Fusion nucléaire : le "Soleil artificiel" chinois brise un record vieux de 35 ans (grâce à la France ?)
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C'est une étape très importante qui vient d'être franchie dans la province de l'Anhui, à l'est de la Chine. Le réacteur expérimental EAST, surnommé le "soleil artificiel", a réussi à dépasser une frontière physique que les scientifiques pensaient infranchissable depuis près de quarante ans : la "limite de Greenwald". En maintenant un plasma stable à une densité bien supérieure à ce seuil critique, les équipes chinoises ne nous offrent pas encore l'électricité infinie sur un plateau, mais elles font sauter l'un des verrous les plus tenaces de la physique des plasmas. Une prouesse expérimentale qui valide des modèles théoriques auxquels la recherche française a largement contribué.
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La limite de Greenwald : un mur invisible enfin percé
Pour saisir l'importance de cette nouvelle, il faut plonger au cœur du réacteur. Dans ces immenses réacteurs en forme d'anneau (appelés tokamaks), les ingénieurs cherchent à reproduire la réaction qui alimente les étoiles : la fusion nucléaire.
Pour cela, ils chauffent des isotopes d'hydrogène à des températures infernales jusqu'à obtenir un plasma. L'équation semblait simple sur le papier : plus ce plasma est dense, plus il produit d'énergie.
Cependant, depuis les années 1980, les physiciens se heurtaient à un plafond de verre empirique : la limite de Greenwald. Dès que la densité du plasma dépassait ce seuil, le système devenait instable, le plasma s'effondrait et risquait d'endommager les parois de la machine.
Les résultats publiés dans la prestigieuse revue Science Advances confirment que le réacteur EAST a non seulement atteint cette limite, mais l'a largement dépassée. Les chercheurs ont réussi à maintenir un régime stable avec une densité 1,3 à 1,65 fois supérieure à la limite de Greenwald.
C'est la preuve expérimentale que les tokamaks peuvent fonctionner à des régimes bien plus performants que ce que les modèles conservateurs prédisaient.
Une victoire pour la théorie de l'auto-organisation
Ce succès ne relève pas du hasard, mais d'une maîtrise des interactions au sein du réacteur. L'équipe du EAST a appliqué des stratégies de gestion basées sur la théorie de l'auto-organisation plasma-paroi (PWSO).
L'objectif est de créer une harmonie entre le cœur brûlant du plasma et les parois froides du réacteur, plutôt que de tenter de confiner la matière par la seule force brute magnétique.
Si la machine est chinoise, les fondations théoriques de cette approche sont le fruit d'une collaboration internationale intense. Des chercheurs français, notamment Dominique Franck Escande (directeur de recherche émérite au CNRS), ont joué un rôle clé dans l'élaboration de ces modèles théoriques au cours des dernières années.
Voir ces équations se traduire par une réussite concrète dans le métal et le feu du réacteur EAST constitue une validation majeure pour la communauté scientifique européenne et mondiale.
Attention aux faux espoirs
Il est important de garder la tête froide. Dépasser la limite de densité est une avancée technique majeure, mais cela ne signifie pas que le réacteur produit de l'électricité pour le réseau.
À ce jour, aucun réacteur de fusion (EAST inclus) ne génère plus d'énergie qu'il n'en consomme pour fonctionner. Le bilan énergétique net positif reste le défi ultime à relever.
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Quelles conséquences pour le projet ITER ?
Cette démonstration arrive à point nommé pour le secteur, et particulièrement pour le projet ITER, actuellement en construction à Cadarache, dans le sud de la France. Les plans d'ITER reposaient jusqu'ici sur des hypothèses prudentes, visant à opérer juste en dessous de la limite de Greenwald pour éviter la casse.
La preuve apportée par EAST change la perspective : elle suggère que les futurs réacteurs commerciaux pourront être conçus pour fonctionner à haute densité sans risque de disruption majeure.
Cela ouvre la voie à des machines potentiellement plus compactes et plus rentables. La fusion nucléaire n'est pas encore prête à allumer nos ampoules, mais elle vient de prouver qu'elle pouvait repousser les limites de la physique connue.
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