Fusion nucléaire : la Chine prend une avance considérable sur ITER

Comme vous le savez, partout dans le monde des chercheurs tentent de transformer le concept de fusion nucléaire en une forme de production d’électricité viable. Jusqu’alors, l’énergie nucléaire ne pouvait être produite que par fission. Autrement dit, on prend de la matière fissile comme l’Uranium 235, que l’on place dans un réacteur, où tout est fait pour favoriser l’émission de neutrons de sorte que ces derniers puissent être absorbés par d’autres atomes d’Uranium 235 – provoquant leur fission et l’émission d’autres neutrons en chaîne.

Evidemment la fission nucléaire présente quelques aspects indésirables. Elle implique l’emploi de quantités importantes de matières radioactives. Assez peu d’énergie est en réalité extraite de cette matière d’autant que seuls 33-37% de l’énergie thermique émise par le réacteur est in fine transformée en électricité. Il faut également prendre en compte le fait que la réaction en chaîne peut s’emballer, ce qui peut provoquer de terribles catastrophes, comme les accidents de Tchernobyl et de Fukushima. Il y a également la question du stockage des matières usagées.

Fusion nucléaire : la Chine a 20 ans d’avance sur le reste du monde

Ces dernières pouvant rester radioactives dans certains cas pendant des millions d’années. Par contraste, la fusion nucléaire consiste à fabriquer des éléments plus lourds à partir d’éléments plus légers. Il faut pour cela confiner l’élément dans un réacteur et élever sa température à plusieurs dizaines de millions de degrés. Passé un certain seuil, le plasma commence à produire plus d’énergie qu’il n’en consomme. Energie que l’on peut ensuite extraire pour faire tourner des générateurs.

L’avantage c’est qu’il ne faut que quelques grammes de matière radioactive au demeurant nettement moins dangereuse que l’Uranium, puisqu’on parle par exemple de tritium avec une demi-vie de seulement 12,32 ans. La réaction de fusion n’est pas auto-entretenue. Si le courant s’arrête, la fusion s’arrête, réduisant à néant le risque d’accidents tels qu’on les connaît avec les centrales nucléaires actuelles.

Plusieurs approches sont testées en ce moment pour atteindre la fusion nucléaire, et ouvrir une nouvelle ère beaucoup plus propre et efficace dans la production d’électricité. La Chine, l’Union Européenne, l’Inde, le Japon, la Russie, la Corée du Sud, les Etats-Unis, l’Australie, le Canada, le Kazakhstan, la Thaïlande, le Royaume-Uni et la Suisse mettent en commun des équipes et des ressources dans le cadre du projet ITER. Un réacteur expérimental est en cours de construction sur le site de Cadarache en France.

Mais le projet avance extrêmement lentement. Après une phase de conception qui a débuté en 1988, la construction proprement dite du réacteur expérimental n’a commencé qu’en 2007. Et il faudra encore attendre jusqu’en 2025, au bas mot, pour que le tokamak expérimental soit allumé pour la toute première fois. Or, tous les espoirs autour de la fusion nucléaire ne reposent heureusement pas sur ITER.

De nombreux Etats, y compris membres d’ITER développent aussi des projets similaires de leur côté. Les Etats-Unis testent de nombreuses approches, comme le confinement avec des lasers mégajoules. L’Allemagne a une sorte de Tokamak qualifié de “Stellarator”, le Wendelstein 7-X. Quant à la Chine, depuis 2006, elle dispose de son propre Tokamak en fonctionnement, le Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST).

Ce réacteur a déjà au bas mot 20 ans d’avance sur ITER. En 2007, il battait déjà un immense record avec un confinement de plus de 5 secondes. En 2011, les chercheurs chinois sont parvenus à maintenir un plasma pendant plus de 30 secondes à 50 millions de degrés. Et les succès ont continué par la suite avec la Phase II du projet.

En 2016, un plasma a été maintenu pendant 102 secondes à 50 millions de degrés. Puis quelques mois plus tard, il maintenant un plasma pendant plus d’une minute à la même température. En 2017, on passait à plus de 100 secondes. En 2018, le EAST a réussi à chauffer un plasma à 100 millions de degrés. Et en mai 2021, le réacteur a atteint 120 millions de degrés pendant 101 secondes.

Néanmoins, le dernier record du réacteur EAST commence à poser de vraies question sur l’organisation ITER. Le 30 décembre 2021, l’équipe chinoise a maintenu un plasma pendant 17,6 minutes (1056 secondes) à plus de 70 millions de degrés. La Chine ne vient pas seulement de battre de beaucoup le record absolu. Jamais un pays n’a été aussi près de réaliser la fusion nucléaire à des fins civiles.

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Il faut toutefois noter qu’en tant que membre d’ITER, la Chine devrait partager l’essentiel de ses découvertes avec les autres membres du projet. Ce qui peut à terme permettre d’optimiser les matériaux, notamment la composition des électro-aimants supraconducteurs, et diverses méthodes permettant de mieux contrôler le confinement du plasma – pour allonger la durée de fonctionnement des tokamak, à commencer par celui de Cadarache.

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