Avec 192 lasers et des températures plus de trois fois supérieures à celles du centre du soleil, les scientifiques ont franchi – au moins pendant une fraction de seconde – une étape clé sur la longue route vers une énergie de fusion presque sans pollution.

Les chercheurs du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Lab, en Californie, ont réussi à déclencher une réaction de fusion qui s’est maintenue brièvement – un exploit majeur car la fusion exige des températures et des pressions si élevées qu’elle s’éteint facilement.

L’objectif ultime, qui ne sera pas atteint avant plusieurs années, est de produire de l’énergie de la même manière que le soleil produit de la chaleur, en rapprochant tellement les atomes d’hydrogène qu’ils se combinent en hélium, ce qui libère des torrents d’énergie.

Une équipe de plus de 100 scientifiques a publié les résultats de quatre expériences qui ont permis d’obtenir ce que l’on appelle un plasma brûlant dans la revue Nature de mercredi. Grâce à ces résultats, ainsi qu’aux résultats préliminaires annoncés en août dernier à la suite d’expériences de suivi, les scientifiques affirment être sur le point de réaliser une avancée encore plus importante : l’allumage. C’est à ce moment-là que le combustible peut continuer à « brûler » de lui-même et produire plus d’énergie que ce qui est nécessaire pour déclencher la réaction initiale.

« Nous sommes très proches de cette prochaine étape », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Alex Zylstra, physicien expérimental à Livermore.

La fusion nucléaire met en contact deux types d’hydrogène présents dans les molécules d’eau. Lorsqu’ils fusionnent, « une petite quantité (milligrammes) de combustible produit d’énormes quantités d’énergie et c’est également très « propre » en ce sens que cela ne produit aucun déchet radioactif », a déclaré Carolyn Kuranz, physicienne expérimentale des plasmas à l’université du Michigan, qui n’a pas participé à la recherche. « Il s’agit en fait d’une énergie propre et illimitée qui peut être déployée partout », a-t-elle ajouté.

Les chercheurs du monde entier travaillent sur cette technologie depuis des décennies, en essayant différentes approches. Trente-cinq pays collaborent à un projet dans le sud de la France, le réacteur thermonucléaire expérimental international, qui utilise d’énormes aimants pour contrôler le plasma surchauffé. Le réacteur devrait commencer à fonctionner en 2026.

Des expériences antérieures menées aux États-Unis et au Royaume-Uni ont réussi à faire fusionner des atomes, mais n’ont pas atteint l’auto-échauffement, a déclaré Steven Cowley, directeur du Princeton Plasma Physics Laboratory, qui n’a pas participé à cette étude.

Mais ne comptez pas encore sur la fusion.

« Le résultat est scientifiquement très excitant pour nous », a déclaré le coauteur de l’étude Omar Hurricane, scientifique en chef du programme de fusion de Lawrence Livermore. « Mais nous sommes encore loin de l’énergie utile ».

Peut-être des décennies, a-t-il dit.

Il a déjà fallu plusieurs années à l’intérieur d’un laboratoire tout droit sorti de Star Trek – l’un des films a utilisé le laboratoire comme fond visuel pour la salle des machines de l’Enterprise – et de nombreuses tentatives infructueuses pour en arriver là. Un ajustement qui a aidé : Les chercheurs ont agrandi la capsule de combustible d’environ 10 %. Elle a maintenant la taille d’un BB.

Cette capsule tient dans une minuscule boîte en métal doré sur laquelle les chercheurs dirigent 192 lasers. Ils la chauffent à environ 100 millions de degrés, créant à l’intérieur de la capsule une pression supérieure de 50 % à celle qui règne au centre du soleil. Ces expériences ont créé des plasmas brûlants qui n’ont duré qu’un trillionième de seconde, mais c’était suffisant pour être considéré comme un succès, a déclaré Zylstra.

Dans l’ensemble, les quatre expériences de l’étude de Nature, menées en novembre 2020 et février 2021, ont produit jusqu’à 0,17 mégajoule d’énergie. C’est beaucoup plus que les tentatives précédentes, mais toujours moins d’un dixième de la puissance utilisée pour démarrer le processus, a déclaré Zylstra. Un mégajoule correspond à peu près à l’énergie nécessaire pour chauffer un gallon d’eau à 100 degrés Fahrenheit (38 degrés Celsius).

Les résultats préliminaires d’expériences réalisées plus tard en 2021, qui sont encore examinées par d’autres scientifiques, ont poussé la production d’énergie à 1,3 mégajoule et ont duré 100 trillionièmes de seconde, selon un communiqué de presse du gouvernement. Mais même cela est loin des 1,9 mégajoules nécessaires pour atteindre le seuil de rentabilité.

« Le problème majeur de la fusion est qu’elle est difficile », a déclaré Cowley de Princeton. « Sinon, cela pourrait être la façon parfaite de produire de l’énergie — durable, abondante, sûre et avec un impact minimal sur l’environnement. »

Le département santé et sciences de l’Associated Press reçoit le soutien du département d’éducation scientifique de l’Institut médical Howard Hughes. L’AP est seul responsable de l’ensemble du contenu.