La fusion nucléaire contrôlée, connue sous le nom de « soleil artificiel », a fait des progrès significatifs.Le 27 juin, deux aimants supraconducteurs pour réacteurs à fusion nucléaire développés indépendamment par la Chine ont achevé leur acceptation technique et leurs tests complets des paramètres de conditions de fonctionnement. Parmi eux, la bobine solénoïde centrale supraconductrice à haute température est un élément clé du dispositif expérimental de fusion compact.L'appareil devrait être achevé d'ici la fin de 2027 et, vers 2030, il permettra de démontrer la première génération d'électricité issue de la fusion nucléaire.




Pour simuler le mécanisme de libération d’énergie à l’intérieur du soleil, le soleil artificiel nécessite de chauffer le carburant à des centaines de millions de degrés Celsius. Cependant, aucun matériau ne peut résister longtemps à des températures aussi élevées. Depuis des décennies, la principale méthode utilisée par les scientifiques consiste à utiliser un fort confinement magnétique pour « retenir » le plasma afin que la boule de feu ne heurte pas le mur ou ne s'éteigne pas. Ce que l’équipe doit faire, c’est créer cet élément clé du « soleil artificiel ».

Selon la voie dominante actuelle, la fusion nucléaire contrôlable utilise principalement le « deutérium », un noyau atomique léger extrait de l’eau de mer, comme combustible. L’énergie de fusion d’un litre d’eau de mer équivaut à 300 litres d’essence et ne produit pratiquement aucun déchet nucléaire radioactif ni aucune émission de carbone. Les océans de la Terre contiennent environ 45 000 milliards de tonnes de deutérium, la matière première de fusion, qui peut soutenir le développement humain pendant des milliards d'années au rythme auquel les humains consomment de l'énergie. C'est pourquoi les principaux pays développés du monde ont jeté leur dévolu sur le « soleil artificiel », qui est devenu une technologie incontournable.

journaliste:Vous avez construit cette cage, à la fois tangible et intangible.


Qin Jinggang, chercheur à l'Institut du plasma, Institut Hefei des sciences des matériaux, Académie chinoise des sciences :La chose tangible est sa forme, la chose intangible est le champ magnétique, que vous ne pouvez ni voir ni toucher.

journaliste:Être capable de les contrôler, est-ce la magie légendaire ?

Qin Jinggang :Oui, c'est semblable à la magie.

La magie qui tombe entre vos mains est une fine bande supraconductrice à haute température. La couche supraconductrice au milieu qui fonctionne réellement ne mesure qu’environ un micron. Il est usiné, tordu, inséré dans des tubes en acier et extrudé. Lorsqu’un fil se plie, il semble simplement changer de forme, mais en fait il subit à la fois un étirement, une compression et une torsion. Si un processus échappe à tout contrôle, il peut devenir inutile.

Il y a six ans, la tâche confiée à Qin Jinggang n'avait qu'un cadre général. Il y a deux exigences : améliorer les performances et baisser le prix. À cette époque, on ne savait pas encore comment le design serait déterminé ni d’où proviendraient les matériaux.


Après six années de travail acharné, les aimants testés cette fois ont été produits à 100 % dans le pays, depuis les matières premières et les structures jusqu'aux équipements et processus. Le coût a également changé en conséquence. Le même matériau supraconducteur coûtait autrefois 400 yuans par mètre, mais il est désormais tombé à 100 yuans.

Plus important encore, le poids, la taille et le stockage d'énergie de cette bobine dépassent de loin les spécifications précédentes, une seule bobine passant de 350 tonnes à 580 tonnes.Cela signifie que l’énergie du « soleil artificiel » sera plus grande à l’avenir.Mais pour Qin Jinggang, réussir le test cette fois est loin d'être la fin.


Qin Jinggang :En comptant ce que je viens de dire, il s'agit de vérifier la faisabilité depuis la conception des matériaux jusqu'au procédé. Cette bobine peut être utilisée dans des appareils. Cependant, du point de vue de la véritable supraconductivité à haute température, en particulier de son application à la fusion, je pense personnellement que nous n'avons parcouru que 80 % du chemin. Les 20 % restants servent à utiliser la bobine dans l'appareil pour évaluer sa stabilité de service et sa durée de vie dans des environnements difficiles. Ce n'est que si l'évaluation est réussie que je pense que le chemin vers la supraconductivité à haute température sera achevé à 100 %.


Ces dernières années, le « soleil artificiel » chinois a accéléré le calendrier de rafraîchissement. En janvier 2025, le dispositif expérimental tokamak entièrement supraconducteur « Eastern Super Ring » a atteint un fonctionnement stable d'un plasma à 100 millions de degrés Celsius pendant 1 066 secondes, établissant ainsi un nouveau record du monde.Cette percée dans le domaine des aimants supraconducteurs a permis de compléter l’élément le plus difficile de la chaîne technique de la fusion nucléaire.Derrière cela se cachent les efforts de plusieurs générations depuis les années 1980.


journaliste:Alors après l’acceptation, qu’avez-vous fait le premier jour ?

Qin Jinggang :Après le contrôle d'acceptation du premier jour, il me semblait être resté au bureau pendant deux heures, me rappelant silencieusement le processus du début à aujourd'hui.

Qin Jinggang :Il n'y a qu'une vingtaine de personnes dans toute l'équipe, et il devrait y avoir 8 femmes.

Qin Jinggang :En regardant le passé, nous avons réellement apprécié ce processus. Nous sommes devenus de plus en plus courageux à chaque revers. Surtout une fois cette expérience terminée, tout le monde est devenu plus confiant. Tout le travail acharné, toute la sueur et même toutes les larmes que nous avons déployées n’ont pas été vaines.


Qin Jinggang :Chaque fois que je fais un rapport, d’autres disent que cela prendra 50 ans. Quand sera-t-il réalisé ? 50 ans et 50 ans plus tard, il est vrai que la fusion nucléaire est effectivement difficile. Mais après tant d’années de développement, nous avons vu la lumière.Nous voulons donc pouvoir produire le premier kilowattheure d’électricité en 2030 selon l’objectif actuel.


Qin Jinggang :Je pense que cela ne devra certainement pas attendre encore 50 ans. À l’avenir, par exemple, si on parle de réacteur de démonstration ou même de réacteur commercial, il faudra procéder étape par étape.