L'Inde veut aller chercher du carburant pour réacteur à fusion sur la Lune

L’Organisation indienne pour la recherche spatiale (ISRO) a annoncé lundi 25 juin Chandrayaan-2, une mission spatiale qui doit envoyer un robot sur la face cachée de la Lune à la fin de l’année. Chandrayaan-2 doit être la deuxième mission lunaire de l’Inde et la première à explorer le côté obscur de notre satellite. Le robot à six roues de l’ISRO devra analyser la croûte lunaire à la recherche d’eau et d’hélium 3, un isotope essentiel au développement des réacteurs à fusion sur Terre.

Les chercheurs aiment à plaisanter que l’énergie de la fusion nucléaire est toujours à 30 ans de nous. Qu’importe, l’Inde est bien décidée à fournir le carburant quand l’heure sera venue.

« Les pays qui auront les moyens de transférer cette source de la Lune à la Terre auront le contrôle du processus, a expliqué Kailasavadivoo Sivan, l’un des membres du conseil d’administration de l’ISRO, à Bloomberg. Je ne veux pas être parmi eux, je veux être leur leader. »

La fusion nucléaire est la réaction qui donne son énergie au soleil. Elle implique de faire se percuter des atomes d’hydrogène pour créer de l’hélium, ce qui diffuse de grandes quantités d’énergies. Si nous parvenions à capturer cette énergie de la fusion, nous disposerions d’une source illimitée d’énergie sur Terre. Malheureusement, construire un réacteur à fusion, c’est-à-dire une véritable « étoile en bocal », s’est révélé extrêmement difficile.

Aujourd’hui, la plupart des réacteurs à fusion utilisent un carburant constitué de deux isotopes, le deutérium et le tritium. Il existe plusieurs techniques de déclenchement de la fusion, mais l’une des plus efficaces consiste à bombarder un noyau de deutérium et de tritium avec une grosse dose d’énergie pour le transformer en plasma. Ce plasma, confiné dans un champ magnétique (ou du métal liquide), entraîne la fusion des noyaux atomiques et la diffusion de grandes quantités d’énergies.

Pour le moment, aucun laboratoire n’est parvenu à déclencher et entretenir une fusion qui produise plus d’énergie qu’elle n’en a demandé pour être lancée. Or, le réacteur à fusion du futur se trouve évidemment au-delà de l’équilibre.

La fusion du deutérium et du tritium pose un autre problème : pendant la réaction, les noyaux de ces isotopes relâchent des neutrons à haute énergie. Ces neutrons dits « rapides » sont une source d’énergie qui doit être récoltée au sein du réacteur — le problème, c’est qu’ils sont remarquablement difficiles à contenir. Comme leurs interactions avec les murs des réacteurs nucléaires sont plus fortes qu’avec les protons, ils doivent être remplacés régulièrement. De plus, en tant que particules sans charge, ils déjouent largement les tentatives de contrôle à l’aide de champs électrique ou magnétique.

C’est là que l’hélium 3 entre en scène. En faisant sortir le tritium de l’équation pour privilégier un mélange d’hélium 3 et de deutérium, on peut déclencher une fusion qui produit un proton plutôt qu’un neutron. Résultat : moins de déperdition d’énergie et une réaction plus facile à contenir. Les protons, des particules chargées, permettent une récolte d’énergie plus facile car ils peuvent être manipulés à l’aide de champs magnétique ou électrique. En bref, l’utilisation d’hélium 3 rendrait les réacteurs à fusion non-nucléiares et beaucoup plus efficaces.

Le souci, c’est que l’hélium 3 est une substance rare sur Terre. Les recherches à son endroit sont encore rares, mais prometteuses : l’année dernière, des chercheurs du MIT ont augmenté l’efficacité d’un réacteur à fusion d’un ordre de grandeur en ajoutant de petites quantités d’hélium 3 à un noyau de carburant contenant de l’hydrogène et du deutérium. D’autres travaux ont démontré qu’un mélange de deux isotopes de l’hélium 3 était très efficace dans les petits réacteurs.

Les missions Apollo des années 60 et 70 ont confirmé que la surface lunairecontenait de l’hélium 3 en abondance car notre satellite n’a pas d’atmosphère pour le repouser. En fait, l’hélium 3 qui attend sur la Lune contient dix fois plus d’énergie que tous les combustibles fossiles de la Terre. À mesure que la perspective de la fusion se précise, de plus en plus de pays se lancent dans une course à la Lune pour être les premiers à extraire la précieuse substance de sa surface.

Moon Express, la première entreprise privée à avoir reçu l’autorisation du gouvernement américain de lancer un objet par-delà l’orbite terrestre l’année dernière, fait partie des concurrents. En 2016, la Chine a annoncé qu’elle avait l’intention d’envoyer un rover sur la Lune pour découvrir des poches d’hélium 3. Aujourd’hui, c’est au tour de l’Inde de se joindre à la conquête de ce qui pourrait bien être l’une des sources d’énergies les plus précieuses de notre histoire.

En 2013, la Chine est devenue le premier pays à poser un engin sur la Lune en 40 ans. Elle espère désormais y envoyer un robot appelé Chang’e 5 l’année prochaine. Sa mission : rapporter des échantillons de la surface, la première étape de la conquête de l’hélium 3. Si l’Inde parvient à ses fins, cependant, Chang’e sera accuelli par un rover indien.