L’hélium-3 est un ingrédient miracle. Il devrait permettre de réaliser une fusion nucléaire qui ne comporte aucun déchet radioactif. Peut-il vraiment révolutionner l’industrie nucléaire ? C’est en tout cas ce que pense la startup américaine Helion Energy.
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00:00 L'hélium-3 est un ingrédient miracle.
00:02 Il devrait permettre de réaliser une fusion nucléaire qui ne comporte aucun déchet radioactif.
00:07 Peut-il vraiment révolutionner l'industrie nucléaire ?
00:09 C'est en tout cas ce que pense la start-up américaine Hélion Energy.
00:13 Les sommes investies sont faramineuses, mais ce n'est pas pour rien.
00:16 Depuis 1969, l'intérêt scientifique autour des différentes énergies à exploiter n'a cessé de croître.
00:22 Désormais, le retour d'une mission humaine sur la Lune est donc motivé par l'exploitation de ses ressources.
00:28 De plus, avec la toute dernière fusée de SpaceX, un retour sur la Lune n'a jamais paru aussi proche.
00:34 Pendant de nombreuses années, la Station Spatiale Internationale ainsi que les missions d'exploration du Système Solaire ont été au cœur des recherches.
00:41 Ainsi, la Lune passait au second plan.
00:43 Aujourd'hui, l'hélium-3 est une richesse lunaire qui met au défi tous les chercheurs.
00:47 Il s'agit d'un isotope non radioactif.
00:50 Cela en fait un carburant idéal pour le conditionnement d'un réacteur à fusion.
00:54 Ce dernier permet de le faire s'allier avec du deutérium sans produire de neutrons.
00:58 Son potentiel énergétique est donc non négligeable.
01:01 Pourtant, ce projet n'est-il pas trop ambitieux ?
01:04 Un grand nombre de problématiques sont encore à régler.
01:06 Le démonstrateur de fusion nucléaire devrait voir le jour courant 2024.
01:10 Cet objectif sera-t-il atteint ?
01:12 Dès 1988, un rapport de la NASA concernant l'hélium-3 abordait le potentiel de cet isotope.
01:21 Il était déjà question d'un réacteur à fusion nucléaire.
01:23 Effectivement, il présente de nombreux avantages.
01:26 Pour commencer, son énergie est abondante, décarbonée et sans déchets nucléaires.
01:30 De plus, il est également utile pour l'imagerie pulmonaire par IRM ou même encore pour la cryogénie.
01:36 Cependant, le principal réservoir de cette ressource ultra-compétitive est la Lune.
01:40 Depuis des milliards et des milliards d'années,
01:42 l'action des vents solaires a entraîné la libération de particules de haute énergie.
01:46 L'hélium-3 en fait partie.
01:48 Il s'est donc accumulé sur la Lune, notamment en raison de son absence d'atmosphère.
01:52 Par définition, il est possible de le considérer comme une ressource renouvelable.
01:55 En effet, il se dépose régulièrement sur le sol lunaire, car l'activité du Soleil est constante.
02:01 Néanmoins, il est évident que la notion d'abondance de l'hélium-3 est à prendre avec des pincettes.
02:06 De ce fait, de nombreuses missions lunaires sont en cours de préparation dans différents pays.
02:11 Pour le moment, les États-Unis et la Chine sont en tête de liste.
02:14 Soutenu par la NASA, le programme Artemis est de loin le plus abouti.
02:18 Le but étant d'établir une base lunaire qui servirait de point d'attache.
02:21 Associée avec la Russie, la Chine est également en bonne position dans la course à la base lunaire.
02:26 Cependant, le projet ne semble pas encore tout à fait prêt à se concrétiser.
02:30 Il est vrai que les moyens financiers ainsi que les dispositifs nécessaires restent astronomiques.
02:35 Une installation permanente nécessiterait la construction et le maintien des infrastructures par le biais de ressources lunaires.
02:41 Il faudrait également utiliser de nombreux robots.
02:43 Ainsi, la société australienne Leuten envisage de déployer une technologie d'impression 3D.
02:48 Cela permettrait de fournir des solutions de construction directement sur place.
02:52 Finalement, il est question de créer un écosystème artificiel lunaire qui faciliterait les voyages avec la Terre.
02:58 L'incubateur toulousain TechTheMoon est aussi entièrement dédié au développement d'une implantation permanente sur la Lune.
03:04 Pourtant, cette perspective semble toujours lointaine.
03:07 En effet, les obstacles sont encore nombreux.
03:09 Les verrous encore existants sont principalement technologiques et financiers.
03:13 Néanmoins, Helion Energy semble laisser entrepercevoir une possible révolution nucléaire.
03:19 440 millions d'euros.
03:21 C'est le montant des fonds débloqués dans le cadre du projet de développement d'un réacteur basé sur la fusion nucléaire de l'hélium-3.
03:27 Cependant, Helion Energy a été aidée par de nombreux investisseurs.
03:31 Ces derniers se sont engagés à débourser 1,5 milliard d'euros supplémentaires.
03:35 Pour cela, il faudrait que certains objectifs prédéfinis soient atteints.
03:39 Pour l'instant, nous n'avons encore aucune information sur les différentes étapes de ce projet hors du commun.
03:44 Helion Energy devient donc la deuxième startup la plus financée dans le domaine de l'aérospatiale.
03:49 La première n'est autre que TAE Technologies.
03:53 Actuellement, une fusion nucléaire sans aucun déchet radioactif semble être un graal difficile à atteindre.
03:58 En effet, il s'agit d'une quête très ancienne.
04:01 Le principe de la fusion est simple.
04:03 Il s'agit de fusionner les noyaux de deux atomes très légers.
04:06 A l'inverse, la fission casse de gros noyaux atomiques pour dégager de l'énergie.
04:10 La fusion nécessite des niveaux de chaleur et de pression très élevés.
04:14 Cela se passe au niveau d'un plasma confiné au préalable.
04:17 Ainsi, de très importantes quantités d'énergie s'en dégagent.
04:20 De plus, la fusion ne peut s'emballer, ce qui permet de ne générer que très peu de déchets radioactifs.
04:25 En ce qui concerne le carburant, la majorité des expériences utilisent du deutérium et du tritium.
04:31 Il s'agit d'isotopes de l'hydrogène.
04:33 Cette fusion émet alors des neutrons.
04:35 Ces derniers sortent du champ magnétique.
04:37 C'est à ce moment-là qu'ils viennent réchauffer les parois de la chambre de confinement du plasma,
04:40 que l'on appelle le tokamak.
04:42 Cette machine est conçue pour exploiter l'énergie de la fusion.
04:45 En réalité, il s'agit d'une opération qui permet de récupérer l'énergie avec une simple turbine à vapeur.
04:51 La réaction deutérium-hélium-3 est aneutronique.
04:54 La promotion d'énergie libérée sous forme de neutrons est alors minime.
04:58 Aucune structure n'est donc abîmée et aucun déchet n'est généré.
05:01 Finalement, il s'agit de la solution énergétique dont la planète a nécessairement besoin.
05:06 Malheureusement, la fusion nucléaire ne peut se faire sans combustible.
05:10 Comme nous l'avons vu un peu plus tôt dans cette vidéo,
05:12 l'hélium-3 est quasiment absent de la surface de la planète.
05:15 Cependant, il est présent sur la Lune, mais son extraction n'est pas envisageable dans un futur proche.
05:20 Hélium-énergie prend alors un tout autre chemin.
05:22 Elle imagine une fusion mixte.
05:25 Effectivement, la fusion d'atomes de deutérium entre eux pourrait permettre de récupérer de l'hélium-3.
05:30 Pour parvenir à ces fins, hélium-énergie mise sur la pratique de fusion par impulsion.
05:34 Dans ce cadre-là, la configuration de confinement magnétique est vraiment particulière.
05:39 Le plasma est confiné sous forme d'anneau.
05:41 Il est ensuite comprimé par un champ magnétique.
05:43 C'est exactement la même stratégie que celle empruntée par TE Technologies.
05:48 Cela permet d'utiliser au mieux la capacité du champ magnétique généré.
05:51 On peut dire que le plasma est enfermé grâce à une emprise magnétique beaucoup plus puissante.
05:56 Hélium-énergie ne souhaite donc pas générer de fusion continue.
05:59 Il est plutôt question de rapides réactions de fusion les unes à la suite des autres.
06:03 Plus simplement, deux anneaux plasma sont générés aux extrémités d'un réacteur linéaire.
06:07 Ils subissent une accélération sur des rails magnétiques jusqu'à se télescoper au sein d'une chambre centrale.
06:13 C'est à cet endroit précis qu'a lieu la réaction de fusion.
06:16 Cela produit une réaction brève et relativement instable,
06:19 qui devrait permettre de réaliser des gains d'énergie.
06:21 Seulement, il est primordial de stabiliser l'anneau assez longtemps pour permettre à la fusion d'opérer.
06:26 Il faut également que ce processus puisse se répéter de manière rapide.
06:30 Hélium-énergie doit aussi prouver que sa méthode de récupération de l'énergie fonctionne.
06:34 La fusion à l'hélium-3 ne produit pas de neutrons.
06:37 Il faut donc trouver une solution.
06:39 La start-up américaine doit donc trouver une autre solution.
06:42 Elle prévoit un système de conversion directe.
06:44 Ainsi, le flux magnétique généré par l'expansion du plasma en fusion sert à la production d'électricité.
06:50 D'après les dires d'Hélium-énergie, 95% de l'énergie du plasma devrait être récupérée grâce à cette méthode.
06:57 Son prototype Trenta aurait généré un plasma à 100 millions de degrés durant plus d'une milliseconde.
07:03 Il s'agit d'un résultat plutôt encourageant.
07:05 Depuis la mise en service de Trenta en 2020, 10 000 impulsions de fusion auraient été réalisées par Hélium-énergie.
07:11 Le prochain réacteur nommé Polaris devrait être apte à la production d'hélium-3 dès 2024.
07:17 A la question "l'hélium-3 peut-il révolutionner l'industrie nucléaire?", la réponse est encore incertaine.
07:23 Pourtant, l'ambitieux projet d'Hélium-énergie semble tenir la route.
07:26 Sera-t-il à la hauteur de nos attentes ?
07:28 Au vu de la situation actuelle, il est nécessaire de s'accrocher et de faire vivre ce type de dessin.
07:33 Quoi qu'il en soit, tous les moyens sont mis en œuvre pour améliorer notre utilisation controversée de l'énergie nucléaire.
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