Un nouveau pas vers la maîtrise de la fusion nucléaire
Chambre de confinement du plasma © EPFL
une méthode inédite et efficace: des physiciens ont réussi à prévenir la formation d’instabilités à l’intérieur d’un réacteur à fusion nucléaire. Ils franchissent une nouvelle étape vers la réalisation du futur réacteur ITER.
Les chercheurs sont parvenus à stopper la croissance des instabilités au cœur d’un réacteur à fusion, une prouesse inédite ! Comment y sont-ils parvenus ? Retour sur cette énergie aussi prometteuse que complexe à maîtriser.
La fusion cherche à reproduire l’énergie du Soleil dans un réacteur. Lorsqu’il est chauffé à plusieurs millions de degrés, le gaz devient ce qu’on appelle un plasma. Il arrive qu’une instabilité apparaisse, grandisse et perturbe assez le plasma pour que celui-ci vibre, malgré le champ magnétique utilisé pour le contenir. S’il touche les parois du réacteur dans lequel il se trouve, le plasma se refroidit rapidement et crée alors des forces électromagnétiques importantes dans la structure de la machine.
Le défi était de réduire les instabilités à l’intérieur même du plasma pour qu’elles ne croissent pas, tout en permettant au réacteur de fonctionner. Il fallait donc travailler avec la configuration particulière des réacteurs, où le plasma est très fortement confiné par le champ magnétique. Jonathan Graves et ses collègues du Centre de recherches en physique des plasmas de l’EPFL ont ajusté une antenne qui émet un rayonnement électromagnétique pour juguler ces instabilités à leur apparition directement dans la région où elles se forment, sans perturber le reste de l’installation.
De la théorie à la pratique
Les physiciens ont d’abord réalisé des simulations pour vérifier dans quelle mesure la fréquence du rayonnement et l’endroit où il est appliqué permet de supprimer les instabilités. Ensuite, ils ont réalisé des tests pour confirmer leurs calculs. L’intérêt de leur approche est d’avoir utilisé des antennes servant à chauffer le plasma et déjà présentes dans le Joint european torus (JET), le plus grand réacteur en fonction actuellement. Résultat surprenant, les simulations et les tests ont montré qu’il est possible de combiner chauffage et suppression des instabilités en dirigeant le rayonnement non pas exactement au centre du plasma, mais légèrement à côté.
Les prochaines étapes consistent à ajouter un système de détection pour permettre de neutraliser les instabilités en temps réel sur de plus longues durées. Ces avancées pourront ensuite être implémentées sur le réacteur à fusion ITER, en développement dans le Sud de la France.
Source :
Control of magnetohydrodynamic stability by phase space engineering of energetic ions in tokamak plasmas, J.P. Graves, I.T. Chapman, S. Coda, M. Lennholm, M. Albergante & M. Jucker, Nature Commun. *3*, 624 (2012).
DOI: 10.1038/ncomms1622
Liens :
http://crpp.epfl.ch/
http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n1/full/ncomms1622.html