Le plus grand tokamak du monde va être chargé en combustibles nucléaires.
Le réacteur expérimental Joint European Torus (JET) est actuellement le plus grand tokamak existant. Situé au Culham Science Center près d'Oxford au Royaume-Uni, c'est un modèle réduit du futur réacteur ITER, qui doit démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire, considérée comme le Graal énergétique du futur.
Au mois de juin, les chercheurs du JET vont franchir une étape cruciale dans cette quête: le premier test de production d'énergie nucléaire entrepris depuis 1997. Le réacteur va pour cela être chargé de combustibles, en l'occurrence du tritium et du deutérium, deux isotopes de l'hydrogène offrant les meilleurs rendements.
Pour se procurer du deutérium, rien de plus facile: il est abondamment présent dans l'eau de mer et quasi inépuisable. Le tritium, en revanche, se désintègre rapidement et n'est présent dans la nature qu'à l'état de traces.
Les stocks existants, constitués à partir de sous-produits de réacteurs nucléaires de type CANDU, s'élèvent à 20 kilogrammes à peine. Cela sera néanmoins largement suffisant pour le JET, qui va utiliser moins de 60 grammes de tritium, ce dernier étant ensuite naturellement recyclé dans le tokamak.
Imbattable (en théorie)
Diverses combinaisons de combustibles vont être expérimentées (tritium seul, ou mix deutérium-tritium), afin de définir la meilleure option pour le futur réacteur ITER et, en bout de course, pour une exploitation commerciale.
Une injection de quelques fractions de gramme de tritium sera réalisée trois à quatorze fois par jour, en changeant à chaque fois les paramètres (courant, champ magnétique, température, etc.). La réaction ne durera que trois à dix secondes, suffisamment longtemps pour enregistrer les données utiles, explique Nature.
La quantité d'énergie produite par la réaction de fusion est environ 4 millions de fois supérieure à celle de la combustion du gaz, du pétrole ou du charbon, atteste le site d'ITER.
Une centrale à fusion ne consommera que 250 kilos de combustibles chaque année, contre 2,7 millions de tonnes de charbon par an pour une centrale thermique de 1.000 MW. Imbattable sur le plan énergétique.
Contrairement à la fission, la fusion ne génère pas de déchets radioactifs et empêche tout emballement, la quantité de combustibles ne permettant de maintenir la réaction que quelques secondes.
Reste que ces expériences ne garantissent en rien l'avenir de la fusion nucléaire, sur le tapis depuis des dizaines d'années. Le record de rendement (rapport entre l'énergie produite et l'énergie consommée, notée Q), obtenu dans le JET en 2017, est aujourd'hui de 0,67.
Cela signifie que pour l'instant, le réacteur consomme plus d'énergie qu'il n'en produit: l'objectif d'ITER sera de parvenir à un Q égal ou supérieur à 10.