Des chercheurs réalisent une avancée majeure vers une source d’énergie quasi illimitée : ‘Nous ouvrons la voie à une nouvelle ère’.

Recherche en énergie nucléaire à Nottingham

Des chercheurs de l’Université de Nottingham au Royaume-Uni explorent de nouvelles possibilités de combiner deux métaux, le tungstène et le cuivre, grâce à une impression 3D avancée. Ces deux métaux possèdent des propriétés essentielles pour les composants des réacteurs à fusion, mais leur association s’est révélée complexe.

Un enjeu crucial pour la fusion

La fusion nucléaire pourrait permettre au Royaume-Uni d’atteindre son objectif ambitieux de créer une centrale de fusion d’ici 2040. Le projet s’intitule “Design of Interfaces for Additively Engineered Metamaterial” (DIADEM) et mobilise des spécialistes provenant d’agences et d’entreprises énergétiques britanniques, notamment Rolls-Royce. Cela arrive à un moment où la demande énergétique mondiale augmente, les tarifs énergétiques aux États-Unis, par exemple, augmentant deux fois plus vite que l’inflation.

Les réactions de fusion, le même processus atomique qui alimente le soleil, génèrent une chaleur atteignant 100 millions de degrés. Pour contenir cette chaleur, des chambres spéciales sont nécessaires. Cette chaleur est ensuite utilisée pour créer de la vapeur, laquelle alimente une turbine pour la production d’électricité. L’un des principaux avantages de la fusion est qu’elle offre une énergie presque illimitée tout en évitant la pollution de l’air, les déchets radioactifs de longue durée et les risques de fusion, selon l’Agence internationale de l’énergie atomique.

Des défis à relever

Un des principaux défis réside dans le maintien des réactions à un coût raisonnable. En ce qui concerne les métaux, le tungstène se caractérise par sa résistance, tandis que le cuivre est très conducteur même à des températures élevées, ce qui les rend adaptés aux machines de fusion. Toutefois, leurs différents points de fusion complicate la tâche de les unir.

Comme l’a souligné le professeur Richard Hague de Nottingham, joindre deux métaux dissemblables représente un problème majeur pour le secteur de la fusion. Pour y remédier, l’équipe utilise une technologie de fusion par laser sur lit de poudre multi-métaux. Les matériaux sont ainsi imprimés en 3D à partir de la base, se mêlant au niveau moléculaire pour créer un métamatériau.

Perspectives prometteuses

Les experts espèrent ainsi obtenir des métaux adaptés aux réacteurs de fusion, capables de résister à des conditions extrêmes sans se fissurer ou montrer des signes de stress. Kedar Pandya, expert dans le projet et directeur exécutif pour la stratégie du Conseil de recherche en ingénierie et sciences physiques du Royaume-Uni, a déclaré que ce projet aiderait à surmonter l’un des défis les plus difficiles de l’énergie de fusion.

Remarques sur l’énergie nucléaire

L’énergie nucléaire demeure un sujet de controverses. Selon des rapports, les réacteurs à fission traditionnels fournissent environ 20% de l’électricité aux États-Unis. Bien que, comme la fusion, la fission n’émette pas de pollution atmosphérique, elle génère des déchets radioactifs à longue durée de vie et des risques bien documentés de fusion.

Les déchets nucléaires, souvent décrits à tort comme une sorte de boue, se présentent en réalité sous forme de petites pellets céramiques. Chaque année, les États-Unis produisent suffisamment de déchets pour remplir une piscine olympique. Les défenseurs de l’énergie nucléaire soutiennent que ces déchets peuvent être gérés efficacement et que les accidents sont rares.

D’un autre côté, selon le Union of Concerned Scientists, la sécurité, la protection et les coûts sont des obstacles à la technologie nucléaire. Les projets peuvent s’élever à des milliards de dollars sans assurer une production d’énergie constante. De plus, des études récentes ont montré que les projets solaires et éoliens constituent des sources de développement d’énergie plus rapides et moins coûteuses.

Conclusion

Au sein de l’Université de Nottingham, le projet DIADEM est encore à ses débuts. Si l’équipe parvient à unir le tungstène et le cuivre, elle pourrait développer un nouveau matériau qui transformerait la fusion en une source d’énergie durable.

FAQ

Quels sont les principaux avantages de la fusion nucléaire ?

La fusion nucléaire pourrait fournir une énergie quasi illimitée sans polluer l’air ni produire de déchets radioactifs de longue durée, tout en minimisant les risques d’accidents.

Qu’est-ce que l’impression 3D avancée dans ce contexte ?

Il s’agit d’utiliser une technologie de fabrication additive pour créer des matériaux en combinant différents métaux au niveau moléculaire, ce qui permet de développer des métamatériaux adaptés aux conditions extrêmes des réacteurs de fusion.

Quelle est la différence entre fusion et fission ?

La fusion consiste à combiner des atomes pour libérer de l’énergie, comme dans le soleil, tandis que la fission se base sur la division d’atomes lourds, ce qui génère souvent des déchets radioactifs.

Pourquoi le cuivre et le tungstène sont-ils choisis ?

Le cuivre est excellent pour la conduction électrique et le tungstène est très résistant à la chaleur. Ensemble, ils pourraient offrir des propriétés optimales pour les composants des réacteurs de fusion.

Quelles alternatives à l’énergie nucléaire sont considérées comme plus durables ?

Les sources d’énergie renouvelable comme le solaire et l’éolien sont souvent citées comme des alternatives plus rapides et moins coûteuses, elles répondent à une demande énergétique croissante tout en étant plus respectueuses de l’environnement.