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La Chine a récemment fait un pas de géant dans le domaine de la fusion nucléaire grâce à l’introduction d’un nouvel alliage d’acier. Ce matériau innovant, baptisé CHSN01, a été conçu pour résister à des conditions extrêmes, notamment à des champs magnétiques de 20 Tesla et à des pressions de 1 300 MPa. Le développement de cet acier a exigé plus d’une décennie de recherche, mais il marque un tournant crucial pour les réacteurs à fusion nucléaire. L’utilisation de CHSN01 dans la construction du premier réacteur de génération d’énergie par fusion au monde, tel que rapporté par les médias chinois, met en lumière une avancée significative dans la science des matériaux.
Des objectifs de fusion qui surpassent ceux d’ITER
Il y a plus de dix ans, les scientifiques chinois anticipaient déjà les limitations des projets internationaux de fusion. Dès 2011, une équipe a conçu une première solution viable pour les aimants des réacteurs à fusion. Toutefois, Li Laifeng, chercheur à l’Académie des sciences de Chine, a exprimé des réserves. Selon lui, les aimants de l’ITER, conçus pour fonctionner à un maximum de 11,8 Tesla, seraient insuffisants pour les futurs réacteurs nécessitant des champs magnétiques plus puissants et des matériaux plus avancés.
En 2017, Li a présenté un nouveau matériau lors d’une conférence aux États-Unis, suscitant le scepticisme des experts étrangers. Ces derniers estimaient qu’améliorer l’acier inoxydable 316LN, déjà optimisé pour des conditions extrêmes, était inutile. Néanmoins, les chercheurs chinois ont continué leurs efforts, ajoutant du vanadium et ajustant les niveaux de carbone et d’azote pour améliorer la résistance et la dureté de l’acier.
Un physicien reconnu a joué un rôle clé
Le véritable tournant est survenu en 2020 avec l’implication du physicien Zhao Zhongxian, expert en physique cryogénique et lauréat du prix scientifique le plus prestigieux de Chine. Zhao a toujours souligné l’importance des matériaux dans les technologies supraconductrices. Son implication a insufflé un nouvel élan au projet à un moment critique.
En 2021, la Chine a fixé des normes exigeantes pour les matériaux de son réacteur à fusion : une résistance à la traction de 1 500 MPa et une allongation de plus de 25 % à des températures cryogéniques. Li Jiangang, expert en fusion, a souligné l’importance du développement de l’acier avancé. Cette même année, Li Laifeng a lancé une alliance nationale de recherche pour créer un nouvel acier cryogénique domestique, réunissant instituts, entreprises et spécialistes du soudage.
Le CHSN01 : un alliage au cœur du réacteur BEST
En août 2023, l’acier CHSN01 a été confirmé pour répondre aux normes clés, supportant des champs magnétiques de 20 Tesla et une contrainte de 1 300 MPa avec une haute résistance à la fatigue. CHSN01 est désormais utilisé dans le réacteur BEST de Chine, dont l’assemblage a commencé en mai 2023 et dont l’achèvement est prévu pour 2027.
Sur plus de 6 000 tonnes de pièces assemblées pour le réacteur, 500 tonnes de gaines de conducteur sont fabriquées à partir de l’acier CHSN01 produit localement. La Chine envisage également d’appliquer cet acier au-delà des projets de fusion, soulignant son potentiel polyvalent.
Les implications futures pour la science des matériaux
Le développement de l’acier CHSN01 représente une avancée significative dans la science des matériaux, avec des implications potentielles dans divers domaines technologiques. Sa capacité à fonctionner sous des conditions extrêmes pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour d’autres applications technologiques, au-delà de la fusion nucléaire.
Ce progrès pose des questions sur l’avenir de la collaboration internationale dans le domaine de la fusion nucléaire. Si la Chine continue de développer des technologies de pointe, cela pourrait redéfinir le paysage énergétique mondial. Comment d’autres nations vont-elles réagir face à ces avancées et quel sera l’impact sur la coopération internationale en matière de recherche sur la fusion ?
