Par Anne-Sylvie Weinmann, avocate et data scientist.

De Livermore à Livermore en passant par Chippewa Falls…

L’énergie des étoiles

L’administration américaine a annoncé cette semaine que les scientifiques du National Ignition Facility, installé au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie, avaient réalisé en date du 5 décembre, dans le domaine de la fusion nucléaire, «une percée scientifique majeure, vieille de plusieurs décennies, qui ouvrira la voie à des avancées en matière de sécurité nationale et d’énergie propre». Pour la première fois, une réaction de fusion nucléaire a généré plus d’énergie que l’énergie laser nécessaire à la créer; un gain comme résultat!

La technique dite de fusion inertielle utilisée Outre-Atlantique diffère de la fusion par confinement magnétique (avec notamment ses tokamaks, cage à plasmas, en forme de donuts !) libre d’objectifs militaires, mais la rejoint dans sa perspective «de produire une énergie pratiquement illimitée, propre, sûre et à un coût abordable pour répondre aux besoins en énergie de toute la planète » lit-on dans le magnifique bulletin de l’Agence internationale de l’énergie atomique dédié à cette thématique, et dont vous trouverez la référence ci-dessous. A la différence de la fission, «la fusion ne produit pas de déchets radioactifs à vie longue et s’arrête instantanément en cas de panne» précise Denis Delbecq dans Le Temps.

Une étape importante a été franchie dans la difficile conquête d’une énergie prometteuse pour produire de l’électricité à l’échelle industrielle grâce à la chaleur récupérée. Mais à quand l’énergie des étoiles pour faire étinceler les guirlandes de nos sapins de Noël, éclairer nos villes, alimenter nos hôpitaux? Une question de décennies. «Peu de décennies» répond confiant Ambrogio Fasoli, directeur du Swiss Plasma Center de l’EPFL et président de l’assemblée générale du Consortium EUROfusion, au journaliste Philippe Revaz, ce mardi, sur le plateau du 19h30. Horizon 2050. Peut-être plus tôt si les secteurs publics et privés œuvrent de concert. L’énergie du soleil, dont le roi se nomme ITER, le chemin en latin, une collaboration internationale dont le cœur se trouve à Cadarache dans le sud de la France, «peut-être le projet le plus ambitieux de l’histoire de l’humanité» soulignait le professeur Fasoli lors d’une conférence donnée en novembre dernier à l’EPFL.

Une visite au Musée Bolo

Sans superordinateurs, ces prouesses n’auraient pas été possibles. En leur absence, des pans entiers des sciences n’existeraient pas. L’expérimentation n’est pas toujours possible, éthique ou abordable. Ces ogres à calculs ont ouvert la voie de la simulation numérique, à côté de la théorie et de l’expérimentation. J’ai eu la chance de rencontrer Ralf Gruber, acteur dès le début des années 1970 d’une science naissante: la physique des plasmas (fusion thermonucléaire), discipline gourmande en calculs et basée sur la simulation, dont les superordinateurs ont permis l’éclosion. Programmer de telles machines pour en retirer une puissance de calcul optimale est un art qu’il a fallu créer, développer, adapter au fur et à mesure de leur invention et selon leurs spécificités. Ralf Gruber, dont vous pourrez découvrir le portrait début 2023 sur le blog du musée Bolo, en était un expert; programmation haute couture!

Supercomputers, des machines, une industrie. Leur père: le génial (et orginal!) Seymour Cray (1925-1996), originaire de Chippewa Fall, Wisconsin – origine partagée avec Jack Dawson, héro de la superproduction Titanic – en l’honneur duquel une nouvelle exposition temporaire «Seymour Cray, le Superman des superordinateurs» s’ouvre aujourd’hui au Musée Bolo. Les visiteurs auront l’occasion de découvrir quelques-uns de ces géants au design unique, ancêtres de nos smartphones, et F1 du calcul scientifique qui, en leur temps, décrochèrent la palme des ordinateurs les plus rapides au monde. En 1986, la Suisse accueille au centre de calcul de l’EPFL son premier superordinateur de l’entreprise Cray Research Inc.: un Cray 1S. Dès la fin des années 1970 déjà, Ralf Gruber, cheville ouvrière de cette acquisition, bénéficiait pour ses recherches dans le domaine de la fusion, de temps-machine sur un Cray 1 installé… au Lawrence Livermore National Laboratory!

A côté des imposantes machines exposées, discrètement présenté dans une vitrine se trouve un Cray Y-MP miniature. La taille de l’objet est inversement proportionnelle à celle de l’exploit réalisé en 1989 par Ralf Gruber et trois collègues. Devant NASA Langley, l’équipe de physiciens des plasmas remportent le prestigieux « Cray Gigaflop Performance Award ». Une puissance de calcul moyenne de 1,708 Gigaflop par seconde (milliard d’opérations en virgule flottante par seconde) pour leur programme en physique des plasmas les propulse au firmament du High Performance Computing.

Mais shhht! Je n’en dévoilerai pas plus, vous laissant le plaisir de découvrir de vos propres yeux les trésors de cette passionnante exposition.

Un discret anniversaire

Heureux hasard du calendrier cette exposition s’ouvre un 16 décembre, date clé dans l’histoire de l’électronique et de l’informatique. Il y a 75 ans, dans l’après-midi du mardi 16 décembre 1947, le révolutionnaire transistor voit le jour aux Bell Labs, à Murray Hill, New Jersey. Happy Birthday!

Sources et pour aller plus loin

Anne-Sylvie Weinmann, Une nouvelle exposition temporaire à découvrir au Musée Bolo (2) – Au(x) fil(s) de l’histoire – 23/12/2023

Breanna Bishop, National Ignition Facility achieves fusion ignition, Lawrence Livermore National Laboratory – 14/12/2022

IAEA Bulletin, Energie de fusion, Agence internationale de l’Energie atomique – 05/2021

Denis Delbecq, La fusion nucléaire n’est plus une utopie, Le Temps – 13/12/2022,

Denis Delbecq, En Suisse, la participation à ITER en suspens, Le Temps – 13/12/2022,

Simon Petite, Maîtriser la fusion nucléaire, aussi un enjeu militaire, Le Temps – 13/12/2022

Richard Etienne, Bouillonnement économique autour de la fusion nucléaire, Le Temps – 13/12/2022

Fusion nucléaire: les explications d’Ambrogio Fasoli, directeur du Swiss Plasma Center de l’EPFL, RTS 19h30 – 13/12/2022

Swiss Plasma Center (EPFL)

ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)

La fusion nucléaire: comment produire de l’électricité à partir de la fusion?, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) – 04/08/2015

Inventing the transistor, Computer History Museum