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Par SFEN

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La SFEN, Société française d'énergie nucléaire, est une association ayant pour objet de favoriser l'avancement des sciences et techniques nucléaires.

Le MIT trace de nouvelles perspectives pour la fusion nucléaire


mercredi 09 septembre 2015

Des chercheurs du MIT disent avoir conçu une technologie qui permettrait la fusion nucléaire dans dix ans. Plus rapidement que le projet international ITER. Ce n'est pas si simple.


Voir le blog des énergies de la SFEN et l'article d'Alain Becoulet, Directeur de l'Institut de recherche sur la fusion magnétique du CEA.

Une vieille plaisanterie circule dans les milieux des experts de la fusion nucléaire : « Année après année, on affirme que cela va aboutir dans 30 ans » !

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) affirment quant à eux avoir conçu un réacteur d'essai de type tokamak qui pourrait rendre possible la technique de fusion nucléaire dans dix ans. Selon le prestigieux Institut, le nouveau concept de réacteur serait huit fois plus petit que le réacteur ITER, pour la même puissance et un quart du coût. Nom de baptême : « ARC ».

Rappelons que pour l'heure, seul le chantier du réacteur ITER a commencé, à Cadarache, dans le sud-est de la France. Le projet rassemble l'Union européenne, le Japon, la Corée, l'Inde, la Russie, la Chine et les Etats-Unis et un prototype de recherche devrait entrer en fonctionnement au plus tôt en 2020. Il devrait être exploité pendant 20 ans avant d'entrer dans une phase industrielles, sans doute pas avant 2050.

Le projet ARC repose sur des nouveaux matériaux supraconducteurs capables de générer des champs magnétiques bien plus intenses que ceux d'ITER, ce qui permet de mieux contenir le plasma dans le coeur du réacteur.

Ces nouveaux supraconducteurs, baptisés REBCO, sont composés d'oxyde de cuivre, de baryum et de terres rares (Rare-Earth Barium copper oxyde). Ils se présentent sous forme de rubans et sont plus performants que les câbles de cuivre utilisés aujourd'hui.

ARC ne remet pas en cause la nécessité de faire ITER

Contrairement à l'annonce faite en octobre 2014 par la société privée Lockheed Martin, qui expliquait pouvoir mettre au point dans les cinq ans un récteur de fusion « de la taille d'un camion » (voir article), l'étude sur l'ARC est publiée dans une revue dite à « referees ». Donc son contenu scientifique a été validé par les pairs des auteurs. Elle émane d'une équipe du Plasma Science & Fusion Center (MIT), reconnue par la communauté internationale de la recherche sur la fusion.

Comme le soulignent les auteurs de l'article, l'étude ARC ne prétend pas correspondre à un design technologique complet, mais elle souligne les attraits d'un tokamak compact à fort champ magnétique. C'est une contribution originale et précieuse à l'avancement de la R&D pour la fusion, montrant tout l'intérêt que porte la communauté internationale au développement de la fusion comme filière énergétique.

Toutefois, ARC s'inscrit dans des constantes de temps relevant de l'étape après ITER, celle du réacteur de démonstration DEMO qui fera le pont entre ITER et le réacteur industriel.

Pourquoi ? Parce que, concept très innovant, ARC fait appel à plusieurs technologies dont le niveau de maturité technologique est faible et dont les temps de R&D avant leur application dans un démonstrateur technologique, se comptent en décades plutôt qu'en années.

Un exemple : dans l'environnement d'un tokamak, les câbles supraconducteurs sont soumis à des conditions extrêmes : bobines de grandes tailles (plusieurs mètres) soumises à des contraintes mécaniques énormes, champs variables, avec des pertes ... On peut estimer que le niveau actuel de maturité de la technologie de supraconducteurs Rebco incluse dans l'étude ARC est similaire à celui qu'avait la technologie des câbles supraconducteurs mise en oeuvre dans ITER dans les années 70. Or il a fallu attendre l'année 2000, soit 30 ans de développement, pour que cette technologie soit disponible et qualifiée pour les bobines d'ITER.

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