Cet article a été initialement publié en 2017 et mis à jour pour la dernière fois le 19 mai 2023.
- À Davos en janvier, le principal scientifique du gouvernement américain à l’origine d’une percée dans le domaine de la fusion nucléaire a appelé à davantage d’investissements publics pour faire évoluer la technologie. la fusion est ce qui se passe dans le Soleil et d’autres étoiles et implique de joindre deux noyaux atomiques pour en faire un plus grand. La puissance de fusion offre la perspective d’une source d’énergie presque inépuisable pour les générations futures.
« Si nous voulons aller de l’avant, les partenariats public-privé vont être essentiels. » Tels étaient les mots de scientifique nucléaire et directeur du US Lawrence Livermore National LaboratoryKim Budil, de retour en janvier 2023 à Davos, un mois après que son équipe eut fait une percée cruciale dans la fusion nucléaire – réalisant un « gain énergétique net » dans une étape vers un avenir énergétique plus propre. Les investissements du secteur privé dans la technologie naissante ont bondi en au cours des 20 dernières années, selon McKinsey, et maintenant Microsoft a annoncé qu’il avait conclu un accord avec une société privée américaine de fusion nucléaire Hélion pour le pouvoir en 2028.Brad Smith, président de Microsoft a déclaré que le travail d’Helion « soutient nos propres objectifs d’énergie propre à long terme et fera progresser le marché pour établir une nouvelle méthode efficace pour apporter plus d’énergie propre au réseau, plus rapidement ».
Helion a levé plus de 570 millions de dollars de capitaux privés, dont 375 millions de dollars auprès du PDG d’OpenAI Sam Altman en 2021, mais les détails de l’accord avec Microsoft n’ont pas été divulgués. La machine de septième génération de la société de fusion nucléaire devrait être mise en ligne l’année prochaine et démontrer la production d’électricité, en utilisant des technologies d’aimants pulsés à haute puissance pour réaliser la fusion. En 2021, elle a été la première entreprise privée à atteindre 100 millions de degrés Celsius (180 millions de degrés Fahrenheit), soit la moitié de la température nécessaire pour réaliser la fusion.
La course à la fusion nucléaire
Les laboratoires gouvernementaux et plus de 30 entreprises se battent pour produire de l’électricité à partir de la fusion – y compris l’équipe de Budil en Californie. En décembre 2022, ils ont réussi à produire plus d’énergie à partir de la réaction qu’elle n’en a consommée – un gain net de 1,5 mégajoules en moins de temps qu’il n’en faut la lumière pour parcourir un pouce. « Le lundi 5 décembre a été un jour important pour la science », a déclaré Jill Hruby, sous-secrétaire à la sécurité nucléaire et administratrice de la National Nuclear Security Administration (NNSA). Lors de la réunion annuelle du Forum économique mondial à Davos, Budil a expliqué l’expérience impliquait de rayonner 192 lasers sur une petite cible et de la chauffer pour créer une réaction auto-entretenue
Mais elle a déclaré que le délai de production d’électricité pourrait être « de deux ou trois décennies » et a appelé à une grande collaboration pour construire un « écosystème » de fusion.
« Si je regarde les entreprises privées de fusion qui se sont déjà créées, elles ont des besoins d’expertise et de certaines compétences spécifiques qu’il serait prohibitif de développer dans un cadre de start-up. Ils peuvent donc s’associer aux laboratoires pour avoir accès à cette capacité et à cette expertise. « Pour faire avancer la cause de la fusion, nous devons créer un écosystème où tous les acteurs du secteur privé dans ce domaine qui souhaitent commercialiser la technologie peuvent travailler avec nous pour aider faire progresser les conceptions cibles – pensez aux architectures laser ou à d’autres architectures de pilotes – pour bénéficier de notre expertise et de ce qui sera nécessaire pour exploiter une installation à cette échelle. cette technologie. Nous avons déjà plusieurs sociétés formées autour de la fusion par confinement inertiel qui commencent à explorer des partenariats avec nous pour faire avancer la technologie. « Pour les prochaines années, il est essentiel de travailler ensemble. »
Que fait le Forum économique mondial concernant la transition vers une énergie propre ?
Le passage à l’énergie propre est essentiel pour lutter contre le changement climatique, mais au cours des cinq dernières années, la transition énergétique a stagné. La consommation et la production d’énergie contribuent aux deux tiers des émissions mondiales, et 81 % du système énergétique mondial est encore basé sur les combustibles fossiles, le même pourcentage qu’il y a 30 ans. De plus, les améliorations de l’intensité énergétique de l’économie mondiale (la quantité d’énergie utilisée par unité d’activité économique) ralentissent. En 2018, l’intensité énergétique s’est améliorée de 1,2 %, le taux le plus lent depuis 2010. Des politiques efficaces, une action du secteur privé et une coopération public-privé sont nécessaires pour créer un système énergétique mondial plus inclusif, durable, abordable et sûr. L’analyse comparative des progrès est essentielle à une transition réussie. Le Forum économique mondial Indice de transition énergétique, qui classe 115 économies sur la manière dont elles équilibrent la sécurité et l’accès énergétiques avec la durabilité environnementale et l’abordabilité, montre que le plus grand défi auquel est confrontée la transition énergétique est le manque de préparation des plus grands émetteurs du monde, notamment les États-Unis, la Chine, l’Inde et la Russie. Les 10 pays qui obtiennent le score le plus élevé en termes de préparation ne représentent que 2,6 % des émissions annuelles mondiales.
Pour pérenniser le système énergétique mondial, le Forum Façonner l’avenir de la plateforme de l’énergie et des matériaux travaille sur des initiatives telles que, Efficacité systémique, Innovation et énergie propre et le Alliance mondiale des batteries encourager et permettre des investissements, des technologies et des solutions énergétiques innovants. Plate-forme Mission Possible (MPP) s’efforce de rassembler des partenaires publics et privés pour favoriser la transition de l’industrie afin de mettre les secteurs de l’industrie lourde et de la mobilité sur la voie d’émissions nettes nulles. MPP est une initiative créée par le Forum économique mondial et la Commission pour les transitions énergétiques. Votre organisation est-elle intéressée à travailler avec le Forum économique mondial ? En savoir plus ici.
Qu’est-ce que la fusion nucléaire exactement ?
Nos centrales nucléaires actuelles utilisent la fission nucléaire – essentiellement en divisant le noyau d’un atome. La fusion nucléaire est ce qui se passe dans le Soleil et d’autres étoiles et consiste à joindre deux noyaux atomiques pour en faire un plus grand. Les deux réactions libèrent de grandes quantités d’énergie, mais avec la fusion nucléaire, le rendement énergétique est très élevé et la production de déchets nucléaires très faible. La fusion se produit lorsque deux atomes légers se lient ou fusionnent pour en former un plus lourd. La masse totale du nouvel atome est inférieure à celle des deux qui l’ont formé ; la masse « manquante » est émise sous forme d’énergie, comme décrit par d’Albert Einstein fameuse équation E=mc2.
La combinaison d’énergie la plus prometteuse sur Terre aujourd’hui est la fusion d’un atome de deutérium avec un atome de tritium. Le processus, qui nécessite des températures d’environ 72 millions de degrés Fahrenheit (39 millions de degrés Celsius), produit 17,6 millions d’électrons-volts d’énergie. Le deutérium est un ingrédient prometteur car c’est un isotope de l’hydrogène. À son tour, l’hydrogène est un élément clé de l’eau. Un gallon d’eau de mer (3,8 litres) pourrait produire autant d’énergie que 300 gallons (1 136 litres) d’essence.
Défis pour les chercheurs en fusion nucléaire
Alors que l’énergie de fusion nucléaire offre la perspective d’une source d’énergie presque inépuisable pour les générations futures, elle a également présenté de nombreux défis scientifiques et techniques jusqu’à présent insurmontables. Dans le Soleil, des forces gravitationnelles massives créent les conditions propices à la fusion nucléaire dans le noyau de l’étoile , mais sur Terre, ils sont beaucoup plus difficiles à atteindre. Le combustible de fusion – différents isotopes de l’hydrogène – doit être chauffé à des températures extrêmes d’environ 50 millions de degrés Celsius, maintenu stable sous une pression intense, et
assez dense et confiné assez longtemps pour permettre aux noyaux de fusionner.
