La fusion nucléaire est en plein boom technologique alors que les Britanniques dévoilent leur nouveau déviateur de chaleur plasmatique. Le Super-X permet d’évacuer la chaleur émise lors du processus de fusion, accélérant le développement de l’énergie nucléaire de fusion.
Fusion nucléaire : le nouveau déviateur Super-X
L’autorité britannique de l’énergie atomique (UKAEA) vient de développer un système permettant d’évacuer la chaleur excessive produite par les réactions de fusion nucléaire. Le déviateur, nommé Super-X, permet en effet de diriger les particules chaudes du plasma vers l’extérieur du réacteur (ou tokamak). Le tokamak sera donc équipé d’un tuyau d’échappement plus long, tout comme une voiture.
La problématique de la chaleur émise par l’état plasma
Pourtant naturelle au sein des étoiles, la fusion est un phénomène difficile à reproduire sur terre. Un réacteur doit chauffer à des centaines de milliers de degrés des atomes pour en faire sortir des électrons. Ces derniers se retrouvant à l’état plasma contenu dans un champ magnétique dont les noyaux fusionnent et produisent une grande quantité d’énergie.
Cependant, cette chaleur intense endommage les matériaux des réacteurs (ou tokamak) utilisé pour la fusion. Il n’est donc pas possible pour le moment d’intégrer les tokamaks aux réseaux électriques. En effet, ses matériaux devant être changés régulièrement, le fonctionnement des centrales électriques en serait affecté.
Le Super-X résiste à la chaleur intense
Or, le Super-X, qui est une première mondiale, permet justement que les centrales à fusion résistent mieux à la chaleur intense de la réaction nucléaire. Les premiers tests ont été effectués sur ce système dès octobre 2020 dans le cadre de l’expérience MAST Upgrade à Culham où se trouve le tokamak Joint European Torus.
Réduire de 10 fois la chaleur
D’après les expériences menées, cette technologie permettrait même de réduire d’au moins 10 fois la chaleur sur les matériaux du tokamak. Dr Andrew Kirk, scientifique principal de l’UKAEA chargé du projet MAST Upgrade, a d’ailleurs déclaré à Science Focus :
« Super-X réduit la chaleur du système d’échappement d’un niveau de chalumeau à celui d’un moteur de voiture. Cela pourrait signifier qu’il ne devrait être remplacé qu’une seule fois au cours de la durée de vie d’une centrale électrique. »
Une préservation des matériaux pour un gain économique
Avec ce système les composants des tokamaks pourraient alors durer beaucoup plus longtemps. Une situation qui améliorerait considérablement la viabilité économique des centrales à fusion commerciales et réduirait le coût de l’électricité. Cela favoriserait et accélèrerait le déploiement de la fusion à grande échelle.
Une opportunité pour la future centrale à fusion nucléaire britannique
Cette nouvelle technologie est une opportunité importante pour l’Angleterre. En décembre 2020, le pays a, en effet, annoncé la construction de la première centrale à fusion nucléaire. Cette dernière sera raccordée au réseau électrique et devrait produire de l’électricité dès 2040.
Ce tokamak sphérique pour la production d’énergie STEP est aussi sous la supervision de l’UKAEA. Selon Ian Chapman de l’UKAEA pour Trust my Science, les travaux de construction devraient commencer en 2030. Un financement de 2 milliards de livres serait nécessaire.
Une technologie adaptée aux « tokamaks sphérique »
Les ingénieurs britanniques pourront donc utiliser le déviateur Super-X pour développer le dispositif du STEP. En effet, cette nouvelle technologie est particulièrement adaptée au tokamak sphérique. Le professeur Ian Chapman, directeur général de l’UKAEA a déclaré pour Science Focus :
« Sans ces résultats, nous n’aurions pas été en mesure de poursuivre la conception d’une machine compacte. Si vous ne pouvez pas évacuer la chaleur, vous ne pouvez pas construire une telle centrale. C’est donc un résultat essentiel. »
Avec cette nouvelle technologie, les scientifiques britanniques ont donc lever l’un des principaux défis de la fusion. Le pays fait ainsi un pas de plus vers le déploiement à grande échelle des centrales à fusion nucléaire. Le 26 mai, l’astronaute britannique Tim Peake effectuera un test de plasma sur la machine.
Une énergie sans émission et sans déchets
Les experts s’accordent à dire que la fusion nucléaire pourrait faire partie de l’approvisionnement énergétique futur du monde. N’émettant aucunes émissions de CO2 et aucuns déchets radioactifs de longue vie, cette énergie est considérée comme propre. C’est aussi une énergie plus sûre grâce à l’abondance des combustibles de fusion : le deutérium et le tritium.
