Discussion :

[Anthony]

Le « soleil artificiel » chinois établit un nouveau record en matière de fusion nucléaire avec un réacteur tokamak, en fonctionnant pendant près de 18 minutes à plus de 100 millions de degrés Celsius

Un centre de recherche chinois a réussi à battre son précédent record en menant une expérience de fusion nucléaire. L'Institut des sciences physiques de Hefei mène actuellement des recherches et tente de créer un réacteur de fusion pour produire des quantités massives d'énergie à moindre coût.

Les scientifiques de Hefei ont réussi à mener l'expérience pendant près de 18 minutes (1 066 secondes), ce qui représente un énorme bond en avant par rapport au précédent record de 403 secondes (près de 7 minutes).

Cette avancée intervient alors que les inquiétudes concernant l'impact environnemental de l'intelligence artificielle (IA) ne cessent de croître. En septembre 2024, Sasha Luccioni, experte en IA, a prévenu que l'IA accélère la crise climatique en raison de sa forte consommation d'énergie. L'IA générative consomme en effet de grandes quantités d'énergie et d'eau et émet plusieurs tonnes de dioxyde de carbone par jour, constituant ainsi un danger pour l'environnement.

Pour sa part, le PDG d'OpenAI, Sam Altman, a affirmé que la fusion nucléaire est la réponse aux besoins énergétiques croissants de l'IA. Toutefois, les experts restent sceptiques et affirment que la technologie est hors de portée à l'heure actuelle. Ils estiment notamment que la fusion nucléaire est déjà trop tardive pour faire face à la crise climatique et qu'à court terme, il faudra utiliser les technologies existantes telles que la fission et les énergies renouvelables.

Cependant, grâce à une machine actuellement appelée Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), la fusion nucléaire semble en bonne voie pour être la prochaine étape dans la production d'énergie.

Un tokamak est un dispositif qui utilise un puissant champ magnétique généré par des aimants externes pour confiner le plasma sous la forme d'un tore à symétrie axiale. Le tokamak est l'un des nombreux types de dispositifs de confinement magnétique développés pour produire de l'énergie de fusion thermonucléaire contrôlée. Le concept de tokamak est actuellement l'un des principaux candidats pour un réacteur de fusion pratique.

L'EAST, aussi appelé « soleil artificiel » de la Chine, est doté d'une chambre dans laquelle du gaz est pompé et il crée des quantités massives de pression qui se transforment finalement en plasma. Ce plasma très chaud est ensuite contenu par des aimants et utilisé pour induire une fusion nucléaire. Ce phénomène se produit en permanence au centre de notre système solaire, avec le soleil.

L'Institut affirme que son « but ultime » est de créer « un soleil artificiel » pour offrir à l'humanité « une source d'énergie propre et inépuisable, et permettre l'exploration spatiale au-delà du système solaire ».

Toutefois, le communiqué de presse ne mentionne pas le type de carburant utilisé pour alimenter l'expérience. Si l'énergie utilisée n'est pas propre, la source d'énergie propre qu'elle produit serait nulle et non avenue.

EAST existe depuis 2006 et a servi de plateforme d'essai pour des scientifiques chinois et internationaux dans le domaine de la fusion. L'ensemble du projet s'inscrit dans le cadre d'une collaboration internationale, sous l'égide du groupe International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).

La Chine a fait la démonstration d'un plasma prêt en 1000 secondes en 2021. Ce qui semble avoir changé depuis, c'est la machine elle-même, qui est désormais capable de contenir du « plasma à haut confinement ».

L'annonce de l'Institut des sciences physiques de Hefei est présenté ci-dessous :

L'Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), souvent appelé le « soleil artificiel » de la Chine, a franchi une étape scientifique importante en maintenant le plasma à haut confinement à l'état stable pendant une durée remarquable de 1 066 secondes lundi. Cette performance établit un nouveau record mondial et représente une avancée notable dans la recherche de la production d'énergie de fusion.

La durée de 1 066 secondes est notamment considérée comme une étape clé dans la recherche sur la fusion. Cette percée, réalisée par l'Institut de physique des plasmas (ASIPP), l'Institut des sciences physiques de Hefei (HFIPS) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), dépasse largement le précédent record mondial de 403 secondes, également établi par l'EAST en 2023.

Le but ultime d'un soleil artificiel est de créer une fusion nucléaire similaire à celle qui se produit dans le soleil, offrant ainsi à l'humanité une source d'énergie propre et inépuisable, et permettant l'exploration spatiale au-delà du système solaire.

Les scientifiques du monde entier ont consacré plus de 70 ans à la réalisation de cet objectif. Cependant, pour réussir à produire de l'électricité à partir d'un dispositif de fusion nucléaire, il faut relever des défis majeurs, notamment atteindre des températures supérieures à 100 millions de degrés Celsius, assurer un fonctionnement stable à long terme et garantir une contrôlabilité précise.

« Un dispositif de fusion doit fonctionner de manière stable et à haut rendement pendant des milliers de secondes pour permettre la circulation autonome du plasma, ce qui est essentiel pour la production continue d'électricité dans les futures centrales de fusion », a déclaré SONG Yuntao, directeur de l'ASIPP et vice-président du HFIPS. Il a souligné que le récent record revêtait une importance monumentale, marquant une étape cruciale vers la réalisation d'un réacteur de fusion fonctionnel.

GONG Xianzu, chef de la division EAST Physics and Experimental Operations, a noté que plusieurs systèmes du dispositif EAST ont été améliorés depuis la précédente série d'expériences. Par exemple, le système de chauffage, qui fonctionnait auparavant à une puissance équivalente à celle de près de 70 000 fours à micro-ondes domestiques, a doublé sa puissance de sortie tout en conservant sa stabilité et sa continuité.

Depuis sa mise en service en 2006, EAST a servi de plateforme d'essai ouverte aux scientifiques chinois et internationaux pour mener des expériences et des recherches dans le domaine de la fusion.

La Chine a officiellement rejoint le programme International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) en 2006 en tant que septième membre. Selon l'accord, la Chine est responsable d'environ 9 % de la construction et de l'exploitation du projet - et l'ASIPP est la principale institution de la mission chinoise.

ITER, qui est en cours de construction dans le sud de la France, devrait devenir la plus grande expérience de physique des plasmas par confinement magnétique au monde et le plus grand réacteur expérimental de fusion nucléaire tokamak une fois achevé.

Ces dernières années, EAST a constamment réalisé des avancées révolutionnaires dans le mode de confinement élevé, un mode opérationnel fondamental pour les réacteurs de fusion expérimentaux tels qu'ITER et le futur réacteur chinois d'essai d'ingénierie de fusion (China Fusion Engineering Test Reactor - CFETR). Ces réalisations fournissent des informations et des références inestimables pour le développement des réacteurs de fusion dans le monde entier.

« Nous espérons développer la collaboration internationale par l'intermédiaire d'EAST et mettre l'énergie de fusion au service de l'humanité », a déclaré SONG Yuntao.

À Hefei, dans la province d'Anhui, en Chine, le site d'EAST, une nouvelle génération d'installations expérimentales de recherche sur la fusion est actuellement en cours de construction. Ces installations sont destinées à accélérer le développement et l'application de l'énergie de fusion.

Des entreprises comme OpenAI ont déjà commencé à investir dans l'énergie de fusion nucléaire. L'industrie de l'IA est actuellement confrontée à des besoins énergétiques massifs, Microsoft ayant même rouvert une centrale nucléaire à Three Mile Island.

Cependant, malgré des avancées telles que l'expérience record de la Chine en matière de fusion nucléaire, les experts rappellent qu'il faudrait attendre après 2050 pour que les réacteurs de fusion produisent de l'électricité. C'est notamment le cas du projet ITER, qui doit démontrer que l'énergie de fusion est scientifiquement et techniquement faisable, mais qui accuse des retards considérables tout en étant confronté à de nombreux obstacles financiers. En plus des retards et des dépassements de coûts, l’ITER devrait aussi désormais faire face à la concurrence de ses propres partenaires.

Source : Communiqué de l'Institut des sciences physiques de Hefei

Et vous ?

Quel est votre avis sur le sujet ?
Trouvez-vous cette initiative chinoise judicieuse ou pertinente ?
Pensez-vous que la fusion nucléaire est l'avenir de la production d'énergie ?

Voir aussi :

En France, un tokamak a atteint un nouveau record de fusion de plasma en utilisant du tungstène pour envelopper sa réaction, permettant de maintenir un plasma plus chaud et plus dense plus longtemps

Le concept de fusion "simple et bon marché" soutenu par Bill Gates dépasse la chaleur du soleil dans un moment décisif, le dispositif de fusion Z-pinch est "moins couteux et plus rapide à construire"

Des ingénieurs utilisent l'IA pour obtenir de l'énergie de fusion : ils ont exploité la puissance de l'IA pour prédire et éviter la formation d'un problème de plasma spécifique en temps réel

[Zefling]

ITER, c'est clairement un problème de sous investissement. Quand on trouve que la R&D coûte trop cher pour un technologie du futur, c'est qu'on a aucune vision.
Actuellement 25 milliards il me semble, dont 20% pour la France voit juste 5 milliards sur je ne sais combien d'année. On se rend compte que c'est vraiment pas une priorité.
Je suis sur qu'on balance bien plus d'argent public dans les projets moins ambitieux, voir juste pour sauver des copains des présidents.

[Flupke68]

Pour sa part, le PDG d'OpenAI, Sam Altman, a affirmé que la fusion nucléaire est la réponse aux besoins énergétiques croissants de l'IA.

Encore un qui ne pense qu'à son... (17ème lettre de l'alphabet.)

[marsupial]

L'IA logique ne suffira pas à maîtriser le plasma tellement plus longtemps. Il faut de l'IA quantique plus d'autres détails techniques que je ne préciserai pas ici tant que ce n'est pas mis au point et testé pour produire de l'énergie. Il faut que l'IA logique apprennent l'aléatoire quantique en modélisant un plasma sur un supercalculateur.

[sOuSiX]

ITER, c'est clairement un problème de sous investissement. Quand on trouve que la R&D coûte trop cher pour un technologie du futur, c'est qu'on a aucune vision.
Actuellement 25 milliards il me semble, dont 20% pour la France voit juste 5 milliards sur je ne sais combien d'année. On se rend compte que c'est vraiment pas une priorité.
Je suis sur qu'on balance bien plus d'argent public dans les projets moins ambitieux, voir juste pour sauver des copains des présidents.

A l’époque et c'est surement encore le cas, il y avait des problèmes incompris et irrésolvables de disruptions de plasmas qui endommageaient le réacteur.
JP Petit (scientifique retraité) avait fait un document d'explication : https://www.jp-petit.org/NUCLEAIRE/I...oncee_long.pdf. La conclusion est page 31 pour ceux qui ne veulent pas tout lire.
Pas certain que les chinois fassent mieux.

[Fagus]

ITER, c'est clairement un problème de sous investissement....

J'invite tout le monde à lire la vulgarisation de JP Petit qui est claire et concise, postée par sOuSiX.
Il détaille les deux gros problèmes principaux :
- la physique des plasmas dont les 1ères équations globales ont un siècle est toujours non résolue théoriquement. C'est un gros problème, ça veut dire qu'on ne peut pas théoriser les expérience, les faire, puis comparer les résultats obtenus aux résultats théoriques puisqu'il n'y a pas de prédiction des phénomènes.
- la physique des matériaux n'est pas assez avancée : on ne connait pas de matériaux capables de résister aux conditions auxquelles ils seront soumis, notamment le bombardement neutronique (en gros la matière du réacteur perd ses propriétés physiques)

Il existe d'autres problèmes comme comment récupérer l'énergie produite (ce qui n'est pas envisagé dans iter, et c'est plus compliqué de récupérer qu'en faisant chauffer de l'eau comme dans une chaudière classique), ou comment gérer la radioactivité induite dans les matériaux même du réacteur...

Comme les expériences précédentes ne marchent pas, que les physiciens théoriciens sont bloqués, on s'est dit qu'en refaisant un gros réacteur dont on sait qu'il ne pourra pas produire d'énergie utile, les physiciens auront peut être d'autres idées pour avancer la théorie des plasmas et les matériaux.

Et rien que comme ça, au mieux si les problèmes envisagés depuis un siècle sont résolus tout de suite, on n'aura pas de réacteur à fusion industriel avant 2100 au mieux, le temps de construire un prototype etc.

En bref, c'est juste une expérience, et personne ne sait si ça marchera. ça se trouve, ITER va convaincre que c'est ingérable actuellement et on abandonnera la filière tokamak pendant un moment le temps qu'un jour la théorie progresse.
ITER coûte déjà très cher, et cet argent aurait pu servir à fabriquer des centrales dont on sait qu'elle fonctionnent (les réacteurs à eau pressurisée) et les surgénérateurs dont la physique est connue et qui fonctionneront un jour à plus grande échelle industrielle si on veut que le nucléaire fission ait un avenir. (autre sujet)

La dernière fois que j'ai discuté avec un physicien de la fusion à confinement inertiel laser sur des sphères (un concurrent des tokamaks) (parce qu'il déjeunait avec les gens du labo qui s'en occupaient), il m'a dit qu'ils ont observé un comportement non-linéaire imprévu et que la piste était tombée car ça n'avait pas l'air possible physiquement (alors que mathématiquement ça le semblait, mais les solutions aux équations ne correspondent pas forcément à la réalité comme les racine imaginaires).

[Jules34]

A l’époque et c'est surement encore le cas, il y avait des problèmes incompris et irrésolvables de disruptions de plasmas qui endommageaient le réacteur.
JP Petit (scientifique retraité) avait fait un document d'explication : https://www.jp-petit.org/NUCLEAIRE/I...oncee_long.pdf. La conclusion est page 31 pour ceux qui ne veulent pas tout lire.
Pas certain que les chinois fassent mieux.

Super lecture !

[ddoumeche]

Le « soleil artificiel » chinois établit un nouveau record en matière de fusion nucléaire avec un réacteur tokamak, en fonctionnant pendant près de 18 minutes à plus de 100 millions de degrés Celsius.

18 minutes et 100 millions de degrés sur une surface de 2mm², doivent représenter 10MW pour 90-150MW dépensés, c'est à dire rien du tout. A titre de comparaison, EDF mettait en service en 1955 des centrales de 125MW, fonctionnant H24, 7 jour sur 7.

Et sachant que personne ne sait récupérer l'énergie d'un plasma ni d'un champ neutronique, ce genre d'experience n'a pas beaucoup d'intéret pratique. Or ce problème ne sera pas résolu dans 10 ou 100 ans, si jamais il est résolu, car rien ne dit que la chose soit physiquement ou même théoriquement possible.
Il faut également ajouter que ces tokamaks contiennent autant de radioactivité (20kg de Tritium soit 7,5x10₁₈ Bq) qu'un bête réacteur à fission et régénèreront autant de déchets à longue vie : usure très importante de l'enceinte par le flux de neutrons.

Cela fait prêt de 70 ans que les partisans de la fusion nous promettent la lune, que nous y sommes presque, dans à peine 10 ans : ces 10 ans étant une grande constate de la physique, comme la constante de Plank.

Le discours sur l'énergie propre du futur est à grandement relativiser, ou alors il s'agit d'un futur très lointain.

Effectivement pour moins de 10% de la note (très) salé de la recherche sur la fusion, on aurait sans doute pu mettre au point des systèmes caloriporteurs fiables pour les surgénérateurs. Ou construire des centrales à charbon propre dont EDF ne veut pas.
Mais évidement tout cela vous ne l'entendrez pas à la télé, car il faut bien vous traire.

Cette avancée intervient alors que les inquiétudes concernant l'impact environnemental de l'intelligence artificielle (IA) ne cessent de croître. En septembre 2024, Sasha Luccioni, experte en IA, a prévenu que l'IA accélère la crise climatique en raison de sa forte consommation d'énergie.

Sasha Luccioni, la grande experte woke qui prétend que les algorithmes de reconnaissance faciale sont racistes. A se demander si elle sait réellement comment fonctionnent un réseau de neurones.

L'IA générative consomme en effet de grandes quantités d'énergie et d'eau et émet plusieurs tonnes de dioxyde de carbone par jour,

plusieurs tonnes de dioxyde de carbone par jour, comme c'est inquiétant. Il ne manque qu'à son sketch sur "L'IA et la crise climatique", que les invasions d'extra-terrestres.

Pour sa part, le PDG d'OpenAI, Sam Altman, a affirmé que la fusion nucléaire est la réponse aux besoins énergétiques croissants de l'IA.

La seule chose certaine est que la fusion n'est pas une solution à la demande croissante en énergie, pas plus que l'IA et les vaccins mRNA ne sont une solution au cancer.

ITER, c'est clairement un problème de sous investissement. Quand on trouve que la R&D coûte trop cher pour un technologie du futur, c'est qu'on a aucune vision.
Actuellement 25 milliards il me semble, dont 20% pour la France voit juste 5 milliards sur je ne sais combien d'année. On se rend compte que c'est vraiment pas une priorité.
Je suis sur qu'on balance bien plus d'argent public dans les projets moins ambitieux, voir juste pour sauver des copains des présidents.

25 milliards pour un bidule n'ayant même pas d'échangeur de chaleur et qui ne produira jamais le moindre Kw, les physiciens d'Euratom ne se sentent plus pêter.

ITER faisant partie de l'immmmense gabegie d'argent public qui ont provoqué la faillite du pays, un grand ménage s'impose dans le nucléaire comme dans le reste.

[Mat.M]

Et sachant que personne ne sait récupérer l'énergie d'un plasma ni d'un champ neutronique.

euhhh le LHC du CERN qui est construit sur la frontière entre la Suisse et la France il sert à quoi alors ?

[CosmoKnacki]

Juste au passage: Sans vouloir dévaloriser ses travaux passés de vulgarisation scientifique, Jean-Pierre Petit est également un conspirationniste notoire et qui plus est persuadé que les extra-terrestres sont parmi nous (plusieurs collaborations avec Jean-Claude Bourret à son actif).

[ddoumeche]

euhhh le LHC du CERN qui est construit sur la frontière entre la Suisse et la France il sert à quoi alors ?

Combien de Kw, voir de MW, le LHC récupère-t'il ? quels sont les échangeurs de chaleurs utilisés ?
Je pensais que le LHC était un accélérateur à particules, et non pas une centrale thermique

Juste au passage: Sans vouloir dévaloriser ses travaux passés de vulgarisation scientifique, Jean-Pierre Petit est également un conspirationniste notoire et qui plus est persuadé que les extra-terrestres sont parmi nous (plusieurs collaborations avec Jean-Claude Bourret à son actif).

Et alors ? et si les extra-etrrestres sont parmi nous, grand bien leur fasse.

[Mat.M]

c'est exact oui le LHC est un accélérateur de particules et non une centrale thermique.
D'ailleurs je ne sais pas si c'est techniquement possible de récupérer l'énergie dégagée lors d'une réaction nucléaire.

[ddoumeche]

c'est exact oui le LHC est un accélérateur de particules et non une centrale thermique.
D'ailleurs je ne sais pas si c'est techniquement possible de récupérer l'énergie dégagée lors d'une réaction nucléaire.

Par transfert de chaleur via un liquide caloporteur, on peut : donc eau borée dans le cas des réacteur à fission (le bore est un élément stoppant les neutrons, et donc qui empêche la réaction de fission de s'emballer) ou sodium liquide dans le cas de surgénérateur (mais le sodium a le très gros désavantage d'exploser au contact de l'eau, raison pour laquelle la moitié des surgénérateurs ont connus des accidents graves)

Dans un tokamak sous vide d'air, où le plasma est en suspension, comment faire ? si tu trouves la réponse, tu auras un prix nobel de physique

[tatayo]

Bonjour,

Dans un tokamak sous vide d'air, où le plasma est en suspension, comment faire ? si tu trouves la réponse, tu auras un prix nobel de physique

Par définition le plasma est chaud, donc il émet un rayonnement (infrarouge entre autre).
L'enceinte reçoit ce rayonnement, donc elle chauffe.
Il "suffit" de faire circuler ton fluide caloporteur en contact avec l'enceinte pour récupérer la chaleur.

Pour le Nobel laisse tomber, c'est surfait.

Tatayo.

[ddoumeche]

Bonjour,

Par définition le plasma est chaud, donc il émet un rayonnement (infrarouge entre autre).
L'enceinte reçoit ce rayonnement, donc elle chauffe.
Il "suffit" de faire circuler ton fluide caloporteur en contact avec l'enceinte pour récupérer la chaleur.

Pour le Nobel laisse tomber, c'est surfait.

Tatayo.

Pour confiner ce plasma hautement énergétique, qui a facheuse tendance à libérer des décharges électriques de 15 millions d'ampères, on a opté un revêtement en béryllium de 1 cm d'épaisseur. Métal extrêmement robuste et réservé aux applications nucléaires, et pourtant il sera volatilisé par ces décharges. Ce qui généra beaucoup de dêchets radioactifs, il est prévu de changer ce revêtement une fois par an (si je me souviens bien).

Combien obtiens-tu de KW en sortie de ton plasma à 10 millions de °c ?

[tatayo]

Combien obtiens tu de KW en sortie de ton plasma à 10 millions de °c ?

Perso ? Aucun.
Je n'ai jamais dit qu'un tokamak est une solution d'avenir, juste qu'on peut récupérer de l'énergie d'un plasma, quand bien même celui-ci est dans une enceinte sous vide.
Mais réussir à confiner ce plasma pendant des semaines, récupérer les déchets et produire plus d'énergie que celle qui est déployée, c'est une toute autre histoire.

Est-ce seulement faisable ? Aucune idée, je ne suis pas physicien nucléaire.

Tatayo.

[ddoumeche]

Perso ? Aucun.
Je n'ai jamais dit qu'un tokamak est une solution d'avenir, juste qu'on peut récupérer de l'énergie d'un plasma, quand bien même celui-ci est dans une enceinte sous vide.
Mais réussir à confiner ce plasma pendant des semaines, récupérer les déchets et produire plus d'énergie que celle qui est déployée, c'est une toute autre histoire.

Est-ce seulement faisable ? Aucune idée, je ne suis pas physicien nucléaire.

Tatayo.

Mais peut-être que les gens devraient savoir, en tant que contribuable avec une dette de plus de 75 000€, soit 150000€ par ménage, le prix d'une maison.

Si ce n'est pas faisable, il ne fallait pas le faire avant d'avoir prouver que cela fonctionnait. Tu imagines si on envoyait des fusées Ariane au petit bonheur la Chance, à 100 millions d'euro le lancement ?

[domi65]

@kosmoknacki

Jean-Pierre Petit est également un conspirationniste notoire et qui plus est persuadé que les extra-terrestres sont parmi nous

Tout faux. J.P. Petit ne parle JAMAIS de conspiration mais de bêtise et d’orgueil.
Et en ce qui concerne les extra-terrestres, il ne dit pas qu'il sont parmi nous, mais que la théorie cosmologique qu'il a imaginé permet le voyage d'une région de l'univers à l'autre par des "passages" qui permettent à des extra-terrestres sachant les exploiter de venir nous visiter.

Il est facile de dénigrer quelqu'un en récusant des propos qu'il n'a pas tenus.

[domi65]

@Mat.M

D'ailleurs je ne sais pas si c'est techniquement possible de récupérer l'énergie dégagée lors d'une réaction nucléaire

Récupérer l'énergie dégagée lors d'une réaction nucléaire, c'est ce que font toutes les centrales électriques dites, justement, nucléaires. ;-)

[cmlc2151]

"Juste au passage: Sans vouloir dévaloriser ses travaux passés de vulgarisation scientifique, Jean-Pierre Petit est également un conspirationniste notoire et qui plus est persuadé que les extra-terrestres sont parmi nous (plusieurs collaborations avec Jean-Claude Bourret à son actif). "

Un grand nombre de scientifiques croient en Dieu !! sans pour autant être disqualifiés comme scientifiques.