Fusion nucléaire

La fusion thermonucléaire serait le Graal de l’énergie propre. Cette réaction, qui est celle produite par les étoiles, pourrait fournir une énergie non émettrice ni de gaz à effet de serre (GES) ni de déchets radioactifs. La promesse est ambitieuse : un gramme d’hydrogène (fusionner deux de ses isotopes, le deutérium et le tritium pour donner de l’hélium) offrirait l’équivalent d’au moins onze tonnes de charbon.

Cette approche à plus de 70 ans. L’ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) est un projet en développement en France à Cadarache issu de la collaboration de 35 pays (dans le contexte géopolitique actuel, précisons qu’il s’agit notamment de la Chine, l’Union européenne, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis). Ce complexe est un tokamak qui permet de conserver dans un volume torique une sorte de mélange de noyaux d’atomes chauffés à plusieurs dizaines de millions de degrés, le plasma, à l’aide de champs magnétiques où la fusion nucléaire peut se réaliser et être contenue. La difficulté consiste à obtenir un seuil d’amplification supérieur à 1, c’est-à-dire produire plus d’énergie qu’il n’en est nécessaire pour déclencher la fusion.

On estime que la production industrielle pourrait commencer avec un seuil au moins égal à 10 et ce seuil dépend en particulier de la capacité du réacteur, le volume de plasma attendu étant de 840 m³, la taille de la chambre vide sera adaptée en conséquence. Même si ce projet n’est qu’un test afin de prouver que ce rendement de 1 pour 10 est atteignable, il permet d’illustrer que l’approche dite ‘renouvelable’ n’est pas la seule alternative propre pour sortir des énergies fossiles.

 

Les entreprises privées saisissent l’opportunité de la fusion thermonucléaire « propre ». Au-delà de l’ITER qui est un projet multi gouvernemental, d’autres approches existent. Le stellerator est une version allemande simplifiée à l’utilisation, mais plus difficile à élaborer car cela nécessite des bobines de champs magnétiques déformées. Une autre piste est explorée, le confinement inertiel. Le champ magnétique est alors remplacé par des impulsions (laser ou électriques) afin de comprimer un combustible pour amorcer une réaction nucléaire.

L’alliance d’une énergie propre combinée à de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies (rubans supraconducteurs, lasers, algorithmes…) autorisent de concevoir la construction de petits réacteurs expérimentaux plus économiques. Aujourd’hui, l’investissement reste extrêmement risqué et les entreprises sont accompagnées par des mécènes (Gates, Bezos) ou des fonds d’investissement voire quelques financements gouvernementaux à travers leurs organismes de recherches nationaux. Les acteurs annoncent avoir récolté près de 2,5 milliards de dollars. C’est encore peu mais les moyens limités les poussent à imaginer des approches originales : sphère à piston, pour comprimer le plasma, utilisation de nouveaux aimants supraconducteurs, production d’électricité par induction, onde de choc pour comprimer le plasma par pistolet électromagnétique… oui, nous parlons ici de l’un des domaines scientifiques les plus techniquement complexes.

Beaucoup de secrets entourent ces recherches et l’avenir nous dira si les sociétés privées triompheront alors les coopérations internationales sont lentes et sujettes à interruption brutale.