- Le tokamak WEST du CEA en France a maintenu un plasma pendant 1 337 secondes le 12 février, soit plus de 22 minutes, battant ainsi le record du monde de durée de plasma dans un tokamak
- Cette durée est 25 % plus longue que le précédent record établi quelques semaines plus tôt par EAST en Chine, montrant que les techniques de contrôle du plasma sur de longues durées gagnent en maturité
- Pour que des dispositifs comme ITER passent à un stade expérimental réellement exploitable, il faut stabiliser longtemps un plasma naturellement instable, et les composants en contact avec le plasma doivent aussi résister aux problèmes de rayonnement et de contamination
- WEST est une installation située à CEA Cadarache dans le sud de la France, qui s’appuie sur des bobines supraconductrices et des composants à refroidissement actif pour permettre des expériences de plasma longue durée
- Les expériences doivent ensuite conduire à des durées encore plus longues et à des températures plus élevées, mais pour que la fusion nucléaire contribue fortement à la neutralité carbone en 2050, des défis techniques et la démonstration de la viabilité économique restent à relever
Le record de 1 337 secondes établi par WEST
- WEST a maintenu un plasma pendant 1 337 secondes le 12 février
- soit une durée de plus de 22 minutes
- un résultat 25 % supérieur au précédent record atteint quelques semaines plus tôt par EAST en Chine
- Ce tokamak est situé à CEA Cadarache, dans le sud de la France, et fait partie des installations de tokamak de taille moyenne du consortium EUROfusion
- Ce résultat est considéré comme un signe de maturité accrue des connaissances et du contrôle technique des plasmas de longue durée
- Une longue durée de maintien constitue une étape clé pour des dispositifs comme ITER
- ITER doit maintenir un plasma de fusion pendant plusieurs minutes
- l’objectif est de contrôler un plasma naturellement instable
- en parallèle, les composants faisant face au plasma doivent résister au rayonnement sans provoquer de panne ni de contamination du plasma
- WEST a injecté une puissance de chauffage de 2 MW tout en maintenant un plasma d’hydrogène pendant plus de 20 minutes
- À l’avenir, les expériences sur WEST doivent être renforcées avec pour objectif des durées de plasma très longues, un fonctionnement cumulé de plusieurs heures et des températures de plasma plus élevées
Place et limites des expériences internationales sur la fusion
- WEST est une installation exploitée sur la base de plusieurs décennies d’expérience accumulée par le CEA dans la recherche sur les plasmas de tokamak
- des chercheurs du monde entier utilisent WEST
- parmi les caractéristiques clés qui rendent possible le plasma longue durée figurent les bobines supraconductrices et les composants à refroidissement actif
- WEST s’inscrit dans une dynamique internationale de recherche aux côtés de plusieurs grandes expériences de fusion
- le JET britannique a été arrêté fin 2023 et détient le record d’énergie de fusion
- le JT-60SA japonais, EAST en Chine, KSTAR en Corée et le dispositif de référence ITER sont également mentionnés
- L’objectif ultime de la recherche sur la fusion est de contrôler un plasma naturellement instable
- elle utilise moins de ressources et de combustible que la fission
- elle ne produit pas de déchets radioactifs à longue durée de vie
- La méthode de production d’énergie la plus avancée est la fusion par confinement magnétique
- un champ magnétique puissant confine le plasma dans un tore
- le plasma est chauffé jusqu’à la fusion des noyaux d’hydrogène
- JET a déjà produit une puissance de fusion de 15 MW pendant quelques secondes
- La France, qui accueille WEST et ITER, est en bonne position pour héberger le premier prototype de réacteur à fusion
- La production d’énergie de fusion à grande échelle nécessite de lourdes infrastructures, ce qui rend difficile une contribution majeure à la neutralité carbone en 2050
- plusieurs défis techniques restent à surmonter
- la viabilité économique de ce mode de production d’énergie doit encore être démontrée
1 commentaires
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Faire de la fusion nucléaire en apesanteur réglerait en quelque sorte le problème du confinement, mais le problème serait de créer les conditions de fusion en apesanteur.
La méthode la plus simple consisterait probablement à rassembler suffisamment de matière en un seul endroit pour que la gravité elle-même crée les conditions de fusion, mais la centrale deviendrait alors trop puissante pour être placée sur Terre et devrait se trouver extrêmement loin pour des raisons de sécurité.
Il resterait ensuite le problème de renvoyer l’électricité vers la Terre, mais il semble possible de collecter des photons à une distance sûre du point de fusion et de récupérer l’énergie sans s’en approcher trop.
Si elle n’est pas dirigée et rayonne dans toutes les directions, seule une infime partie des photons produits atteindra la Terre.
Pour utiliser ces photons à des fins utiles, il faut les collecter ; sinon, ils ne feront que réchauffer la Terre.
Si, à cause de la distance de sécurité, la source est plus loin ou plus proche que l’orbite géostationnaire, on ne pourra pas toujours la voir, ce qui créera une sorte de « nuit » ; il faudra donc des collecteurs répartis un peu partout sur Terre.
Il y a aussi le problème d’effets comme une forte humidité atmosphérique, qui absorbe ou diffuse les photons et réduit l’efficacité des collecteurs.
Ce serait possible, mais la capacité maximale réelle resterait probablement assez limitée, et l’ensemble du processus serait très inefficace par rapport à l’énergie totale de fusion.
Comme les zones fortement irradiées seraient probablement plus chaudes, les gens pourraient même choisir d’y partir en vacances.
En plus, il faudrait gérer le problème à trois corps, et même du côté tourné vers le réacteur, les nuages empêcheraient les photons de passer.
« Une amélioration de 25 % par rapport au précédent record établi il y a quelques semaines par EAST en Chine » : cette course aux armements de la fusion est bienvenue.
Pour une technologie qu’on disait toujours être « dans 20 ans », atteindre 22 minutes est vraiment impressionnant, et ça donne envie de creuser les défis techniques de la fusion.
Ce réacteur n’avait pas non plus de dispositif pour récupérer l’énergie ni pour utiliser les neutrons afin de produire du tritium.
Cela reste impressionnant et encourageant.
Il existe des technologies réellement possibles, mais extrêmement difficiles, qui nécessitent des décennies d’efforts continus.
Dans notre domaine, on peut citer la résolution de la compréhension du langage naturel par des ordinateurs numériques, qui est désormais une réalité.
Le triple produit a augmenté plus vite que la loi de Moore au cours des 50 dernières années.
Pourtant, les gens continuent de tourner la recherche sur la fusion en dérision ; certaines choses prennent simplement du temps.
Je recommande cette excellente critique du très bon livre « The future of fusion energy » : https://www.astralcodexten.com/p/your-book-review-the-future...
Cela dit, la loi de Moore est une loi portant sur une industrie déjà existante ; avant cela, rendre l’informatique possible exigeait des améliorations de plus d’un facteur 10^6 dans plusieurs technologies.
Cela signifie qu’une réduction linéaire produit des gains exponentiels, mais on ne voit pas ce genre de relation linéaire/quadratique dans la conception des réacteurs à fusion.
L’hypothèse selon laquelle la miniaturisation progresserait linéairement dans le temps n’est elle-même pas une loi : elle s’est parfois vérifiée, parfois non.
Plus précisément, ils ont maintenu un plasma de tokamak pendant 1337 secondes, en utilisant 2 mégawatts pour le chauffage.
1337 n’est pas une blague ; le fait que ça puisse se lire « leet » est probablement une coïncidence.
J’ai quand même envie de croire que ce nombre était intentionnel :D
Un bon article technique d’introduction au mode H, qui rend possibles les réactions de fusion : https://www.energy.gov/science/articles/science-close-develo...
En mode H, un bord stable et dépourvu de turbulence réduit les pertes de chaleur et de particules chargées du plasma.
Cela augmente fortement la pression dans l’ensemble du plasma, y compris au centre où les conditions de fusion peuvent apparaître, et la réduction des pertes d’énergie et de particules minimise aussi les dommages aux surfaces des matériaux entourant le plasma.
Un problème que l’on voit quand on applique des marchés de prédiction à des sujets comme « il existera une centrale à fusion commercialement réussie avant 2070 », c’est que le délai jusqu’au règlement est beaucoup trop long
Bien sûr, on peut espérer pouvoir vendre ses parts « oui » ou « non » dans 5 ans, mais il se peut que la liquidité soit insuffisante
Par exemple, supposons que M_1 soit un marché qui se règle au 1er janvier 2070 sur « oui » s’il y a eu une centrale à fusion commercialement réussie, et « non » sinon, et que M_2 soit un marché qui se règle sur « oui » si, dans 5 ans, le prix du « oui » de M_1 est supérieur à 30 % : cela pose problème
Les gens pourraient acheter massivement du « oui » sur M_1 juste avant le règlement de M_2 ; il pourrait y avoir une autocorrection, mais cela ressemble quand même à un problème
Plutôt qu’un marché de prédiction sur la valeur future d’un autre marché de prédiction, je me demande ce que donneraient des contrats à terme sur les parts de marché de prédiction
Si l’on est convaincu qu’à une date donnée dans 5 ans, le marché attribuera une probabilité d’au moins p, on pourrait acheter une structure permettant, ce jour-là, de vendre des parts « non » au prix de 1-p pour chaque future
Si, ce jour-là, la probabilité du « oui » est effectivement d’au moins p, le prix du « non » sera d’au plus 1-p, on pourra donc acheter du « non » moins cher et le revendre à 1-p
Mais pour cela, il faut tout de même acheter le « non » à vendre, donc cela ne résout pas le problème de l’absence de liquidité dans 5 ans
On pourrait dépenser 1 pour créer des parts « oui » et « non », vendre le « non », puis conserver une part « oui » qui semble valoir au moins p, à revendre quand il y aura plus de liquidité, mais je parle probablement de choses que je ne maîtrise pas
Vous êtes en train de décrire plusieurs formes de contrats d’options
Cela dit, aucune option ne résout le problème selon lequel « il pourrait ne pas y avoir de liquidité pour vendre des parts oui/non dans 5 ans »
En général, si le marché primaire manque de liquidité, il faut s’attendre à ce que le marché des dérivés soit pire
Les options ne servent pas à trouver de la liquidité supplémentaire, mais à exprimer une perspective très précise
Comme décrit, les options binaires sur des marchés illiquides sont particulièrement vulnérables à la manipulation
Un contrat où M_2 se règle sur « oui » si le prix du « oui » de M_1 dépasse 30 % est un contrat que l’on achète si l’on veut vraiment parier que le prix dépassera 30 %, que l’on ne cherche pas de gros gains supplémentaires s’il atteint 90, et que l’on ne tient pas à préserver l’essentiel de son argent s’il est à 29
Par exemple, Bill Gates finira lui aussi par mourir, comme Warren Buffett, et donnera la majeure partie de son argent
S’il pense que la fusion est possible, il peut dépenser une somme considérable de son vivant, même sans récupérer ses coûts
Tout ce qu’il faut, c’est que les investisseurs soient convaincus que cet argent ne sera pas gaspillé
Je connais personnellement des gens riches qui, tout en sachant qu’ils risquent de ne pas récupérer leurs coûts, misent une part importante de leurs actifs, des millions de dollars, sur la fusion
C’est comme une action d’entreprise qui ne verse pas de dividendes
Si détenir des actions Berkshire Hathaway (BRK/A) ne vous rapporte rien sous forme de dividendes, qu’est-ce qui en fait le prix ?
Le fait que l’on puisse être convaincu qu’à un moment lointain, l’entreprise aura suffisamment d’argent en banque pour verser des dividendes
Ce ne sera peut-être pas de mon vivant, mais je peux vendre à quelqu’un, qui pourra vendre à quelqu’un d’autre, et au final quelqu’un touchera les dividendes
Les marchés sont si abstraits qu’une valeur de marché actuelle peut exister même si le moment du paiement se situe dans un futur infiniment lointain
Les premières centrales à fusion ne seront pas construites sans d’énormes subventions publiques
Un gouvernement comme celui de la Chine peut considérer cela comme un enjeu stratégique et existentiel, et payer tout ce qu’il faut pour que cela fonctionne
Parce qu’il ne veut pas dépendre d’approvisionnements étrangers en combustibles fossiles que les États-Unis pourraient facilement couper
Ce dont le monde a besoin aujourd’hui, ce n’est pas de davantage de jeu et de spéculation inutile
Je ne savais pas que Commonwealth Fusion était déjà assez avancé dans la construction d’une centrale raccordée au réseau
On dirait que cela arrive enfin réellement, mais je ne vois pas bien comment ils peuvent être sûrs de la production nette d’électricité
Il doit accueillir un dispositif visant à produire son premier plasma l’an prochain et à démontrer un gain net en 2027
ARC, annoncé comme la première installation de production nette raccordée au réseau, vient seulement de voir son site sélectionné ; on peut donc difficilement dire que les travaux y sont déjà très avancés
L’objectif de production d’électricité de cette centrale est le « début des années 2030 »
Elle n’a pas encore atteint Q>1, et encore moins construit une véritable centrale électrique
Question à ceux qui connaissent mieux l’industrie de la fusion : je me demande ce qui a fait que le plasma s’est arrêté au bout de 22 minutes, ou plus tôt dans d’autres essais
Ont-ils simplement coupé l’injection de puissance qui maintenait la chaleur parce qu’ils avaient atteint leur benchmark ?
Je me demande s’ils sont proches d’un seuil où, avec seulement de petits ajustements, on pourrait passer de 22 minutes à une durée pratiquement illimitée
On peut réduire fortement cela, mais les performances du plasma se dégradent
Traditionnellement, la limite est la capacité d’évacuation thermique de la cuve à vide
Ces dispositifs sont des instruments scientifiques destinés à comprendre le plasma et à améliorer les performances des futurs appareils
Un vrai réacteur nécessitera beaucoup d’ingénierie pour gérer l’évacuation de la chaleur, et si l’on est malin, on pourra même en faire une source de revenus
Le fonctionnement pulsé en lui-même n’est pas un gros problème si l’on maintient un facteur de marche suffisamment élevé et assez de tampon dans le fluide caloporteur pour que la turbine continue de bien tourner
Je continue de suivre l’actualité du nucléaire
Un contexte un peu plus accessible et amusant est ici : https://x.com/olshansky/status/1892069988707729614
Est-ce que ce serait lié ?
Nuclear fusion: New record set at Chinese reactor EAST https://news.ycombinator.com/item?id=42917662 03-feb-2025
China's artificial sun burns for 1000 secs, creates record in fusion research https://news.ycombinator.com/item?id=42854306 28-jan-2025
Il s’agit d’une combustion de 1 337 secondes, soit une amélioration de 25 % par rapport au précédent record établi il y a quelques semaines par le chinois EAST
Cela pourrait avoir un effet comparable à la compétition technologique de la guerre froide, et ce serait une bonne période pour les ingénieurs