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La recherche sur la fusion nucléaire s’intensifie

Crédits : rasslava / dani3315 / istockphoto

La fusion nucléaire, ce « soleil artificiel » : son énergie propre et son futur rendement lucratif pressent de plus en plus d’entreprises privées à investir et exploiter cette technologie. Il s’agit d’une ressource dont l’humanité aura indubitablement besoin. La mise sur le marché serait prévue dès les années 2030.

Les données publiées en 2021 par une association américaine, la Fusion Industry Association, s’intéressent à la fusion nucléaire et l’intérêt qu’elle suscite auprès des entreprises privées. Plus de trente industries travaillent en effet sur le projet. La plupart d’entre elles ont reçu des investissements de plus de deux milliards de dollars provenant de fonds privés. Tout d’abord estimée, à raison, extrêmement complexe à mettre en œuvre et à maîtriser, la fusion fait aujourd’hui l’objet d’un réel engouement. En outre, les progrès techniques récents permettent des taux de calculs élevés des ordinateurs et des moyens de construction bien plus performants qu’à l’époque où les agences publiques commençaient à se pencher sur l’idée. La perspective d’une réalisation pratique n’est donc désormais qu’une question de financement et de temps.

Fusion et fission nucléaires, brève explication

La fission nucléaire est produite dans nos centrales nucléaires pour fabriquer l’électricité. Un matériau contenant des noyaux lourds comme l’uranium voit ces derniers se scinder en deux sous l’effet de l’impact d’un neutron et donner naissance à des noyaux plus légers, libérant de l’énergie sous forme de rayonnement radioactif ainsi que deux ou trois neutrons, qui à leur tour percuteront un autre noyau lourd, etc. S’enclenche alors la réaction en chaîne de la fission nucléaire.

La fusion nucléaire est quant à elle le phénomène qui se produit au cœur des étoiles. Sous l’effet d’une température de plusieurs millions de degrés et d’une pression intense, les noyaux (légers cette fois-ci) d’hélium vont alors fusionner, produisant un noyau instable plus lourd. Pour retrouver sa stabilité, il va éjecter un neutron et un atome d’hélium, libérant ainsi de l’énergie.

Une multiplication des bénéfices énergétiques

Les bombes à hydrogène des années 1950 utilisaient les réactions de fusion. Depuis, les chercheurs se sont mis en quête de contrôler cette puissance. Ses avantages sont sans égal face aux divers procédés actuellement à l’œuvre, puisque la fusion ne cause aucun déchet radioactif sur le long terme et ne crée pas de réactions en chaîne en dessous d’un seuil critique de température. Il n’y a donc pas de risque d’emballement de réacteurs. De plus, le besoin en énergie mondial augmente exponentiellement. Le rendement énergétique de la fusion, quatre millions de fois supérieur à la combustion du pétrole et quatre fois supérieur à la fission, permettrait de combler ce manque.

planète Terre éclairée nuit
Vue d’ensemble de la lumière émise par l’humanité la nuit. Crédits : Piqsels

Des conditions d’activation et de contrôle extrêmes

Seulement, voilà, il est extrêmement difficile d’enclencher une fusion nucléaire. Il convient d’obtenir une température de 100 millions de kelvins à l’intérieur du réacteur, et le plasma engendré, de par sa nature ionisée, est instable et rend son confinement complexe. Jamais encore les scientifiques n’ont réussi à récupérer plus d’énergie qu’ils n’en ont dépensé pour démarrer le processus. Cependant, tout récemment, le réacteur à fusion Joint European Torus (JET) en Grande-Bretagne a battu le record de production d’énergie.

tokamak fusion nucléaire
Le tokamak, l’un des dispositifs permettant le contrôle de la fusion nucléaire, en vue de coupe. Ses parois absorbent l’énergie libérée par la fusion des noyaux atomiques contenus au sein du plasma confiné dans la chambre à vide. Crédits : Filipp Borshch / iStock

Une date prévisionnelle de commercialisation peu réaliste

Des réacteurs de fusion nucléaire issus du secteur privé sont estimés à un milliard, voire 250 millions de dollars. Ces coûts de fabrication, annoncés pour l’instant par certaines sociétés, sont nettement inférieurs à ceux de la construction du secteur public.

La perspective d’une énergie propre est des plus alléchantes. Toutefois, selon Tony Donné, directeur de EUROfusion, consortium formé par les instituts de recherche sur la fusion en Europe, « Les entreprises privées disent que cela fonctionnera dans dix ans, mais ce sont juste de belles promesses pour attirer les investisseurs ». Il ajoute également que « ces entreprises affirment depuis toujours être à une dizaine d’années d’un réacteur à fusion fonctionnel et c’est ce qu’elles font encore aujourd’hui. » 

Si la fusion nucléaire devient un jour notre principale ressource énergétique, les scientifiques pourraient bien par la suite s’attarder sur le principe de la « fusion froide ». Elle est basée sur le même procédé que la fusion nucléaire à une exception près : les réactions s’activeraient et s’enchaîneraient à température et pression ambiantes. Il s’agit d’une théorie que beaucoup de spécialistes assimilent à de l’alchimie. Chimère ou réalité ? La recherche y répondra peut-être dans un futur relativement lointain.