00:00 Bonjour à tous et bienvenue sur notre chaîne ATTEC, nous allons parler aujourd'hui de
00:11 cette nouvelle avancée en fusion importante et les potentielles répercussions qu'elle
00:15 peut avoir.
00:16 Même si le coût du solaire et de l'éolien est en baisse, les énergies renouvelables
00:20 pourraient ne pas être suffisantes pour répondre à notre demande d'énergie propre dans le
00:24 futur.
00:25 Et pourtant, l'énergie nucléaire peut jouer un rôle clé dans la décarbonisation de notre
00:30 secteur énergétique.
00:31 En effet, il y a eu un développement majeur de la fusion nucléaire.
00:35 Cette découverte, on la doit au Dr Martin Greenwald, directeur adjoint et chercheur
00:39 principal au MIT et à son équipe.
00:41 Mais avant d'explorer plus en détail cette récente percée sur la fusion nucléaire,
00:46 il est bon de prendre du recul et de faire un petit point.
00:48 Il faut savoir que l'on peut obtenir de l'énergie nucléaire via deux processus, la fission
00:56 et la fusion.
00:57 Les réacteurs à fission nucléaire sont ceux qui sont utilisés actuellement partout
01:01 dans le monde.
01:02 Dans un réacteur à fusion, on projette un neutron sur un atome instable d'uranium-235
01:08 pour le diviser en petits fragments.
01:09 Ces nouvelles particules vont frapper d'autres atomes d'uranium-235, ce qui génère un
01:14 effet de réaction en chaîne.
01:15 La décomposition de l'isotope d'uranium libère de l'énergie sous forme de chaleur
01:20 qui est ensuite utilisée pour vaporiser de l'eau.
01:23 Et la vapeur résultante peut alors être utilisée pour alimenter une turbine afin
01:27 de générer de l'électricité.
01:29 Comme son nom l'indique, le processus de fusion est fondamentalement l'opposé de
01:34 la fission.
01:35 Au lieu de diviser, nous assemblons simplement les choses.
01:38 Un réacteur à fusion reproduit ce qui se passe naturellement au cœur du soleil, c'est
01:42 à dire que les isotopes d'hydrogène se divisent puis fusionnent en noyaux d'hélium
01:46 à des températures et des pressions astronomiques.
01:48 Dans ce cas, la réaction de fusion produit 4 fois plus d'énergie que ce qui est obtenu
01:53 par le processus de fission.
01:55 Dans le cas d'un réacteur nucléaire, ils introduisent des isotopes d'hydrogène
01:59 comme le deutérium et le tritium pour la fusion.
02:02 Le deutérium est un élément stable et la radioactivité du tritium ne dure pas très
02:06 longtemps.
02:07 Plus sûr et plus écologique, les sources de combustible de fusion sont plus abondantes
02:11 et moins chères que les combustibles de fission.
02:13 Et cela parce qu'il est possible d'extraire le deutérium de l'eau de mer tandis que
02:17 le tritium s'obtient pendant la réaction de fusion elle-même.
02:20 C'est une source d'énergie idéale dans l'absolu car le combustible est quasiment
02:24 illimité.
02:25 S'ils étaient fusionnés dans une centrale électrique, ils produiraient assez d'électricité
02:29 pour un américain moyen pendant un an.
02:31 Les avantages potentiels de la fusion par rapport à la fission ne concernent pas seulement
02:35 une plus grande production d'énergie et une densité énergétique plus élevée,
02:38 mais également une meilleure gestion des déchets nucléaires.
02:41 En effet, à l'heure actuelle, si les déchets nucléaires issus de la fission ne sont pas
02:45 traités de manière appropriée, ils peuvent contaminer la planète pendant des décennies.
02:50 En plus de cela, la réaction en chaîne de la fission peut dégénérer jusqu'à être
02:54 hors de contrôle, causant une fusion ou une explosion nucléaire, comme ce qui est arrivé
02:58 à Fukushima en 2011.
02:59 Ce type d'incident ne se produirait pas dans un tokamak qui est basé sur la fusion
03:03 par confinement magnétique.
03:05 Un tokamak est une chambre en forme de beignet où vous chauffez des isotopes d'hydrogène
03:09 jusqu'à 150 millions de degrés.
03:11 Leurs atomes sont dépouillés de leurs électrons et transformés en ion, ce qui a pour résultat
03:16 un gaz ionisé surchauffé qui est le plasma.
03:18 Dans ces conditions, les particules chargées entrent en collision et fusionnent ensemble,
03:22 comme cela se produit avec le soleil.
03:24 Un autre filet de sécurité pour la fusion est qu'il est possible d'arrêter la réaction
03:29 en coupant l'alimentation en combustible dans la fission nucléaire.
03:32 Cette solution serait une excellente alternative à la fission qui a besoin de beaucoup d'eau
03:36 pour fonctionner, mais on estime qu'un réacteur de fusion fonctionnel ne sera pas disponible
03:41 avant 30 ans.
03:42 En effet, personne n'a encore produit de réacteur de fusion entièrement fonctionnel,
03:46 mais il faut une quantité folle d'énergie pour produire le plasma chauffé.
03:49 En termes de performance pour l'instant, la puissance mise dans une réaction de fusion
03:54 est toujours supérieure à la puissance thermique que l'on récupère, c'est ce qu'on appelle
03:58 le facteur de gain d'énergie de fusion ou valeur Q.
04:00 Pour y arriver, il faut que la valeur Q soit supérieure à 1 point d'équilibre de la
04:04 puissance thermique dans le réacteur, mais le plus proche à l'heure actuelle est seulement
04:08 de 0,7.
04:09 Il est très important de noter que le Q ne tient pas compte de la puissance et de l'électricité
04:14 nécessaires pour faire fonctionner l'installation et de la quantité d'électricité qu'elle
04:18 peut réellement produire à partir de cette réaction.
04:20 Le Q ne concerne que la puissance thermique entrante par rapport à la puissance thermique
04:24 sortante.
04:25 Pour avoir une vue d'ensemble, il faut tenir compte de tous ces coûts supplémentaires
04:29 et convertir la chaleur en électricité, c'est-à-dire produire plus d'électricité
04:33 qu'il n'en faut pour faire fonctionner l'installation.
04:35 En France, la construction du Tokamak n'a commencé qu'en 2007.
04:39 Une fois achevé, ce sera la plus grande installation de fusion du monde.
04:43 Sa construction prend beaucoup de temps et coûte des dizaines de milliards de dollars
04:47 et il est conçu pour être une installation d'essai et non un réacteur opérationnel.
04:50 Ce sur quoi le Dr Greenwald a travaillé est l'un des plus grands défis des réacteurs
04:55 de fusion, l'incroyable champ magnétique qu'ils doivent générer pour contenir
04:58 le plasma des aimants massifs.
05:00 Sa forme, en donut, crée un champ magnétique intense.
05:03 Cette bulle invisible piège la bouillie électriquement chargée et extrêmement chaude au milieu
05:09 de l'air, près du centre du réacteur.
05:10 En 2021, le MIT, la start-up Commonwealth Fusion System, ont conçu l'un des aimants
05:15 les plus puissants jamais créés sur Terre.
05:17 Cette expérience a permis de générer un champ magnétique incroyable grâce à un
05:21 supraconducteur à haute température.
05:23 L'utilisation d'un supraconducteur avait été suggérée par le MIT en 2015 via un
05:29 ruban.
05:30 Ce matériau conserve la supraconductivité à haute température, ce qui génère un
05:33 champ magnétique plus intense.
05:34 Il s'agit en fait d'une sorte de céramique composée de terre rare, d'oxyde de barium
05:39 et de cuivre.
05:40 C'est un matériau assez fragile, il est nécessaire de le déposer sous forme de film
05:44 mince sur une structure solide.
05:46 Néanmoins, cette découverte est très importante dans notre cas car elle permet la réalisation
05:50 d'un réacteur à fusion.
05:52 Il s'agit d'une découverte par des scientifiques d'IBM à Zurich dans les années 80.
05:56 Il a fallu des décennies pour développer de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques
06:00 qui peuvent être applicables pour la fusion.
06:02 L'un des avantages à utiliser ce matériau, en plus de rendre l'aimant plus puissant,
06:07 est de le rendre plus économe en énergie.
06:09 A noter également que grâce aux spécificités de ce supraconducteur, il est possible de
06:13 réduire de 2% la taille de l'habitacle, ce qui permettrait des économies et une réalisation
06:18 plus rapide.
06:19 La nouvelle étape que le MIT et le CFS viennent de franchir dans leur récent test a été
06:23 d'assembler un aimant de la taille nécessaire.
06:26 Cela a permis de prouver la faisabilité du concept et que la théorie est viable, permettant
06:30 ainsi d'aller de l'avant vers la dernière étape du projet, la construction d'un réalisateur
06:35 opérationnel.
06:36 Le MIT et CFS visent maintenant à réaliser la première démonstration du dispositif
06:41 de fusion avec une production d'énergie pour 2025.
06:44 Pour développer ce prototype vendeur, la startup CFS a levé plus de 1,8 milliard
06:49 de dollars, ce qui leur laissera le temps pour régler la question de la gestion des
06:53 hautes températures malgré la charge thermique plus élevée.
06:56 Il faut savoir que dans le cas de la recherche sur la fusion, les tests de réacteurs à
07:00 fusion ne durent que quelques secondes à la fois, ce qui n'est pas nécessairement
07:04 une bonne idée.
07:05 Alors ce n'est pas foncièrement un problème avec les réacteurs à fusion, mais c'est
07:08 plutôt la façon dont ces dispositifs de test sont construits.
07:11 Pour réduire les coûts tout en prouvant les concepts clés, ces expériences ont souvent
07:15 des longueurs d'impulsion très très courtes.
07:16 D'une part en raison de la physique de l'expérience qui est nécessaire, mais également pour
07:20 des raisons économiques.
07:21 Proposer cette alternative en énergie nucléaire pourrait permettre de réduire à la fois
07:26 les coûts d'exploitation et les déchets nucléaires.
07:28 Bien qu'il y ait encore beaucoup d'obstacles à surmonter, cette récente percée prouve
07:32 que l'obtention d'une puissance illimitée à partir de la fusion est peut-être un objectif
07:36 réaliste et réalisable dans les années à venir.
07:39 Et voilà, nous sommes arrivés à la fin de notre sujet du jour.
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07:58 Et à bientôt sur Hatek !
07:59 [Musique]
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