Thread by @Gregdt1

As t-on enfin résolu le problème de la fusion?
C'est ce que laisse à penser cet article de @01net suite à l'annonce de @CFS_energy il y a 2 jours. En fait c'est plus compliqué que ça. Un petit fil pour mettre les choses en contexte.

01net.com/actualites/le-…

Tout d'abord, un petit rappel sur pourquoi des entreprises privées s'intéressent à la fusion qui a la réputation d'être toujours pour dans 20-30 ans.

https://twitter.com/Gregdt1/status/1371096743400648712?s=20

Petit rappel. Pour générer de l'énergie par fusion, il faut satisfaire un critère dit de Lawson, qui dit que le produit de la densité du combustible, de sa température et du temps de confinement doit être supérieur à une valeur donnée.

Ce temps de confinement dépend du courant électrique dans le plasma, du rayon majeur du tokamak et du champ magnétique. Pour ITER le champ magnétique max est 5.3T, le courant a une limite également. Il a donc fallu faire une machine très grande

ITER a un rayon majeur de 6m et la machine avec le cryostat fait 29mx29m

La taille de la machine et le fait que les composants doivent être alignés avec des précisions extrêmes posent d'énormes difficultés.

https://twitter.com/Gregdt1/status/1360598040755773440?s=20

Et en suivant cette voie DEMO (le démonstrateur industriel) devrait être encore plus gros. Ce qui pose de sérieux doutes sur comment réussir cela, sachant qu'ITER est déjà hyper complexe.

Le développements de supraconducteurs dits à haute température (en théorie à -196 degrés plutôt que -269 comme ITER) permet de générer des champs magnétiques plus élevés et également de simplifier le refroidissement.
(Source. M. Greenwald)

La puissance fusion dépend du champ à la puissance 4 (x2 pour le champ implique x16 pour la puissance), et le confinement augmente avec le carré du champ.
On peut donc envisager des machines plus petites!!
C'est exactement ce que propose @CFS_energy

L'idée? Utiliser des supraconducteurs haute températures et un champ magnétique beaucoup plus élevé qu'ITER pour générer la même puissance avec une machine plus petite. Il y a d'autres innovations proposées (bobines démontables), mais c'est vraiment le gros selling point.

La physique du concept est très robuste. C'est exactement la même qu'ITER. Même mieux, comme ITER est beaucoup plus gros que les tokamaks précédents, et que certains effets dépendent de la taille, il y a des questions en suspens pour ITER.

news.mit.edu/2020/physics-f…

Mais: jusqu'à il y a 2 jours, on n'avait jamais vu de bobines de la taille du mètre faite avec ces nouveaux matériaux: REBCO (Rare-Earth Barium Copper Oxide), c'était donc le premier jalon pour CFS.

cfs.energy/technology

C'est ce qui a été démontré il y a 2 jours. Un champ de 20T (4 fois celui d'ITER) pour une bobine qui fait la moitié de la taille nécessaire pour SPARC, la machine qui doit démontrer un gain supérieur à 1.
Une belle démonstration

news.mit.edu/2021/MIT-CFS-m…

Du coup c'est bon la fusion c'est réglé?
Pas tout à fait. La fusion c'est plus de l'ultra-trail que du sprint...

Prochaine étape: SPARC. Une machine assez compacte, avec un champ de 12 teslas prévus pour générer 50-100 MW de puissance thermique. Mais surtout un gain supérieur à 2- le record actuel est de 0,7...

psfc.mit.edu/sparc

Le but de SPARC est d'être le premier plasma à générer plus d'énergie qu'on en injecte.
La physique de SPARC est solide, et a été publié de façon transparente
cambridge.org/core/journals/…

La construction de SPARC doit démarrer en 2021. Attention, la machine générera certes de la puissance mais sur un mode pulsé (quelques secondes à la fois), c'est vraiment pour démontrer le principe et valider la physique

CFS parle ensuite du premier réacteur générant de l'électricité commercialisé vers 2025. On notera que commercialisation est assez vague...

cfs.energy/technology#arc…

En pratique, il faut quand même construire et tester SPARC, ce qui prendra un peu de temps, et un réacteur doit opérer sur des longues échelles de temps, sera une installation nucléaire, devra générer du tritium etc...

Il reste quelques débats sur la faisabilité d'une machine très compact. En l'histoire montre que la fusion a le don de nous réserver des surprises...

royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rs…

Si on peut penser que la construction de ARC (le réacteur) pourrait commencer vers 2025, cela prendra beaucoup de capitaux et du temps de construction- ce sera un démonstrateur. Bref on n'y est pas encore.

Et enfin, même avec un premier réacteur en 2030, pour vraiment avoir un impact, il faut ensuite en construire à la chaine. Ce dont je discute ici.

theconversation.com/fusion-nucleai…

The end. Un peu long mais j'espère que cela clarifie les choses.
@01net à votre dispo ;-)

@RealMyop @MrBidouille @VillaniCedric @btincq

j'y pense @Epsiloon_mag ce serait un bon sujet pour vous ;-)