http://www.usinenouvelle.com/article/la-course-a-la-fusion-nucleaire.N378725
Cursa fuziunii nucleare
Visul unei energii curate nelimitate din fuziunea nucleară a evitat oamenii timp de jumătate de secol. Însă start-up-urile, finanțate de cele mai mari nume din economia digitală, o promit în termen de zece ani.
New York, 2050. Plasma cu hidrogen tocmai se aprinde la 150 de milioane de grade Celsius. Atomii de hidrogen fuzionează și degajă o cantitate imensă de energie. Reactorul, care adăpostește reacția termonucleară, este de dimensiunea unui container cu semiremorcă. În ciuda dimensiunilor modeste, furnizează aproape 150 de locuințe. Mai departe, un reactor identic împinge o navă de marfă uriașă de 000 de tone pentru a asalt oceanele. La câteva sute de kilometri pe cer, o navetă spațială accelerează. Alimentat prin fuziune nucleară, va ajunge pe Marte în doar o lună. De șase ori mai rapid decât sondele tradiționale!
Dezvoltarea, între 2025 și 2050, a unei multitudini de mici reactoare de fuziune nucleară realizate de companii nord-americane este o revoluție. Prin reproducerea reacției care are loc în inima Soarelui [citit opus], lumea poate acum produce o cantitate mare de electricitate dintr-un combustibil aproape nelimitat, hidrogen, fără a produce gaze cu efect de seră. nici risipa. Pe cealaltă parte a Atlanticului, la Cadarache (Bouches-du-Rhône), Iter, cu gigantul său tokamak, instalația capabilă să producă condițiile pentru obținerea fuziunii, este în stare de blocare. Acest megaproiect, finanțat de șapte țări și Uniunea Europeană, a intrat în funcțiune în 2025. Și-a încheiat primele fuziuni în 2029, oferind comunității științifice o înțelegere fără precedent a fizicii plasmatice. Dar prea scump, prea complex, nu a devenit niciodată modelul pre-industrial preconizat.
Știință-ficțiune? Desigur! Dar acest scenariu optimist alimentează ambițiile unei noi generații de antreprenori. În anii ’1950, lumea fizicii a promis fuziunea înainte de anul 2000… Dar se confruntă cu o imensă provocare tehnologică și concurență din proiecte majore (cum ar fi Inițiativa de apărare strategică, celebrul Star Wars lansat de Președintele Ronald Reagan în 1983, care a monopolizat multe creiere), fuziunea părea să fi fost uitată în istorie.
Provocarea noii economii
Astăzi, se ridică din cenușă, stimulată de start-up-urile din Statele Unite și Canada, care construiesc prototipuri de reactoare de fuziune viitoare în garajele lor. Numele lor: General Fusion [vezi pagina 34], Helion Energy, Tri Alpha Energy. Străini ilustri. Cu toate acestea, cu câteva zeci de angajați, bugete mai mici de 100 de milioane de dolari și utilaje mici, aceste start-up-uri susțin că pot depăși reactorul Iter, aflat în construcție la Cadarache, cu 23 de tone și bugetul său pentru 000 miliarde de euro [vezi pagina 15]. Mai bine! În cazul în care Iter anunță primele experimente pentru 38-2025, intenționează să livreze reactoare funcționale și comerciale din 2030! Speranță nebună pentru unii, aroganță pentru alții ... Cu excepția faptului că în septembrie anul trecut, compania californiană Tri Alpha a alungat întreaga lume. Tocmai a limitat o plasmă de 2025 milioane de grade Celsius pentru cinci milisecunde într-un reactor folosind un câmp magnetic inversat, o tehnologie complet diferită de cea a lui Iter. O performanță modestă, dar care până atunci părea doar la îndemâna marilor grupuri de cercetare.
Tri Alpha vrea să efectueze o fuziune complexă fără a produce neutroni, care sfârșesc prin a dauna reactoarelor. Această fuziune necesită temperaturi de ordinul 300? Milioane de grade Celsius, de două ori mai mare decât fuziunea tradițională. „Această reacție de fuziune este ideală, dar astăzi inaccesibilă. Ideea este încurajatoare, dar suntem încă departe de ea ”, îl încurajează Frank Carré, director științific al departamentului de energie nucleară la Comisia de Energie Atomică din Franța (CEA). "Zece milioane de grade pentru cinci milisecunde este bine ... dar tokamaks o făceau deja în anii '1970", a declarat Tony Donné, manager de program la Eurofusion, o organizație europeană de cercetare a fuziunii.
Scopul Tri Alpha și surorile sale este prea mare pentru ei? O parte a comunității științifice ar fi tentată să creadă acest lucru. Dar unii dintre cei mai mari șefi ai noii economii pariază pe aceste start-up-uri. Peter Thiel, co-fondatorul PayPal, care nu ezită să denunțe frivolitatea inovației digitale, a investit peste 10 milioane de dolari, prin fondul său Mithril Capital Management, în Helion Energy, o companie înființată în Statul Washington. Paul Allen, co-fondator al Microsoft și creatorul fondului Vulcan Capital, finanțează cercetarea Tri Alpha în valoare de 40 de milioane de dolari. Jeff Bezos, directorul general al Amazon, și-a ridicat fondul Bezos Expeditions pentru a dona mai mult de 20 de milioane de dolari către General Fusion. Însuși Bill Gates, care a lansat programul de energie ecologică Mission Innovation la COP 21, are un interes intens pentru fuziune. El a vizitat recent instalațiile agenției naționale italiene pentru noi tehnologii (Enea).
Care este scopul acestor giganti digitali? „Observăm o creștere a interesului sectorului privat pentru fuziune. Aceste investiții stimulează cercetarea globală, spune Richard Kamendje, fizicianul fuziunii și plasmelor la Agenția Internațională a Energiei (AIEA). Cercetarea pe fuziune este foarte interesantă, deoarece poate crea descoperiri tehnologice în superconductori sau tipărire în 3 D, care se vor aplica în alte domenii, cum ar fi medicina. Bernard Blanc, directorul dezvoltării nucleare la Assystem, dorește să creadă că acești miliardari abordează mai presus de toate problemele privind protecția energiei și a climei, pentru care „fuziunea este un răspuns real”. Chiar dacă este, de asemenea, o oportunitate de „dezvoltare a noilor tehnologii în alte domenii, cum a fost cazul în timpul programului spațial. Fuziunea servește ca incubator tehnologic ”.
Alături de aceste start-up-uri, trei monștri din industrie și cercetare pornesc în aventura fuziunii. Americanul Lockheed Martin, cel mai mare vânzător de arme din lume, a promis un reactor de fuziune nucleară în cinci ani. „Dacă au identificat o descoperire tehnologică, de ce nu o publică? „Cu toate acestea, Bernard Saoutic, inginer la Institutul de Cercetare privind fuziunea prin închidere magnetică (IRFM) a CEA. Pe lângă timpul de dezvoltare ultra-scurt, multinaționala americană se asigură că reactorul său, suficient de mic pentru a fi mutat pe un camion, va fi folosit pentru alimentarea orașelor, pentru a propulsa avioane și navete. În ciuda criticilor, el păstrează termenul limită până în 2020. „Este science fiction complet! ", A declarat judecătorul Tony Donné, de Eurofusion. Institutul Max-Planck pentru fizică plasmatică, din Greifswald (Germania), pare mai credibil. El a lansat Wendelstein 7-X (W7X), un reactor experimental care a costat 1,1 miliarde de euro. În decembrie 2015, a limitat o plasmă de un milion de grade pentru o sutime de secundă. W7X este un stellarator, un model concurent al tokamak-ului folosit pentru Iter, care se caracterizează printr-o poziționare extrem de complexă a bobinelor pentru a crea câmpul magnetic. „Oferă o alternativă tehnologică care nu trebuie uitată”, avertizează Franck Carré, de la CEA.
De cealaltă parte a Atlanticului, puternicul Institut de tehnologie din Massachusetts (MIT) a intrat în cursă în august 2015. Anunțează dezvoltarea în termen de zece ani de la reactorul ARC (accesibil, robust, compact). Prin utilizarea de noi materiale supraconductoare numite Rebco (oxid de cupru de bariu din pământuri rare), ieșite din laboratoare, centrul de cercetare se asigură că reactorul său va fi mai puternic decât Iter, gigantism mai puțin. Pe plan european, suntem atrași de concept, dar punem lucrurile în perspectivă asigurându-ne că va trebui să lucrăm cel puțin treizeci de ani la acești supraconductori pentru a le folosi într-un mediu industrial.
Acești actori pot retrage Iter în fundal? "Ceea ce este cert este că apariția proiectelor de 100 de milioane de reactor de dolari dăunează imaginii lui Iter și a miliardelor de dolari ale acesteia!" ", Spune Tony Donné. „Așa cum rămâne, Iter rămâne cea mai avansată demonstrație. Este singura mașină care va demonstra o reacție de fuziune, în cazul în care celelalte prototipuri demonstrează doar retenție ", subliniază Franck Carré de la CEA. Nici măcar Stephen Dean, unul dintre fondatorii programului american de fuziune din anii ’1960, acum președinte al asociaților de putere Fusion, nu-l îngroapă pe Iter. El este încântat să vadă că fuziunea revigorează masiv în Statele Unite, dar afirmă că „toate aceste proiecte sunt la ani-lumină de Iter, singurul reactor care se află la doar un pas de producerea de energie electrică” .
O sursă curată de energie
Indiferent dacă Iter este primul care a efectuat fuziunea sau nu, toată lumea este de acord că este vorba despre construcția acestui reactor, considerat de multă vreme imposibil, care a relansat lucrările asupra fuziunii. Pentru Tony Donné, „conștientizarea schimbărilor climatice iminente este favorabilă investițiilor în fuziune”. Jocul merită lumânarea: 10 grame de deuteriu și 15 grame de tritiu, doi izotopi de hidrogen, sunt suficiente pentru a furniza energie unui locuitor al unei țări dezvoltate de-a lungul vieții! Rezervele de deuteriu din ocean au milioane de ani. În ceea ce privește tritiul, acesta este format în reactor din litiu. Un reactor de 1 megawati (echivalentul unei centrale nucleare franceze) ar emite 000 de kilograme de heliu pe an, un gaz inert, ca deșeu. În caz de incident, plasma s-ar dispersa în câteva secunde și reactorul s-ar opri, fără alte consecințe.
Cu toate acestea, fuziunea este, potrivit susținătorilor săi, într-un amestec energetic variat. "În 2100, ar fi trebuit să-și găsească locul în producția mondială de electricitate", prezice Bernard Blanc de la Assystem. Alții menționează chiar 2060. „Diseminarea fuziunii va depinde de bunăvoința comunităților. Cu fuziunea, se rezolvă o problemă majoră a umanității: energia ”, asigură Richard Kamendje, din AIEA. O promisiune făcută lumii de peste șaizeci de ani. Ce se întâmplă dacă această dată ar fi cea potrivită?
Cele cinci proiecte majore în competiție
Iter: cel mai cunoscut(și cea mai scumpă! notă!)
Prima fuziune: 2029
Investitori: Uniunea Europeană, Elveția, Rusia, India, Coreea de Sud, Statele Unite, Japonia, China
Reactorul termonuclear experimental internațional (ITER), în construcție la Cadarache (Bouches-du-Rhône), este cel mai mare proiect de fuziune din lume, cu un buget de 15 miliarde de euro. Nu va produce energie electrică, dar va permite o mai bună înțelegere a plasmelor pentru a da naștere unui reactor pre-industrial în 2050.
General Fusion: cel mai simplu
Primul reactor: 2025
Investitori: Bezos Expeditions, Cenovus, fondul de avere suveran din Malaezia ...
Înființată în Canada, în apropiere de Vancouver, General Fusion a început să adopte un model de fuziune testat în anii 1970. Aceasta presupune menținerea plasmei prin închidere magnetică, precum Iter, și prin confecție inerțială precum Laserul Megajoule, la Barp (Gironde). Dar, deoarece laserele sunt scumpe, General Fusion le înlocuiește cu pistoane cu aburi, o soluție mai robustă și mai economică.
Lockheed Martin: cel mai misterios
Reactor comercial: 2020
investitor: Lockheed Martin *
Când marele conglomerat american de apărare și aerospațial a decis să investească în fuziunea nucleară, a surprins pe toată lumea. Mai ales că Lockheed Martin susține că poate să comercializeze un reactor în mai puțin de cinci ani. Dincolo de furnizarea de energie, multinaționala se asigură că reactorul său va fi utilizat pentru propulsie marină, aeriană și spațială.
MIT: cel mai credibil
Prototip: 2025
Investitor: Departamentul de Energie al Statelor Unite
Celebrul Institut de Tehnologie din Massachusetts (MIT) are și proiectul său de fuziune: reactorul ARC. Este foarte asemănător cu Iter, cu diferența că folosește materiale superconductive de nouă generație. Ei ar crea un reactor mai mic și mai puternic. Faptul rămâne că aceste materiale noi tocmai au ieșit din laboratoare. Acestea vor trebui totuși testate într-un mediu industrial.
Tri Alpha: cea mai senzațională
Nicio dată specifică
investitori: Goldman Sachs, Vulcan Capital, Venrock ...
Compania americană Tri Alpha a provocat senzație la sfârșitul anului 2015 prin menținerea unei plasme de 10 milioane de grade Celsius pentru cinci milisecunde. Un fapt despre care am considerat că este rezervat marilor institute de cercetare și nu unei mici start-up-uri. Tri Alpha vrea să meargă mai departe decât ceilalți, creând o fuziune fără producerea de neutroni, care dăunează mașinilor.
* Faptul că liderul apărării mondiale este atât de interesat de fuziune este foarte emblematic în ceea ce ar trebui să fie lumea odată ce fuziunea va fi sub control:război total pentru mediu.
