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Depuis plus de dix ans, la Chine travaille sur un acier révolutionnaire, le CHSN01, destiné aux réacteurs de fusion nucléaire. Ce matériau, capable de supporter des champs magnétiques de 20 Tesla et des pressions de 1 300 MPa, représente une avancée majeure en sciences des matériaux. Cet accomplissement a été possible grâce à la collaboration de l’Académie chinoise des sciences et pourrait transformer le paysage énergétique mondial en permettant la construction de réacteurs de fusion nucléaire plus efficaces.
Les ambitions de la Chine dépassent celles d’ITER
En 2011, les scientifiques chinois se sont lancés dans le développement de matériaux pour les réacteurs de fusion, allant au-delà des capacités des projets internationaux tels qu’ITER. Li Laifeng, de l’Académie chinoise des sciences, a exprimé des réserves sur les limitations des aimants d’ITER, conçus pour fonctionner jusqu’à 11,8 Tesla. Il a souligné que les futurs réacteurs nécessiteraient des champs magnétiques plus puissants et des matériaux plus avancés.
Le réacteur ITER en France est uniquement destiné à la recherche et ne produira pas d’électricité, contrairement au projet chinois de réacteur de fusion. En 2017, Li a présenté un nouveau matériau aux États-Unis, mais les experts étrangers étaient sceptiques quant à l’amélioration de l’acier 316LN, déjà optimisé pour des conditions extrêmes. Toutefois, les chercheurs chinois ont continué à perfectionner leur matériau en ajustant les niveaux de vanadium, carbone et azote pour améliorer sa robustesse.
Le rôle clé d’un physicien renommé
Le projet a réellement pris son envol en 2020 grâce à l’implication de Zhao Zhongxian, un physicien de renom en physique cryogénique. Sa participation a été déterminante, apportant une nouvelle dynamique à l’équipe. En 2021, la Chine a défini des normes strictes pour ses matériaux de réacteur de fusion, nécessitant une résistance à la traction de 1 500 MPa et une élongation de plus de 25 % à des températures cryogéniques.
Li Laifeng a dirigé la création d’une alliance nationale de recherche pour développer un nouvel acier cryogénique domestique. En août 2023, l’acier CHSN01 a prouvé sa capacité à répondre à ces normes, marquant une étape importante pour le réacteur de fusion BEST en Chine, dont l’assemblage a commencé en mai 2023 et devrait s’achever en 2027.
Une avancée technologique majeure
Le CHSN01 est désormais utilisé dans le réacteur de fusion BEST, avec 500 tonnes de gaines de conducteurs fabriquées à partir de cet acier, parmi les 6 000 tonnes de pièces assemblées. La réussite de cet acier ouvre la voie à son application au-delà des projets de fusion, renforçant la position de la Chine dans le domaine des matériaux avancés.
« Ce développement représente une avancée technologique majeure, plaçant la Chine à la pointe des matériaux pour les réacteurs de fusion. »
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La collaboration entre instituts de recherche, entreprises et spécialistes du soudage a été essentielle pour atteindre ce jalon. La Chine prévoit d’utiliser ce matériau dans d’autres projets industriels, témoignant de son engagement envers l’innovation et la technologie.
Défis et perspectives d’avenir
Bien que le développement du CHSN01 représente une avancée significative, des défis subsistent pour la mise en œuvre de réacteurs de fusion à grande échelle. La complexité technique et les coûts associés restent des obstacles majeurs. Cependant, la détermination de la Chine à surmonter ces défis reflète sa volonté de devenir un leader mondial dans la technologie de fusion.
À mesure que la technologie progresse, des questions se posent concernant la durabilité environnementale et l’impact économique des réacteurs de fusion. Comment la Chine et d’autres nations pourront-elles équilibrer les avancées technologiques avec les préoccupations écologiques et économiques à long terme ?
