Cap sur l'énergie propre

La fusion est une solution prometteuse en matière d’énergie propre puisqu’il s’agit d’un processus intrinsèquement s?r qui n’émet pas de carbone et est capable de produire en continu une quantité illimitée de combustible. L’AIEA appuie la recherche-développement sur la fusion depuis le début de ses activités : dès 1961, elle organisait la première Conférence internationale sur l’énergie de fusion. Plus récemment, les avancées de la recherche sur la fusion en ont accéléré le développement aussi bien dans le secteur public que dans le secteur privé. Dans le prolongement des progrès accomplis, l’AIEA encourage la collaboration et la coordination à l’échelle internationale en vue de combler les lacunes restantes dans le domaine de la physique et concernant les aspects technologiques et réglementaires de la fusion. Dans cette optique, des données sont collectées et partagées à l’appui de toutes les phases de la recherche sur la fusion, de l’étude des aspects scientifiques du processus de fusion à la conception et à l’exploitation de centrales à fusion.

? La technologie de la fusion pourrait transformer la production énergétique mondiale ?, déclare Aline des Cloizeaux, directrice de la Division de l’énergie d’origine nucléaire de l’AIEA. ? L’énergie de fusion, associée au déploiement de technologies avancées en matière de fission nucléaire, permettra la transition vers une énergie propre et durable. ?

La fusion est alimentée par des isotopes légers qui forment un plasma, gaz chargé à température élevée et aux propriétés uniques, distinctes de celles des solides, des liquides et des gaz. CollisionDB, une base de données de l’AIEA sur les processus atomiques et moléculaires, facilite l’amélioration des scénarios opérationnels et du diagnostic des plasmas, ce qui permet une meilleure compréhension des processus de collision dans les plasmas.

D’autres bases de données de l’AIEA contribuent à l’exploitation et à l’optimisation de dispositifs expérimentaux et de futures centrales à fusion. La base de données pwiDB (plasma?wall interaction database) contient des données sur les interactions entre le plasma et la surface de la paroi interne, tandis que les bases CascadesDB et DeFecTDB rassemblent des données sur les processus qui se produisent à l’intérieur de la paroi. La Bibliothèque de données neutroniques sur l’énergie de fusion (FENDL) contient des données sur les réactions nucléaires qui sont essentielles pour l’étude des plasmas et des matériaux dans le domaine de la neutronique, et donc pour l’évaluation de la s?reté et des déchets.

Des scientifiques et ingénieurs du monde entier continuent à mettre au point et à tester de nouveaux matériaux et à concevoir de nouvelles technologies pour parvenir à une production nette d’énergie de fusion. Bien qu’il arrive régulièrement que des conditions très proches de celles qui sont nécessaires pour obtenir un système d’énergie de fusion soient atteintes lors d’expériences, des améliorations sont encore nécessaires pour maintenir la réaction et produire de l’énergie de fa?on durable. Les organismes publics et privés qui travaillent sur la fusion réalisent des progrès rapides en la matière.

Le Système d’information sur les dispositifs de fusion (FusDIS) de l’AIEA présente une vue d’ensemble des dispositifs de fusion publics et privés du monde entier qui sont en service, en construction ou à l’étude, ainsi que des données techniques et des statistiques à leur sujet. Ce système fournit des orientations utiles à l’élaboration de stratégies, à la prise de décision et à la collaboration entre les secteurs public et privé en matière d’énergie de fusion, et constitue un outil précieux permettant de dégager des tendances dans la recherche. FusDIS est accessible via le Portail de la fusion de l’AIEA, qui centralise des informations sur les activités de l’Agence dans le domaine de la fusion.

En outre, l’AIEA travaille actuellement à la mise au point de l’outil FUSE, sur la plateforme CONNECT de l’Agence, pour fournir un appui aux spécialistes de la technologie de la fusion lors de la conception, de la fabrication et de la construction de centrales à fusion. Cet outil comprendra une base de données sur les codes et les normes relatifs à la fusion, ainsi qu’une base de données sur les technologies et les cycles du combustible de la fusion qui contiendra des informations et des paramètres spécifiques pour chaque dispositif en cours de développement. FUSE vise à mieux faire conna?tre les dernières avancées dans le secteur en rapide évolution qu’est la fusion, telles que les technologies dérivées.

? L’intelligence artificielle est un nouveau moyen de libérer tout le potentiel de la fusion. Elle pourrait considérablement faciliter la gestion de l’ensemble du processus d’ingénierie des dispositifs de fusion et l’analyse des données scientifiques et techniques que ces installations produiront en masse ?, explique Alain Bécoulet, directeur général adjoint et directeur scientifique de l’Organisation ITER. ? Pour concrétiser ce potentiel, nous avons besoin de plateformes consacrées à la gestion des données sur la fusion qui fonctionnent dans le même esprit de coopération qui fait avancer la recherche sur la fusion depuis des décennies. C’est un impératif si l’on veut accélérer le déploiement de l’énergie de fusion. ?

C’est précisément l’objectif d’un projet de recherche coordonnée de l’AIEA, intitulé AI for Fusion (AI4F). AI4F vise à favoriser l’innovation et la collaboration afin de réaliser des avancées dans le domaine de la fusion en tirant profit de technologies fondées sur l’intelligence artificielle (IA), l’apprentissage automatique et les mégadonnées. Vingt-quatre institutions réparties dans onze pays sur quatre continents y participent. ? L’IA et l’apprentissage automatique peuvent accélérer les progrès de la recherche sur la fusion en vue de la création d’une centrale à fusion pilote inédite ?, affirme Cristina Rea, chercheuse principale et cheffe de groupe au Centre de la science des plasmas et de la fusion de l’Institut de technologie du Massachusetts. ? L’AIEA joue un r?le de coordination dans cette mission ?, explique-t-elle.

? Parvenir à exploiter l’énergie de fusion serait la plus grande des prouesses sur les plans scientifique et technique ?, souligne Tzanka Kokalova-Wheldon, directrice de la Division des sciences physiques et chimiques de l’AIEA. ? L’AIEA fournit des données indispensables, exploite des technologies de pointe et encourage les partenariats pour contribuer à l’essor de la source d’énergie propre par excellence. ?

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La fusion est le processus par lequel deux noyaux atomiques légers s’unissent pour former un noyau unique plus lourd, cela en libérant une énorme quantité d’énergie. Le soleil et toutes les autres étoiles tirent leur énergie d’un processus similaire. Sur Terre, il faut des températures de plus de 100 millions de degrés Celsius pour produire cette réaction, et il faut réguler la pression et les forces magnétiques pour la maintenir assez longtemps pour atteindre une production nette d’énergie.