Fusion nucléaire :un résultat historique pour les USA, mais il reste encore de nombreux défis technologiques à relever

Le point hebdomadaire sur la crise climatique et des données sur les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Après plus d’un demi-siècle de recherche sur la fusion nucléaire, les États-Unis réalisent une avancée majeure qui pourrait ouvrir la voie à d’énormes quantités d’énergie propre dans le futur.Des chercheurs du National Ignition Facility des États-Unis, en Californie, ont déclaré que leurs expériences de fusion avaient libéré plus d'énergie que celle pompée par les énormes lasers de grande puissance du laboratoire.Il s’agit d’une réalisation historique, connue sous le nom d’allumage ou de gain d’énergie.En effet, jusqu’à présent, les expériences menées partout dans le monde nécessitaient plus d’énergie qu’elles n’en produisaient.Cependant, écrit le Guardian, cela ne signifie pas que nous soyons dans une utopie énergétique.Cette technologie est encore loin d'être prête à être transformée en centrales électriques, elle n'aura pas d'effets immédiats sur la crise climatique, mais, comme mentionné, c'est un grand pas pour la science et la recherche qui démontre que la fusion est une voie viable vers répondre à la demande énergétique croissante de la planète, reproduisant la réaction qui se produit au cœur de notre soleil depuis des milliards d'années.

DERNIÈRES NOUVELLES :Il s’agit d’une annonce qui a pris des décennies.

Le 5 décembre 2022, une équipe du DOE @Livermore_Lab est entré dans l’histoire en réalisant l’allumage par fusion.

Cette percée changera à jamais l’avenir de l’énergie propre et de la défense nationale américaine. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ

- NOUS.Département de l'Énergie (@ENERGY) 13 décembre 2022

Les États-Unis ont « fait un premier pas vers une source d’énergie propre qui pourrait révolutionner le monde », a commenté Jill Hruby, de la National Nuclear Security Administration (NNSA).Un seul kilogramme de combustible de fusion, composé de formes lourdes d’hydrogène, appelées deutérium et tritium, fournit une quantité d’énergie égale à 10 millions de kilogrammes de combustible fossile, sans rejeter de gaz à effet de serre ni de sous-produits radioactifs.

Les expériences ont été menées au National Ignition Facility, un vaste complexe du Lawrence Livermore National Laboratory, près de San Jose, en Californie, construit pour réaliser des expériences qui recréent, brièvement et en miniature, les processus déclenchés à l'intérieur des bombes nucléaires, permettant aux États-Unis de maintenir ses ogives nucléaires sans recourir à des essais nucléaires, et à rechercher la fusion nucléaire et les énergies propres.

Pour réaliser ces réactions, les chercheurs tirent jusqu'à 192 lasers géants dans un cylindre d'or d'un centimètre de long, appelé hohlraum.L'énergie intense chauffe le récipient à plus de 3 millions de degrés Celsius - plus chaud que la surface du soleil - et fait exploser une sphère de deutérium et de tritium à l'état solide de la taille d'un grain de poivre avec des rayons X.Les rayons X déclenchent une implosion semblable à celle d’une fusée, amenant les températures et les pressions à des niveaux extrêmes observés uniquement à l’intérieur des étoiles, des planètes géantes et des détonations nucléaires.L'implosion atteint une vitesse de 400 km par seconde et provoque la fusion du deutérium et du tritium.

Dans la dernière expérience, les chercheurs ont tiré environ 2 mégajoules d'énergie laser et les neutrons produits ont généré environ 3 mégajoules d'énergie, ce qui a entraîné un gain d'énergie d'environ 50 %.« Produire de l’énergie prenait moins de temps qu’il n’en faut à la lumière pour parcourir un pouce [éd, 2 1/2 centimètres] », a déclaré le Dr Marvin Adams, de la NNSA.

Ce n'est pas un résultat passionnant pour l'énergie absolue libérée, observer sur le Tuteur Arthur Thurrell, auteur du livre « The Star Builders :Fusion nucléaire et course pour alimenter la planète » :"Ce n'est pas grand-chose, juste assez pour allumer quelques bouilloires."Cette découverte est passionnante car « c’est la première preuve scientifique que la fusion peut produire plus d’énergie qu’elle n’en consomme.Cette découverte nucléaire est, à bien des égards, ce qu’attendaient tous les scientifiques de la fusion.Avant cela, ils ne pouvaient même pas dire que le principe scientifique était un fait empirique. »

Évidemment, poursuit Thurrell, « cela ne signifie pas que l’énergie de fusion que nous pouvons utiliser est déjà une réalité.Il s’agit d’un résultat unique issu d’une seule expérience. »En fait, il reste encore de nombreux défis technologiques à relever pour rendre cette source d’énergie plus accessible et durable.Comme il a résumé al Tuteur Selon le Dr Mark Wenman, spécialiste des matériaux nucléaires à l'Imperial College de Londres, le résultat est une « découverte scientifique fantastique, quelque chose que nous n'avons jamais réalisé en 70 ans d'efforts », mais « il reste encore de nombreux défis à relever :comment extraire l’énergie du système, comment la conserver suffisamment longtemps pour être utile, comment la faire évoluer et si l’énergie peut être suffisamment bon marché pour rivaliser avec d’autres sources.

"Une usine commercialement viable produirait 30 fois la production d'énergie par apport d'énergie (30x), au lieu du 1,54x observé dans cette expérience", explique Thurrell.Et même avec autant d’énergie libérée, il y aurait des défis techniques et économiques à surmonter, comme tirer le laser 10 fois par seconde, plutôt qu’une fois par jour.De plus, les lasers géants ne constituent peut-être même pas le meilleur moyen d’obtenir une énergie de fusion bon marché :Des approches alternatives prometteuses utilisant des champs magnétiques pour piéger le carburant à 150 mC sont à l’étude.Et puis il y a le coût des sphères.Ceux utilisés dans l’expérience américaine coûtent des dizaines de milliers de dollars, mais pour une centrale électrique viable, ils devraient coûter quelques centimes.Un autre problème est de savoir comment extraire l’énergie sous forme de chaleur.

Quelques ils ont également souligné que les environ 300 mégajoules nécessaires à l'alimentation des lasers n'étaient pas inclus dans le calcul de l'énergie produite par la fusion, mais - Thurrell explique plus loin - cette usine a été conçue uniquement pour démontrer la faisabilité scientifique :"Aucun gouvernement ne financerait un prototype de centrale électrique sans avoir d'abord atteint cette étape, et il reste encore un long chemin à parcourir entre cette réalisation expérimentale et une centrale électrique."

Et puis il y a la question des centrales électriques.Bien que la physique de la fusion soit bien comprise, les défis techniques liés à la création d'un réacteur fonctionnel sont énormes et les coûts sont actuellement exorbitants. écrit Nouveau scientifique dans un article commentant la découverte.Les centrales à fission nucléaire éprouvées, celles sur lesquelles nous comptons depuis des décennies, prennent environ cinq ans à construire.Les réacteurs à fusion peuvent prendre plus de temps.

Ainsi, ce résultat ne nous rapproche toujours pas de la disponibilité de l’énergie de fusion nécessaire sur le réseau électrique, mais – pour reprendre une image utilisée par Thurrell sur le Tuteur – c'est comme si quelqu'un soufflait soudain de la trompette dans notre oreille et nous disait :"C'est réalisable!".

Selon le Dr Kim Budil, directeur du Lawrence Livermore National Laboratory, avec un investissement suffisant, « quelques décennies de recherche pourraient nous mettre en mesure de construire une centrale électrique ».Une centrale électrique basée sur une technologie alternative utilisée dans le Joint European Torus (JET) dans l'Oxfordshire pourrait être prête plus tôt, a-t-il ajouté.

« D’une certaine manière, tout change ;dans un autre, rien ne change », explique Justin Wark, professeur de physique à l'Université d'Oxford et directeur de l'Oxford Centre for High Energy Density Science.« Ce résultat prouve ce que la plupart des physiciens ont toujours cru :la fusion en laboratoire est possible.Cependant, les obstacles à surmonter pour construire quelque chose comme un réacteur commercial sont énormes et ne doivent pas être sous-estimés. »Et sur les horaires, il ajoute :« Se demander combien de temps il faudra pour surmonter les défis technologiques à venir, c’est comme demander aux frères Wright combien de temps il faudrait pour construire un avion qui traverserait l’Atlantique immédiatement après son vol inaugural.Je comprends que tout le monde veut penser que c’est la meilleure solution à la crise énergétique.Ce n’est pas le cas, et quiconque l’affirme avec certitude est trompeur.Il est très peu probable que la fusion ait un impact assez rapide pour affecter la crise actuelle du changement climatique, nous ne devons donc pas abandonner nos efforts dans ce sens. »

Les derniers résultats, conclut Wark, démontrent que « la science fondamentale fonctionne – les lois de la physique ne nous empêchent pas d'atteindre l'objectif – les problèmes sont techniques et économiques ».

Le projet de protéger 30 % des terres et des mers divise les participants à la COP15 sur la biodiversité :« L’objectif 30x30 ne peut être atteint sans les peuples autochtones »

L'objectif de protéger 30 % des terres et des mers (30x30) d'ici 2030 est au centre de la COP15 sur la biodiversité en cours à Montréal, au Canada, mais comment atteindre cet objectif ? il n'y a pas encore de consensus parmi les participants au sommet.L’une des questions centrales est le respect des droits des populations indigènes, gardiennes d’espaces naturels depuis des milliers d’années puis contraintes d’abandonner leurs territoires précisément à cause de la création d’aires protégées.Les peuples autochtones représentent environ 5 % de la population mondiale, mais protègent 80 % de la biodiversité restante.Le langage utilisé lors de la COP15 semble répondre aux demandes des peuples autochtones et des communautés locales (IPLC).On parle de « conservation fondée sur les droits », mais dans le projet de texte actuel, qui sera finalisé à la fin de la conférence, le 17 décembre, le rôle des PACL au sein de la zone 30x30 est toujours contesté.Beaucoup sont prudents – et ce sont eux qui ont le plus à perdre.

« Il y a des histoires très, très douloureuses de violations des droits, de meurtres, de déplacements, d'extinction de peuples autochtones, dus à l'expansion ou à la création de zones protégées », déclare Jennifer Corpuz, qui fait partie de Kankana-ey Igorot, une organisation autochtone. habitants de la partie nord des Philippines et représentant du Forum international autochtone sur la biodiversité.« Nous sommes ici en tant que peuples autochtones pour transmettre le message selon lequel nous ne pouvons pas atteindre des objectifs de conservation ambitieux sans réfléchir pleinement, respecter et protéger les droits des peuples autochtones…Nous ne pouvons pas atteindre l’objectif 30x30 sans les peuples autochtones.

« Les pêcheurs artisanaux du monde entier nous disent qu'ils sont aux prises avec les zones marines protégées :dans certains cas, ils sont déplacés au nom de la conservation", il ajoute al Tuteur Amélie Tapella du Centro Crocevia Internazionale.Ne pas inclure ces communautés risque de perdre des connaissances et des compétences inestimables."Si les gouvernements se concentrent uniquement sur la création d'aires marines protégées, sans consulter les communautés de pêcheurs artisanaux ni leur confier la gestion directe, nous perdrons leurs connaissances uniques qui nous permettent de trouver la clé d'un monde où l'homme et la nature cohabitent".

Dans le Triangle de Corail en Indonésie, par exemple, une étude menée en juin comparant différents styles de gestion des zones marines protégées a révélé que permettre aux peuples autochtones de participer à leur gestion produisait plus de biomasse que l'application de lourdes sanctions.Au Royaume-Uni, le Sustainable Food Trust a constaté que les pêcheurs artisanaux, bien qu’ils emploient dix fois plus de personnes que les pêcheurs industriels, ont un impact environnemental moindre car ils utilisent beaucoup moins de carburant et produisent moins d’émissions de carbone.

Tant qu'une approche « descendante » sera suivie, les solutions trouvées ne seront pas « la solution », déclare Lakpa Nuri Sherpa, népalais, représentant du Pacte des peuples autochtones d'Asie.« Il est essentiel que les PACL soient traités avec confiance et respect, dans un esprit de véritable partenariat.Une telle approche est testée à Port St Johns, dans la province du Cap oriental, en Afrique du Sud :un projet collaboratif « ascendant » qui traitera la communauté et le gouvernement comme des partenaires égaux dans la conservation des ressources.Ce projet pilote, dirigé par le WWF Afrique du Sud, offrira à la communauté des pêcheurs un accès à de meilleurs marchés pour le homard de la côte Est, une espèce peu chère localement, en échange d'un engagement en faveur de pratiques de pêche plus durables.

Pendant ce temps, les gouvernements ils sont toujours divisés sur la manière de supprimer les subventions aux activités néfastes telles que la pêche et l’agriculture non durables.L’Union européenne a soutenu une proposition visant à réorienter les subventions néfastes vers des activités qui protègent la nature, ainsi qu’à éliminer les subventions néfastes d’ici 2025, mais des pays comme la Chine et le Japon se sont opposés à l’élimination totale des subventions.L'Argentine, l'un des plus grands producteurs de viande au monde, est favorable à l'élimination des subventions néfastes, mais s'interroge sur la capacité du monde à les réorienter efficacement, les considérant comme une forme de « comptabilité créative » pour justifier les subventions actuelles.

L’UE trouve un accord sur un mécanisme d’ajustement carbone aux frontières

L’Union européenne est parvenue à un accord sur le mécanisme d’ajustement carbone aux frontières après des négociations qui ont duré toute la nuit.La mesure, rapporte Reuters, imposera un droit de douane sur les émissions de dioxyde de carbone [CO2] résultant des importations de biens polluants tels que l'acier et le ciment.Il s’agit d’une fiscalité unique en son genre, qui vise à soutenir la voie de la décarbonation des industries européennes.Les entreprises qui importent ces matériaux dans l’UE devront acheter des certificats pour couvrir leurs émissions intrinsèques de CO2.Le mécanisme est conçu pour appliquer le même coût du CO2 aux entreprises et industries étrangères dans les pays de l’UE, déjà tenues d’acheter des permis sur le marché du carbone de l’UE lorsqu’elles polluent.Cette décision aura probablement des effets perturbateurs chez les fabricants américains, écrit Le Journal de Wall Street. [Continuez à lire ici]

Gaz, prévient l’Agence internationale de l’énergie :« L’année prochaine, l’Union européenne pourrait se retrouver dans une crise énergétique pire que cette année »

L'Union européenne dispose de suffisamment de gaz pour cet hiver, mais pourrait être confrontée à une pénurie l'année prochaine si la Russie réduit encore ses approvisionnements et si la demande chinoise de gaz se remet des creux induits par la pandémie, a-t-il déclaré, a déclaré l'Agence internationale de l'énergie (AIE), exhortant les gouvernements à agir plus rapidement pour économiser de l’énergie et développer les sources renouvelables.Selon l’AIE, l’UE pourrait être confrontée à un déficit gazier de 27 milliards de mètres cubes (bcm) en 2023.[Continuez à lire ici]

Des mineurs d’or brésiliens ont creusé une « route clandestine » illégale dans la forêt amazonienne

Les mafias minières brésiliennes ont creusé ces derniers mois une route clandestine de 120 km dans la jungle pour faire entrer clandestinement des excavateurs et rechercher de l'or sur des terres qui devraient être protégées.C'est ce qui ressort d'une enquête menée par Tuteur."Nous pensons qu'il y a au moins quatre excavatrices, et cela amène l'exploitation minière sur le territoire Yanomami à un niveau supérieur, jusqu'à un niveau de destruction colossale", a déclaré Danicley de Aguiar, un écologiste de Greenpeace qui dirige la mission de reconnaissance le long de la frontière entre le Brésil et le Venezuela.L’arrivée des excavateurs est le dernier chapitre d’un demi-siècle d’assaut mené par de puissants groupes miniers politiquement connectés qui ont décimé les villages Yanomami et qui se sont intensifiés après l’élection de Jair Bolsonaro à la présidence en 2018.[Continuez à lire ici]

L’impact de l’extraction de minéraux critiques pour la transition énergétique sur les populations autochtones

Les impacts de l’exploitation minière industrielle sur les terres des peuples autochtones et des agriculteurs sont bien connus.La demande croissante de minéraux essentiels à la transition énergétique (ETM) pourrait conduire à une nouvelle génération de projets miniers où les intérêts industriels et énergétiques et la durabilité environnementale et sociale se heurteront à nouveau.D'après un article publié sur Durabilité de la nature, Alors que le système énergétique mondial passe rapidement aux énergies renouvelables, au moins 30 minéraux et métaux constitueront la base matérielle de cette transition.Il est crucial que les dirigeants politiques soient conscients de cette tension et insistent pour que les droits des populations autochtones et paysannes soient pris en compte lors de la prise de décisions en matière d’atténuation du changement climatique.[Continuez à lire ici]

Ours polaires et changement climatique :que dit la science ?

L'image d'un ours polaire coincé sur la fonte des glaces marines est souvent utilisée comme symbole du changement rapide du climat mondial.Cependant, de temps en temps, les médias affirment que la situation des ours polaires n'est peut-être pas si grave.Mais selon une analyse de Dossier Carbone le consensus scientifique est clair :À mesure que la banquise arctique fond, les ours polaires ont de plus en plus de difficultés à chasser, à s'accoupler et à se reproduire.[Continuez à lire ici]

Image d'aperçu : Damien Jemison/NIF