommander de suivre ce lien.

Salutations,

Jeff Brown

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