Le « soleil artificiel » de la Corée du Sud établit un nouveau record en fusion nucléaire

Reproduire sur Terre le principe de la fusion nucléaire, telle qu’elle se déroule au cœur des étoiles, pour bénéficier d’une nouvelle source d’énergie, est une ambition ancienne de la communauté scientifique. Les premiers travaux sur ce thème datent d’ailleurs du début du siècle dernier. Très récemment, fin 2020, une nouvelle avancée notable a pu être obtenue, en Corée du Sud.

En effet, le dispositif KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) est parvenu fin novembre à générer et opérer un plasma de 100 millions de degrés pendant 20 secondes. Jamais un projet de fusion nucléaire n’avait réussi à tenir autant de temps, à ce niveau de température. Son dernier record en la matière datait du mois de mars 2020, avec une durée de 8 secondes.

Ormak, le réacteur tokamak expérimental du laboratoire national d'Oak Ridge

Source : ORNL

À titre de comparaison, la température au niveau du noyau solaire — là où se déroule la fusion nucléaire — est évaluée à 15 millions de degrés. En somme, il a été possible, pour quelques secondes, de dépasser de six fois la température au cœur du Soleil. Mais juste pour un instant. Le Soleil, lui, maintient son activité de fusion nucléaire depuis plus de 4,6 milliards d’années, sans discontinuer.

Pour confiner un tel plasma et le manipuler sans mettre en péril les parois, le dispositif KSTAR se sert d’un puissant champ magnétique. C’est à travers ces parois, dont il faut par ailleurs assurer le refroidissement, que l’énergie est récupérée, afin d’être envoyée ensuite sur le réseau électrique. Mais pour que ce projet soit viable, il faut que la fusion puisse être maintenue sur de très longues périodes de temps — avec l’idée, aussi, de pouvoir alimenter la centrale elle-même, dans le cadre d’une réaction auto-entretenue.

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Promesse d’une énergie idéale

Cette approche est très encourageante pour l’avenir, car elle est plus sûre que la fission nucléaire, génère moins de déchets polluants, n’émet pas de gaz à effet de serre (ce qui rend ce type de recherche compatible avec les objectifs climatiques de limitation de la hausse de la température moyenne sur Terre), s’avère pilotable, nécessite moins de combustible et apparait être un investissement durable, car elle repose sur des ressources abondantes et facilement accessibles.

Mais pour l’instant, on n’en est pas encore là. Les recherches dans ce domaine sont encore très expérimentales et ce sont des prototypes et des démonstrateurs qui sont mis en œuvre, pas des réacteurs prêts à produire de l’électricité. Le prochain objectif de l’Institut national de la recherche sur la fusion, qui supervise KSTAR, est de pouvoir conserver un plasma pendant 5 minutes, d’ici 2025.

Prochain cap : 2025, avec le souhait de maintenir le plasma pendant 5 minutes

À beaucoup plus long terme, puisque l’on parle de la décennie 2040, la Corée du Sud vise la conception d’un démonstrateur de nouvelle génération, K-DEMO. Il est d’ailleurs prévu un autre projet du même ordre, appelé DEMO, dont les activités pourraient débuter vers 2050. DEMO succèderait à ITER (Réacteur thermonucléaire expérimental international), qui est un projet de réacteur nucléaire de recherche civil à fusion nucléaire mobilisant la plupart des grandes puissances.

Les recherches de la Corée du Sud dans ce domaine répondent à des objectifs nationaux, mais qui ont des répercussions à l’international sur le plan scientifique, d’autant que le pays contribue justement au projet ITER, avec les États-Unis, les 27 États membres de l’Union européenne, le Royaume-Uni, le Japon, la Chine, l’Inde, la Russie, avec par ailleurs des contributions du Canada, de la Suisse ou encore de l’Australie.