Un nouveau mélange permet de chauffer le plasma pour la fusion nucléaire bien plus rapidement et efficacement.
Photo : L'intérieur du tokamak JET à la centrale électrique d'Oxfordshire, au Royaume-Uni. Un tokamak est un appareil qui confine et manipule le plasma dans un réacteur de fusion.
La fusion nucléaire, où des noyaux atomiques légers fusionnent, est vue comme une source d'énergie quasi illimitée, celle qui alimente le Soleil. Cependant, elle exige des températures extrêmes, jusqu'à 150 millions de degrés Celsius. Chauffer et maintenir le plasma à cette température dans un réacteur demande une expertise scientifique et technique de pointe.
Le plasma confiné est un mélange des isotopes de l'hydrogène, deutérium et tritium. Une méthode courante de chauffage repose sur la résonance électromagnétique induite par des ondes radio et micro-ondes. Cette technique a été co-développée par des experts de l'Académie royale militaire (KMS) de Bruxelles, qui étudient la fusion depuis des décennies. Aujourd'hui, en collaboration avec des scientifiques européens et américains, les chercheurs belges l'ont perfectionnée en ajoutant une infime quantité d'hélium-3, un isotope rare du gaz noble, au plasma.
Les physiciens ont utilisé un mélange d'hydrogène ordinaire et de deutérium pour leurs tests. « Après ajout de l'hélium-3, le plasma s'est échauffé beaucoup plus rapidement et efficacement », explique Jef Ongena, directeur de recherche au laboratoire de physique des plasmas du KMS. « Bien qu'infime, l'hélium-3 agit comme un relais pour l'énergie des ondes radio. » Ongena et son équipe ont conduit plusieurs expériences au réacteur expérimental JET près d'Oxford, au réacteur de l'Université de Groningen et au Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Boston.
Ces résultats sont une avancée majeure pour ITER, le gigantesque réacteur expérimental en construction dans le sud de la France. Le plasma y contiendra inévitablement des impuretés, qui pourraient optimiser le chauffage. L'objectif d'ITER est de produire dix fois plus d'énergie qu'il n'en faut pour chauffer le plasma : toute amélioration est donc précieuse.
