Alors que la course à la fusion nucléaire s’accélère à travers le monde, une équipe de scientifiques suisses vient de franchir un cap crucial : ils ont trouvé un moyen de mieux évacuer la chaleur dans les réacteurs à fusion de type tokamak. Une avancée essentielle pour éviter la surchauffe de ces machines à plasma extrême, et rendre la fusion plus sûre et plus viable à grande échelle.

La chaleur, le talon d’Achille des tokamaks

Les tokamaks, ces réacteurs en forme de beignet qui utilisent des champs magnétiques pour piéger du plasma à des millions de degrés, sont parmi les candidats les plus prometteurs pour produire une énergie propre et (presque) illimitée. Mais ils ont un point faible : une partie de la chaleur finit toujours par s’échapper vers les parois du réacteur. Or, à ces températures, la moindre interaction entre le plasma et les matériaux du réacteur peut entraîner une détérioration rapide, voire des dommages irréversibles.

Pour éviter cela, les tokamaks modernes utilisent une zone spécifique appelée divertor, conçue pour recueillir les sous-produits de la réaction et les excès thermiques. Cette zone repose sur un point particulier du champ magnétique : le point X, où les lignes de champ se croisent et canalisent l’énergie excédentaire. Mais même cette configuration peine à évacuer toute la chaleur sans risquer une surchauffe localisée.

Un second point X pour sauver les parois

C’est ici qu’intervient l’innovation de l’équipe de l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne), qui travaille sur le Tokamak à Configuration Variable (TCV). En modifiant la géométrie du champ magnétique, les chercheurs ont réussi à créer un deuxième point X dans la zone du divertor. Résultat : une sorte de « radiateur magnétique » naturel, beaucoup plus efficace pour dissiper la chaleur.

Baptisé XPTR (pour X-point target radiator), ce nouveau dispositif améliore considérablement le rayonnement thermique. L’excès d’énergie n’est plus concentré sur un seul point, mais réparti plus largement, ce qui réduit l’usure des matériaux. Le plasma surchauffé rayonne ainsi une plus grande part de son énergie avant d’atteindre les surfaces sensibles.

Ce qui impressionne, c’est que la technique est à la fois simple à mettre en œuvre et facile à contrôler. Lors des expérimentations sur le TCV, les conditions nécessaires au fonctionnement du XPTR se sont révélées particulièrement accessibles. Le système offre également une stabilité accrue : la position de la zone de refroidissement est moins sensible aux fluctuations du plasma, ce qui réduit les risques de surchauffe accidentelle.

Crédit : iStock

Crédits : Peter Hansen/istock

Une solution promise à un avenir industriel

Cette avancée tombe à point nommé. Des projets de tokamaks nouvelle génération, comme SPARC, développé par Commonwealth Fusion Systems et le MIT, pourraient bénéficier directement de cette technologie. À terme, le concept XPTR pourrait devenir un standard dans les réacteurs à fusion commerciale.

Les chercheurs soulignent que le comportement thermique observé est directement lié à la configuration magnétique, qu’il s’agisse de lignes de champ fermées ou ouvertes. Cela ouvre la voie à toute une classe de nouveaux dispositifs capables de refroidir efficacement les plasmas sans compromettre leur confinement.

Une fusion plus propre, plus sûre… et plus proche

Alors que les défis restent nombreux, cette innovation dans la gestion de la chaleur représente un tournant technique majeur. Refroidir efficacement un plasma à des dizaines de millions de degrés, sans endommager le réacteur, est une condition indispensable pour faire de la fusion une réalité industrielle.

Avec cette percée, la fusion nucléaire se rapproche un peu plus de son objectif : offrir à l’humanité une source d’énergie propre, durable et pratiquement inépuisable. Reste à transformer l’essai à l’échelle industrielle… mais pour une fois, la température joue en notre faveur.