Selon Encause.co.uk, une entreprise britannique a franchi une étape décisive dans son projet de production d’énergie de fusion nucléaire, qui pourrait constituer une source d’énergie quasi illimitée. Tokamak Energy a annoncé avoir construit une première mondiale d’aimants supraconducteurs à haute température (HTS) de nouvelle génération destinés à être assemblés et testés dans des centrales de fusion nucléaire. Les réactions de fusion nucléaire consistent à « fusionner » des atomes d’hydrogène entre eux au lieu de séparer de gros atomes, ce qui génère de grandes quantités d’énergie. À l’heure où le monde s’efforce de mettre fin à sa dépendance à l’égard des combustibles fossiles, qu’ils soient russes ou autres, l’énergie générée par la fusion nucléaire pourrait contribuer à créer une source d’énergie quasi illimitée.
La production d’une réaction durable d’énergie de fusion nécessitera de puissants champs magnétiques capables de confiner et de contrôler l’hydrogène extrêmement chaud et chargé positivement, qui devient un plasma plusieurs fois plus chaud que le Soleil.
S’adressant à l’Encause, Chris Kelsall, le PDG de Tokamak, a expliqué : « En faisant passer un courant à travers des supraconducteurs d’oxyde de baryum-cuivre, nous pouvons créer des champs magnétiques super puissants en forme de beignet annulaire qui contiennent ce plasma surchauffé de deutérium et de tritium, et nous pouvons alors produire efficacement ces réactions de fusion. »
Cette méthode présente l’avantage d’avoir un « faible coût d’investissement pour construire la centrale, nous avons de faibles coûts d’exploitation, et nous mettons relativement moins d’énergie dans la centrale pour la quantité d’énergie qui en sort ».
La nouvelle installation Demo4 de Tokamak Energy sera composée de 44 bobines magnétiques individuelles, qui ont été récemment fabriquées à l’aide de 38 kilomètres de bande HTS révolutionnaire, qui transporte des courants sans résistance électrique et nécessite cinq fois moins de puissance de refroidissement que les matériaux supraconducteurs traditionnels.
L’assemblage complet au siège de Tokamak Energy à Milton Park, près d’Oxford, s’achèvera dans le courant de l’année et les tests se poursuivront jusqu’en 2024, ce qui, selon l’entreprise, « permettra de définir les conceptions et les scénarios opérationnels de son prototype avancé, ST80-HTS, et de sa centrale de fusion ultérieure, ST-E1 ».
M. Kelsall a déclaré à Encause.co.uk : « Avec un champ magnétique près d’un million de fois supérieur à celui de la Terre, notre installation Demo4, leader mondial, effectuera des tests dans des conditions adaptées aux centrales de fusion et montrera comment contrôler et protéger un ensemble complet de bobines magnétiques dans une configuration de tokamak.
« Notre technologie et nos capacités en matière d’aimants constituent un élément crucial de l’optimisation du contrôle du combustible de fusion extrêmement chaud et, en définitive, de la fourniture d’une énergie propre, peu coûteuse et illimitée pour tous. »
Dans une déclaration, il a ajouté : « Tokamak Energy a été un pionnier en reconnaissant l’opportunité d’appliquer et de développer la technologie supraconductrice à haute température pour l’énergie de fusion.
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« Les enseignements tirés de Demo4 seront un catalyseur essentiel pour le déploiement mondial de centrales sphériques compactes et peu coûteuses de type tokamak. Nous sommes fiers de livrer ce système complet de bobines magnétiques HTS, une première mondiale, qui va maintenant être assemblé dans une configuration complète de tokamak pour être testé. »
M. Kelsall a précédemment expliqué que pour exploiter l’énergie de fusion, son entreprise utilise la fusion par confinement magnétique, qui consiste à utiliser ce que l’on appelle un injecteur de faisceau neutre pour chauffer deux variantes d’hydrogène, l’élément le plus léger du tableau périodique.
En chauffant le deutérium et le tritium à environ 100 millions de degrés, ces isotopes d’hydrogène accélèrent à des vitesses plus élevées, entrent en collision et fusionnent pour former de l’hélium, avec un neutron en réserve, qui, selon lui, transporte 80 % de l’énergie excédentaire résultant de cette collision et libérée par cette réaction.
Il a ajouté : « C’est ce que nous récoltons en fin de compte comme énergie thermique pour la convertir en applications industrielles dans des secteurs comme le fer et l’acier, le ciment, les carburants synthétiques, la pétrochimie, le dessalement.
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« 60 % de notre marché cible sont les marchés de l’énergie et de l’électricité, qui doivent être considérablement électrifiés. Donc, ce dont nous parlons maintenant, c’est du déploiement commercial final dont nous pensons que le premier de ce type sera prêt à partir de 2035 environ. »
En outre, la société utilise également un tokamak sphérique, qui est un dispositif à vide qui scelle le plasma en suspension. Elle note que cette forme présente « des avantages intrinsèques par rapport au tokamak traditionnel », qui a plutôt la forme d’un ballon de rugby vu de côté.
M. Kelsall a déclaré : « Cela signifie que son coût de fonctionnement et d’exploitation est plus faible, qu’il est plus efficace sur le plan énergétique, et ce d’abord en raison de la fraction d’amorçage élevée, ce qui signifie qu’une fois que le plasma est en marche, nous avons besoin de moins d’énergie pour soutenir la réaction. »
Il a ajouté que la fraction d’amorçage élevée permet à leur tokamak sphérique de devenir largement autonome en termes d’énergie contenue et de soutenir les conditions de fusion optimales.
Il dit : « Le deuxième avantage est ce qu’on appelle un bêta élevé, c’est-à-dire que nous avons des champs magnétiques très puissants, ce qui nous permet d’avoir un meilleur contrôle et un meilleur confinement, ce qui nous permet d’avoir des confinements plus compacts et moins coûteux.
« Plutôt que le dispositif géant ITER dans le sud de la France, nous avons un dispositif beaucoup plus petit de 500MW pour un déploiement mondial, c’est notre taille cible pour les futurs marchés de l’énergie. »
