La fusion nucléaire, cette technologie qui pourrait un jour fournir une énergie propre et quasi illimitée, vient de faire un grand pas en avant. Des scientifiques ont enfin trouvé une solution à un casse-tête qui durait depuis 70 ans. Résultat: on pourra bientôt construire des réacteurs à fusion plus simples et plus efficaces.
Une équipe internationale a mis au point une méthode nouvelle pour mieux contrôler les particules à l'intérieur des réacteurs. Cette avancée, publiée dans la revue
Physical Review Letters, s'appuie sur une idée tirée de la physique appelée "théorie des symétries". Grâce à elle, les chercheurs peuvent créer les champs magnétiques nécessaires au fonctionnement des réacteurs beaucoup plus facilement.
Les réacteurs appelés "stellarators", très compliqués à construire, profitent particulièrement de cette méthode. On peut désormais concevoir leur système magnétique dix fois plus vite, sans perdre en précision. Cela fait gagner énormément de temps et d'argent.
Dans un réacteur à fusion, des particules appelées "particules alpha" sont libérées pendant la réaction. Malheureusement, elles ont tendance à s'échapper, ce qui réduit le rendement du réacteur. La nouvelle méthode permet de mieux les garder à l'intérieur, ce qui améliore les performances.
Jusqu'ici, les chercheurs utilisaient les lois classiques de Newton pour faire leurs calculs. Mais c'était très long et compliqué. La nouvelle méthode permet de repérer rapidement les faiblesses du champ magnétique qui confine le plasma.
Et ce n'est pas tout: cette technique pourra aussi servir pour les tokamaks, un autre type de réacteur à fusion. Ces appareils ont un autre souci: des électrons s'échappent parfois violemment, ce qui peut les endommager. La découverte pourrait aussi aider à régler ce problème.
Ce progrès est prometteur: il pourrait accélérer l'arrivée de l'énergie de fusion dans nos vies. Une énergie propre, sans déchets radioactifs à long terme, et avec des réserves quasi infinies. Les chercheurs pensent même déjà à des applications concrètes.
Comment fonctionne un réacteur à fusion nucléaire ?
Un réacteur à fusion cherche à copier ce qui se passe dans le Soleil. Il fait fusionner des noyaux d'atomes légers, comme ceux de l'hydrogène, pour libérer de l'énergie.
Mais il faut pour cela chauffer le gaz (appelé plasma) à des millions de degrés. Pour que le plasma ne touche pas les parois du réacteur, on l'enferme dans un champ magnétique très puissant.
Les réacteurs comme les stellarators ou les tokamaks utilisent ces champs pour garder le plasma en place. La nouvelle méthode aide à mieux concevoir ces champs, donc à faire des réacteurs plus efficaces.
Grâce à elle, l'énergie de fusion pourrait bientôt devenir une vraie solution aux problèmes énergétiques mondiaux.
La théorie des symétries
En physique, la théorie des symétries aide à repérer ce qui ne change pas dans un système, même quand on il subit une transformation. Par exemple, si on tourne un cercle, il reste un cercle: c'est une symétrie.
Les scientifiques utilisent cette idée pour simplifier des problèmes compliqués. Dans le cas de la fusion, elle permet de calculer plus vite comment faire des champs magnétiques efficaces.
Les symétries sont présentes partout en physique, depuis les atomes jusqu'aux étoiles. Elles ont même permis de grandes découvertes, comme celle des quarks.
En les appliquant à la fusion nucléaire, on voit à quel point cette théorie peut aider à résoudre des problèmes concrets... et à préparer l'avenir de l'énergie.