Ce réacteur hybride tokamak / stellarator pourrait révolutionner la fusion nucléaire

Le nucléaire couvre plus de 10 % des besoins mondiaux en électricité. Cela représente près de deux fois la production électrique combinée des centrales solaires, éoliennes et marémotrices. Alors que le monde se tourne de plus en plus vers des sources d’énergie renouvelables pour lutter contre le réchauffement climatique, l’amélioration du nucléaire pourrait faciliter la transition énergétique. En effet, à la différence des combustibles fossiles, la fission nucléaire, le processus qui permet la production d’électricité dans les centrales nucléaires, ne rejette pas de gaz à effet de serre. Les chercheurs Sophia Henneberg et Gabriel Plunk ont proposé une nouvelle théorie dans leur étude intitulée « Compact stellarator-tokamak hybride », publiée le 4 juin dernier par la société américaine de physique. Cette théorie pourrait révolutionner la production d’électricité à partir de telles infrastructures.

Une conception hybride

L’approche explorée par les deux scientifiques de l’institut allemand Max Planck de physique des plasmas consiste à combiner un tokamak et un stellarator. Il s’agit de dispositifs de confinement magnétique qui utilisent de puissants champs magnétiques pour comprimer un nuage d’ions chargés, également connu sous le nom de plasma. Le but est de libérer de l’énergie pour déclencher une fusion nucléaire. En fonction de la nature du dispositif de confinement, la façon dont le plasma est confiné ne sera pas la même. Le tokamak s’appuie sur un beignet entouré de bobines d’électro-aimants pour effectuer le travail, tandis que les réacteurs de type stellarator utilisent des bobines torsadées et courbées.

Une réaction de fusion

Il faut savoir que contrairement aux réacteurs nucléaires existants, lesquels fonctionnent grâce à une réaction de fission, ces dispositifs expérimentaux sont fondés sur le principe de la fusion nucléaire. Leur conception présente un certain nombre de défis qui font qu’ils ne peuvent pas encore être utilisés en conditions réelles. Dans leur état actuel, les tokamaks souffrent d’un problème d’instabilité dû à des turbulences au niveau du plasma. Ces phénomènes sont dangereux dans la mesure où ils peuvent entraver le processus de fusion, voire endommager le réacteur. De leur côté, les stellarators ont un rendement assez faible du fait de leur incapacité à produire une quantité suffisante de plasma.

Une meilleure stabilité

Afin d’augmenter le rendement des centrales nucléaires, Sophia Henneberg et Gabriel Plunk proposent ainsi un nouveau concept de réacteur hybride tokamak-stellarator. Il s’avère que cette technologie pourrait permettre de résoudre les problèmes cités ci-dessus en offrant notamment une meilleure stabilité. De plus, elle réduirait la quantité d’énergie nécessaire pour déclencher la fusion. L’étude suggère de conserver la forme de beignet du tokamak, mais d’utiliser des boucles électromagnétiques torsadées supplémentaires. Appelées « bobines banane », ces dernières ont fait preuve, lors de simulations, d’une capacité à générer suffisamment de « torsions » dans les champs magnétiques.

Une découverte qui pourrait révolutionner la conception des réacteurs nucléaires. « C’est un excellent exemple de théorie créative qui pourrait avoir un impact important sur l’énergie de fusion s’il entraîne de nouvelles recherches sur le sujet », a réagi Benjamin Dudson, du Lawrence Livermore National Laboratory, qui n’a pas participé à l’étude. Plus d’infos : journals.aps.org. Que pensez-vous de cette étude ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .