Une chaleur d’étoile, sur Terre
Des équipes britanniques sont parvenues à maintenir un plasma de fusion à des températures avoisinant 35 millions de degrés Celsius, soit au‑delà de la chaleur au cœur du Soleil. Ce jalon est l’aboutissement de décennies d’efforts pour reproduire, sur notre planète, le mécanisme qui alimente les étoiles. Ce qui n’était qu’une ambition de laboratoire dans les années 1990 devient peu à peu un outil maîtrisé.
Où l’exploit a-t-il eu lieu ?
Le résultat a été obtenu sur MAST Upgrade, un tokamak sphérique opéré par l’UK Atomic Energy Authority (UKAEA) au Culham Centre for Fusion Energy (Oxfordshire). Codéveloppé avec la Communauté européenne de l’énergie atomique, c’est aujourd’hui le plus grand dispositif de ce type en service. Entré en fonction en 2020 après une modernisation de sept ans, l’appareil dispose de systèmes de contrôle magnétique plus fins et de la capacité de soutenir des impulsions de plasma plus longues.
Stabiliser un plasma capricieux
L’un des obstacles majeurs de la fusion est la gestion des instabilités thermiques qui surgissent au bord du plasma, appelées ELMs (Edge Localised Modes). Ces bouffées d’énergie peuvent abîmer les composants coûteux du réacteur et interrompre l’expérience. L’équipe de MAST Upgrade a utilisé des bobines de Perturbations Magnétiques Résonantes (RMP) pour les supprimer totalement dans une configuration de tokamak sphérique, une première. Cette approche, fondée sur l’application de champs magnétiques 3D à la périphérie du plasma, ouvre la voie à un fonctionnement plus stable, plus prévisible et plus sûr des futures machines.
Comment “fabriquer” un soleil artificiel
Dans un tokamak, des isotopes de l’hydrogène sont enfermés par un champ magnétique torique. Chauffé à des dizaines de millions de degrés, le gaz devient plasma et les noyaux fusionnent, libérant une énorme quantité d’énergie. MAST Upgrade montre qu’il est possible d’atteindre ces températures extrêmes tout en maîtrisant les instabilités critiques, un prérequis pour transformer des expériences de laboratoire en centrales électriques.
Une aventure commencée dans les années 1990
MAST trouve ses origines dans l’expérience START. Le design initial a été élaboré entre 1995 et 1997, et le premier plasma a été obtenu en 1999. La refonte “Upgrade” (de 2013 à 2020) a reconfiguré l’installation en profondeur pour améliorer la tenue des impulsions, la performance et la qualité du confinement. Ce parcours illustre la patience et la persévérance nécessaires en fusion, où chaque avancée technique s’inscrit dans le temps long. Les diagnostics ont, eux aussi, progressé: des outils comme les caméras couleur permettent par exemple de repérer instantanément l’émission des impuretés gazeuses injectées, et d’ajuster le plasma en temps réel.
Pourquoi c’est crucial pour l’énergie propre
La fusion promet une énergie décarbonée, sans déchets radioactifs à vie longue, et s’appuie sur des combustibles abondants. L’exploit de MAST Upgrade s’attaque à l’un des défis centraux: maintenir un plasma suffisamment stable et durable pour produire de l’électricité utile. Ces résultats influencent déjà la conception du programme STEP du Royaume‑Uni (environ 2,5 milliards de livres), qui vise une production nette d’électricité par fusion à l’horizon 2040. Chaque progrès dans la maîtrise des champs magnétiques 3D et la suppression des ELMs rapproche une filière industrielle capable d’alimenter durablement nos réseaux.
Et maintenant ?
La stabilisation complète des ELMs dans un tokamak sphérique n’est pas qu’un record: c’est un levier d’ingénierie pour les réacteurs de prochaine génération. En combinant des impulsions plus longues, un contrôle magnétique fin et des diagnostics avancés, les chercheurs dessinent le profil d’installations capables de fonctionner de manière continue et économiquement viable. La trajectoire est claire: transformer une prouesse scientifique en infrastructure énergétique à grande échelle.
FAQ
La fusion et la fission, quelle différence ?
La fission scinde des noyaux lourds (uranium, plutonium), alors que la fusion assemble des noyaux légers (isotopes de l’hydrogène). La fusion ne peut pas connaître d’emballement de type “fonte du cœur” et ne génère pas de déchets à vie longue.
D’où vient le combustible de la fusion ?
Principalement du deutérium (présent dans l’eau de mer) et du tritium. Ce dernier sera produit in situ dans des blanquettes au lithium bombardées par les neutrons issus de la réaction, afin d’assurer l’autosuffisance en combustible.
Un tokamak sphérique, c’est quoi l’avantage ?
Sa géométrie plus compacte permet, à taille comparable, un champ magnétique plus efficace et un beta (pression du plasma relative au champ) plus élevé, ce qui peut réduire la taille et le coût des futures centrales.
Que se passe-t-il en cas d’arrêt d’urgence ?
Le plasma s’éteint en quelques secondes si les champs magnétiques cessent, la quantité d’énergie stockée étant limitée. On parle d’un système intrinsèquement sûr: pas de réaction en chaîne, pas de combustible massif à refroidir.
Quand verra-t-on de l’électricité de fusion sur le réseau ?
Des projets pilotes comme STEP visent la fin des années 2030‑2040 pour une démonstration à l’échelle du réseau. Le déploiement large dépendra des progrès sur la durabilité des matériaux, la gestion du tritium et l’économie des installations.
