La ville animée de Shanghai célèbre les célébrations nationales avec des spectacles de lumière de renommée mondiale, illuminant les gratte-ciel de couleurs éclatantes.
C'est ici que les scientifiques et les ingénieurs travaillent 24 heures sur 24 pour découvrir la prochaine grande avancée technologique mondiale, de l'Internet 6G à l'IA avancée en passant par la robotique de nouvelle génération. Ici aussi, une petite startup appelée Energy Singularity travaille sur quelque chose d’extraordinaire : l’énergie de fusion.
L'énergie de fusion est l'énergie produite lors des réactions de fusion nucléaire. C'est l'opposé de la réaction de fission utilisée dans les réacteurs nucléaires ou les armes atomiques actuels.
La fusion nucléaire, le processus qui alimente le Soleil et d’autres étoiles, est difficile à reproduire sur Terre. De nombreux pays ont réussi à mettre au point la fusion nucléaire, mais il reste difficile de la maintenir suffisamment longtemps pour qu’elle puisse être utilisée dans le monde réel.
La ville de Shanghai la nuit. Photo : New York Times
Une réaction de fusion nucléaire contrôlée libère environ 4 millions de fois plus d’énergie que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz, et 4 fois plus que la fission, le type d’énergie nucléaire utilisé aujourd’hui. Il ne sera pas développé à temps pour lutter contre le changement climatique au cours de cette décennie, mais il pourrait être la solution au réchauffement futur.
Le gouvernement chinois investit massivement dans le projet, estimant son investissement annuel dans la fusion à 1 à 1,5 milliard de dollars, selon Jean Paul Allain, directeur du Bureau des sciences de l'énergie de fusion du Département américain de l'énergie. En comparaison, le gouvernement américain dépense environ 800 millions de dollars par an.
Les entreprises privées des deux pays sont optimistes quant à leur capacité à alimenter le réseau électrique à partir de la fusion d’ici le milieu des années 2030, malgré les énormes défis techniques qui subsistent.
Tokamak « Soleil artificiel »
La fusion nucléaire est un processus extrêmement complexe qui consiste à rapprocher deux noyaux qui se repoussent normalement. Une façon d’y parvenir est d’augmenter la température du tokamak à 150 millions de degrés Celsius, soit dix fois la température du noyau solaire.
Lorsqu'ils fusionnent, les noyaux libèrent une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur, qui peut ensuite être utilisée pour faire tourner des turbines et produire de l'électricité.
Energy Singularity, une start-up basée à Shanghai, a construit son propre tokamak en trois ans depuis sa fondation, plus rapidement que n'importe quel réacteur jamais construit. Un tokamak est une machine cylindrique ou toroïdale extrêmement complexe qui chauffe l'hydrogène à des températures extrêmement élevées, formant un plasma dans lequel se produit la fusion nucléaire.
Plasma confiné dans le tokamak Singularité Energétique lors d'une expérience. Photo : Singularité énergétique
Energy Singularity a reçu plus de 112 millions de dollars d'investissement privé et a également réalisé une première mondiale : le tokamak actuel de l'entreprise est le seul tokamak à utiliser des aimants avancés dans les expériences sur le plasma.
Appelés supraconducteurs à haute température, ces aimants sont plus puissants que les aimants en cuivre utilisés dans les anciens tokamaks, ce qui permet aux plus petits tokamaks de générer autant d'énergie de fusion que les plus grands tokamaks, et ils peuvent mieux confiner le plasma.
L'entreprise a déclaré qu'elle prévoyait de construire un tokamak de deuxième génération pour démontrer que sa méthode était commercialement viable d'ici 2027, et espère disposer d'un appareil de troisième génération capable de fournir de l'électricité au réseau d'ici 2035.
Grâce à l’argent que la Chine investit dans la recherche, le concept de tokamak se développe rapidement. Le tokamak chinois EAST à Hefei a maintenu le plasma stable à 70 millions de degrés Celsius, cinq fois plus chaud que le noyau du Soleil, pendant plus de 17 minutes, un record mondial et une avancée incroyable.
Technologie laser
Alors que la Chine progresse dans le domaine des réacteurs tokamak, les États-Unis trouvent un avantage dans une autre technologie : les lasers.
Fin 2022, des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie ont tiré près de 200 lasers dans un cylindre contenant une capsule de combustible de la taille d'un grain de poivre, la première expérience réussie au monde visant à générer de l'énergie de fusion nette. L’énergie libérée par ce processus est supérieure à l’énergie utilisée pour chauffer la capsule.
Une partie du système laser du laboratoire national Lawrence Livermore, où les scientifiques ont réussi à « déclencher » une réaction de fusion. Photo : Damien Jemison
Il existe encore de nombreuses autres façons de parvenir à la fusion nucléaire, et les États-Unis misent sur une grande variété de technologies.
« Il n’existe peut-être pas qu’une seule voie, et nous ne savons pas exactement quelle est la meilleure » pour aborder l’énergie de fusion, explique la physicienne britannique spécialisée dans les plasmas Melanie Windridge. Cela dépend des coûts et d’autres facteurs à long terme, a-t-elle déclaré, mais a insisté sur le fait que le tokamak est le concept le mieux étudié.
Alors que le gouvernement chinois investit massivement dans la fusion, les États-Unis attirent davantage d’investissements privés. À l’échelle mondiale, le secteur privé a dépensé 7 milliards de dollars dans la fusion au cours des trois à quatre dernières années, dont environ 80 % provenant d’entreprises américaines, a déclaré Allain.
Mais si le gouvernement chinois continue d’investir plus de 1 000 milliards de dollars par an, ce chiffre pourrait bientôt dépasser les dépenses américaines, même dans le secteur privé.
Et si ces investissements s’avèrent rentables, les célébrations colorées à Shanghai donneront à la Chine un tout nouveau visage.
Hoai Phuong (selon CNN)
Source : https://www.congluan.vn/trung-quoc-tien-gan-den-viec-lam-chu-nguon-nang-luong-sach-vo-tan-post313167.html
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