La Chine termine un aimant supraconducteur géant pour le projet de recherche sur la fusion nucléaire CRAFT

Les ingénieurs et les physiciens travaillant sur l'installation chinoise de recherche globale pour la technologie de fusion, connue sous le nom de CRAFT, ont officiellement confirmé l'achèvement et les essais d'un aimant de bobine de champ toroïdal à pleine échelle. Cette étape représente un pas majeur dans le plan à long terme du pays pour développer une énergie de fusion nucléaire pratique. L'aimant supraconducteur massif servira de composant central pour les futurs dispositifs expérimentaux de confinement magnétique, notamment le réacteur Burning Experimental Treatment (BEST) et le réacteur expérimental d'ingénierie de fusion chinois (CFETR). La fusion nucléaire est souvent appelée la source d'énergie propre ultime car elle reproduit les réactions physiques qui alimentent le Soleil. Lorsque des noyaux atomiques légers fusionnent en éléments plus lourds sous une chaleur et une pression intenses, ils libèrent d'énormes quantités d'énergie sans créer de déchets radioactifs à longue vie ni brûler de carbone. Cependant, maintenir le gaz surchauffé, ou plasma, stable à des températures dépassant 100 millions de degrés Celsius nécessite des cages magnétiques extraordinairement fortes et précises. L'aimant nouvellement achevé construit pour CRAFT est conçu pour créer ce confinement magnétique essentiel. En tant que bobine de champ toroïdal, il enveloppe l'intérieur en forme de beignet d'un réacteur tokamak pour empêcher les particules de plasma turbulentes et chargées de toucher les parois de la chambre environnante. Générer de telles forces magnétiques nécessite des matériaux supraconducteurs avancés qui fonctionnent près du zéro absolu, faisant de la fabrication et de la stabilité structurelle un défi technique majeur. Le projet est basé dans des installations de recherche à Hefei, la capitale de la province de l'Anhui, qui est devenue un centre clé pour l'ingénierie de fusion en Chine. Le complexe CRAFT a été approuvé par le gouvernement central pour servir de plate-forme ouverte de recherche et d'essais pour les composants de fusion. En construisant et en qualifiant des composants tels que des aimants, des enceintes à vide et des diverteurs à l'échelle réelle, les scientifiques espèrent résoudre les goulots d'étranglement de fabrication avant d'assembler des réacteurs d'essai de plusieurs milliards de dollars. L'intérêt international pour l'énergie de fusion s'est accéléré brusquement au cours des dernières années, poussé par la demande croissante d'électricité et les engagements mondiaux pour atteindre des émissions de carbone nettes nulles. Les programmes gouvernementaux et les startups financées par le capital-risque en Amérique du Nord, en Europe et en Asie sont en concurrence pour construire des centrales pilotes. Les jalons expérimentaux tels que l'aimant CRAFT démontrent que la recherche sur la fusion passe des expériences de physique théorique à l'ingénierie à l'échelle industrielle. Les ingénieurs du complexe de recherche de Hefei ont mené des mois d'évaluations mécaniques et électriques rigoureuses avant de déclarer l'assemblage de la bobine terminé. L'aimant a dû résister à des forces électromagnétiques intenses, à des changements de température rapides et à des courants électriques élevés sans perdre ses capacités supraconductrices. Réussir ces tests de contrainte valide les systèmes complexes de bobinage, d'isolation et de refroidissement cryogénique développés spécifiquement pour les machines tokamak de nouvelle génération. Les données recueillies auprès de ce système magnétique guideront directement la conception du réacteur expérimental d'ingénierie de fusion chinois. Le CFETR est envisagé comme une installation de transition entre des machines expérimentales comme le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) en France et une future centrale électrique commerciale. Si le CFETR réussit à générer une énergie de fusion stable sur des périodes prolongées, il démontrera que la fusion peut produire de l'électricité nette pour un réseau électrique civil. Malgré le succès de l'essai, les chercheurs soulignent que l'électricité issue de la fusion commerciale reste à des décennies d'un déploiement à grande échelle. Gérer les perturbations du plasma localisées aux bords, maintenir un mode de confinement élevé et extraire des neutrons à haute énergie pour produire du carburant tritium sont des obstacles qui nécessitent encore des solutions. La compétitivité des coûts pose également un sérieux obstacle, car des analyses scientifiques récentes suggèrent que les centrales à fusion feront face à une rude concurrence économique de la part des sources renouvelables et des réacteurs à fission avancés. Néanmoins, les agences gouvernementales et les institutions scientifiques à Hefei et dans le monde continuent d'investir massivement dans la technologie fondamentale. L'installation CRAFT prévoit de continuer à fonctionner et à tester des maquettes à pleine échelle d'unités d'évacuation de la chaleur et de chambres à vide au cours des prochaines années. Chaque composant réussi rapproche la communauté scientifique internationale de la compréhension de la capacité de la fusion à confinement magnétique à devenir un élément viable du mix énergétique mondial.