Une étude récente souligne le rôle crucial que les universités américaines doivent jouer dans la croissance et le succès de toute industrie de haute technologie moderne, en particulier l’industrie de la fusion naissante.
L’importance de ce rôle ne se reflète pas dans le nombre de professeurs et de canaux éducatifs orientés vers la fusion actuellement disponibles. Comment les universités peuvent-elles contribuer à une industrie de la fusion robuste ?
Le rôle des universités dans l’industrie de la fusion
La réactivité du monde universitaire à l’émergence d’autres domaines scientifiques modernes, comme l’aéronautique et la fission nucléaire, offre un modèle pour les mesures que les universités peuvent prendre pour permettre une industrie de la fusion robuste.
L’étude a été rédigée par Dennis Whyte, professeur d’ingénierie chez Hitachi America et directeur du Plasma Science and Fusion Center au MIT ; Carlos Paz-Soldan, professeur associé de physique appliquée et de mathématiques appliquées à l’Université Columbia ; et Brian D. Wirth, professeur titulaire de la chaire du gouverneur en génie nucléaire computationnel à l’Université du Tennessee.
Le document a été récemment publié dans la revue Physics of Plasmas dans le cadre d’une collection spéciale intitulée « Private Fusion Research: Opportunities and Challenges in Plasma Science ». Avec des contributions d’auteurs du monde universitaire, du gouvernement et de l’industrie privée, la collection esquisse un cadre pour les partenariats public-privé qui seront essentiels pour le succès de l’industrie de la fusion.
La fusion : une source potentielle d’énergie verte illimitée
La fusion, qui est le même processus qui alimente le soleil – des atomes d’hydrogène se combinent pour former de l’hélium, libérant d’énormes quantités d’énergie propre sous forme de lumière et de chaleur – est maintenant considérée comme une source potentielle d’énergie verte illimitée. L’enthousiasme suscité par l’arrivée de la fusion a entraîné la prolifération de dizaines d’entreprises à but lucratif qui se positionnent à l’avant-garde de l’industrie commerciale de l’énergie de fusion.
Dans un avenir proche, ces entreprises nécessiteront un réseau important de travailleurs maîtrisant la fusion pour assumer diverses tâches nécessitant une gamme de compétences. Bien que les auteurs reconnaissent le rôle de l’industrie privée, en particulier en tant que source de plus en plus dominante de financement de la recherche, ils montrent également que le monde universitaire est et continuera d’être essentiel au développement de l’industrie, et il ne peut être dissocié de la croissance de l’industrie privée.
Le défi de la formation dans le domaine de la fusion
Malgré les preuves de cet intérêt croissant, la taille et l’échelle du réseau universitaire du domaine aux États-Unis sont limitées. Selon Dennis Whyte, « Diversifier le domaine [de la fusion] en ajoutant plus de voies pour les étudiants en master et les étudiants de premier cycle qui peuvent passer plus rapidement à l’industrie est une étape importante ».
Une analyse a révélé que bien qu’il y ait 57 universités aux États-Unis actives dans la recherche sur le plasma et la fusion, le nombre moyen de professeurs de plasma/fusion titulaires ou en voie de titularisation dans chaque institution n’est que de deux.
En comparaison, un échantillon des 10 meilleurs programmes de fission nucléaire et d’aéronautique/astronautique du US News and World Report a trouvé en moyenne près de 20 professeurs consacrés à la fission et 32 à l’aéro/astro.
« Les programmes universitaires en fusion et leurs sponsors doivent augmenter leur jeu et embaucher des professeurs supplémentaires s’ils veulent fournir la main-d’œuvre nécessaire pour soutenir une industrie de la fusion américaine en croissance », ajoute Carlos Paz-Soldan.
En synthèse
La croissance et la prolifération de ces domaines et d’autres, tels que l’informatique et la biotechnologie, étaient historiquement en phase avec la création de programmes universitaires qui ont contribué à faire progresser ces domaines et à leur acceptation généralisée. Créer un chemin similaire pour la fusion est essentiel pour assurer sa croissance durable. Comme le note Brian Wirth, « cette croissance doit être poursuivie de manière interdisciplinaire à travers de nombreuses disciplines d’ingénierie et de science ».
En fin de compte, il y a plusieurs étapes que les auteurs identifient pour aider à construire les liens entre le monde universitaire et l’industrie qui seront importants à l’avenir : La première est que les universités reconnaissent le paysage de la fusion en rapide évolution et commencent à s’adapter. «Les universités doivent embrasser la croissance du secteur privé dans la fusion, reconnaître les opportunités qu’elle offre et chercher des partenariats mutuellement bénéfiques», dit Carlos Paz-Soldan.
La dernière étape, selon les auteurs, est que les universités deviennent plus flexibles et créatives dans leurs stratégies de licence technologique pour s’assurer que les idées et les innovations trouvent leur chemin du laboratoire à l’industrie.
« En tant qu’industrie, nous sommes dans une position unique parce que tout est nouveau », dit à nouveau Dennis Whyte. « Mais nous sommes suffisamment étudiants de l’histoire pour voir ce qui est nécessaire pour réussir ; quantifier l’état du paysage privé et universitaire est une pierre de touche stratégique importante. En attirant l’attention sur la trajectoire actuelle, nous espérons être mieux placés pour travailler avec nos collègues du secteur public et privé et faire des choix mieux informés sur la façon de procéder ».
Pour une meilleure compréhension
1. Qu’est-ce que la fusion nucléaire ?
La fusion nucléaire est le processus qui alimente le soleil, où des atomes d’hydrogène se combinent pour former de l’hélium, libérant d’énormes quantités d’énergie propre sous forme de lumière et de chaleur. Elle est considérée comme une source potentielle d’énergie verte illimitée.
2. Quel est le rôle des universités dans l’industrie de la fusion ?
Les universités ont un rôle essentiel à jouer dans la croissance et le succès de l’industrie de la fusion, en formant des travailleurs compétents dans le domaine et en contribuant à la recherche et au développement de technologies liées à la fusion.
3. Quelle est la situation actuelle des programmes universitaires liés à la fusion ?
Il existe actuellement 57 universités aux États-Unis actives dans la recherche sur le plasma et la fusion, mais le nombre moyen de professeurs de plasma/fusion titulaires ou en voie de titularisation dans chaque institution n’est que de deux.
4. Comment les universités peuvent soutenir la croissance de l’industrie de la fusion ?
Les universités doivent diversifier le domaine de la fusion en ajoutant plus de voies pour les étudiants en master et les étudiants de premier cycle, embaucher des professeurs supplémentaires, et chercher des partenariats mutuellement bénéfiques avec le secteur privé.
5. Quels sont les défis pour les universités et l’industrie de la fusion ?
Les défis comprennent la conciliation de la mission des institutions éducatives avec les partenariats privés, l’adaptation des universités au paysage en rapide évolution de la fusion, et la mise en place de stratégies de licence technologique flexibles et créatives.
Principaux enseignements
| Enseignement |
|---|
| Les universités ont un rôle essentiel dans la croissance et le succès de l’industrie de la fusion. |
| Il existe actuellement 57 universités aux États-Unis actives dans la recherche sur le plasma et la fusion. |
| Le nombre moyen de professeurs de plasma/fusion titulaires ou en voie de titularisation dans chaque institution est seulement de deux. |
| Les universités doivent diversifier le domaine de la fusion en ajoutant plus de voies pour les étudiants en master et les étudiants de premier cycle. |
| Les programmes universitaires en fusion doivent embaucher des professeurs supplémentaires pour soutenir une industrie de la fusion américaine en croissance. |
| La croissance de l’industrie de la fusion doit être poursuivie de manière interdisciplinaire à travers de nombreuses disciplines d’ingénierie et de science. |
| Les universités doivent reconnaître le paysage de la fusion en rapide évolution et commencer à s’adapter. |
| Les universités doivent chercher des partenariats mutuellement bénéfiques avec le secteur privé. |
| Les universités doivent devenir plus flexibles et créatives dans leurs stratégies de licence technologique. |
| L’industrie de la fusion nécessitera également une main-d’œuvre compétente dans des disciplines autres que les STEM. |
Références
Article : « The academic research ecosystem required to support the development of fusion energy » – DOI: https://doi.org/10.1063/5.0167369
Légende illustration principale : Représentation du tokamak de fusion SPARC, développé dans le cadre d’une collaboration de recherche entre le Plasma Science and Fusion Center et Commonwealth Fusion Systems. Crédit : Image courtesy of Commonwealth Fusion Systems
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