Grâce à un changement matériel, le réacteur à fusion nucléaire KSTAR, en Corée du Sud, parvient à maintenir une température de 100 millions de degrés pendant 30 secondes. Une prouesse.

En reprenant le fonctionnement des étoiles, la fusion nucléaire promet une source d’énergie propre, puissante et quasi illimitée. Mais cette promesse se situe dans un avenir lointain, voire très lointain, tant il y a d’obstacles à surpasser : il faut tout à la fois que le réacteur soit stable et puissant. Or, la fusion nucléaire est si instable qu’il est délicat d’obtenir suffisamment d’énergie sur un temps suffisamment long. Il faut atteindre le seuil d’ignition, pour produire plus d’énergie qu’on en insère.

En ligne de mire, le projet ITER : installé en France, et fruit d’une collaboration entre plusieurs pays, son entrée en activité est prévue à l’horizon 2030. D’ici là, d’autres projets de recherche permettent d’appréhender cette technologie. Par exemple, celui situe en Corée du Sud est déjà très à la pointe. Ce « tokamak » — terme donné à ce type spécifique de réacteur à fusion nucléaire — avait battu un record en 2020. Désormais, depuis la fin 2023, ce réacteur baptisé KSTAR a vu ses performances être encore accrues.

Un diverteur, et ça repart !

Les tokamaks ressemblent, par leur forme, à des donuts. La réaction de fusion nucléaire est obtenue grâce à la génération d’un plasma (comme dans les étoiles) : le gaz est chauffé, grâce à du confinement magnétique, jusqu’à ce que l’hydrogène entre en fusion. Mais il faut ensuite transformer ce plasma en énergie utilisable, d’où l’importance de stabiliser les conditions du réacteur sur le temps long, en plus d’obtenir une puissance énergétique suffisante pour allumer davantage qu’une ampoule.

Le tokamak, réacteur à fusion nucléaire, KSTAR. Installé en Corée du Sud. // Source : Korea Institute of Fusion Energy (KFE)
Le tokamak, réacteur à fusion nucléaire, KSTAR. Installé en Corée du Sud. // Source : Korea Institute of Fusion Energy (KFE)

C’est là que KSTAR s’est grandement amélioré, fin 2023, d’un point de vue matériel. Les équipes ont été en mesure de remplacer le diverteur. Situé sur les bords du réacteur, un diverteur peut être comparé à une sorte de pot d’échappement : ce dispositif permet d’évacuer les gaz d’échappement, les impuretés, les cendres ; en clair, il sert à améliorer la stabilité interne. De fait, celui-ci est placé à l’intérieur du réacteur, au contact constant d’un plasma, et doit donc résister à des températures mirobolantes.

Si le diverteur initial était en carbone, le nouveau diverteur, dont le développement a démarré en 2018, est composé de tungstène. Ce matériau métallique est connu pour sa capacité à résister aux plus fortes chaleurs. Le diverteur du futur réacteur ITER sera également en tungstène.

Grâce à ce diverteur capable de mieux supporter le plasma, la température de 100 millions de degrés a pu être prolongée plus longtemps, jusqu’à 30 secondes. Ce n’est bien entendu qu’un début. Les scientifiques du KSTAR estiment qu’il serait possible de multiplier par dix cette durée, jusqu’à 300 secondes, vers la fin 2026.


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