Depuis un demi-siècle, la fusion nucléaire se présente comme la frontière définitive de l’énergie, un horizon d’espoir et d’innovation. Dans ce chemin, fait d'énormes progrès et tout autant de défis, la communauté scientifique a dû faire face à la difficulté de rendre contrôlable et durable un processus qui, s'il est d'une part théoriquement simple, d'autre part s'avère extrêmement complexe en pratique. Où en sommes-nous VRAIMENT ?
Fascination et difficulté de l'énergie de fusion nucléaire
Le concept de fusion nucléaire, qui consiste à combiner des noyaux atomiques légers pour en former des plus lourds, libérant ainsi de l'énergie, fascine les scientifiques depuis sa conception. Cette technologie promet de reproduire le processus qui alimente le Soleil et les étoiles, offrant ainsi une source d’énergie propre et pratiquement illimitée. Cependant, le chemin pour transformer cette théorie en réalité tangible s’est avéré plus tortueux que prévu.
Le principal obstacle à la réalisation de la fusion nucléaire est création d'un environnement capable de contenir et de contrôler la réaction. La fusion nécessite des températures extrêmement élevées, de l’ordre de plusieurs millions de degrés, ce qui rend difficile le maintien de la stabilité et du contrôle de la réaction. De plus, le processus doit produire plus d’énergie qu’il n’en consomme pour le déclencher, une condition connue sous le nom de « seuil de rentabilité ».
L'avons-nous déjà atteint ? Oui, récemment, en 2022, à la National Ignition Facility aux USA. Peut-être qu’après des décennies, ce fut le véritable premier tournant.
Deux approches principales : confinement inertiel et magnétique
Actuellement, il existe deux méthodes principales pour tenter d’obtenir une énergie de fusion nucléaire contrôlée : le confinement inertiel et le confinement magnétique.
Confinement inertiel
Le confinement inertiel est une méthode qui vise à réaliser la fusion nucléaire grâce à l'utilisation d'une source d'énergie intense, telle que de puissants lasers ou des faisceaux de particules, focalisée sur une petite cible, généralement une capsule contenant le combustible de fusion (hydrogène). L’idée est de comprimer et de chauffer rapidement le combustible à une température et une pression si élevées que les noyaux atomiques fusionnent, libérant ainsi de l’énergie. Ce processus se produit dans un laps de temps très court, d’où le terme « inertiel », puisque la réaction doit se terminer avant que le carburant puisse se dilater et refroidir.
Confinement Magnétique
Le confinement magnétique, quant à lui, utilise de puissants champs magnétiques pour contenir et contrôler un plasma d’hydrogène chaud. Le plasma est essentiellement un gaz de particules chargées (ions et électrons) à des températures extrêmement élevées, nécessaires à la fusion. Les champs magnétiques servent à maintenir le plasma stable et éloigné des parois du réacteur, car au contact de matériaux solides, le plasma se refroidirait et la réaction de fusion s'arrêterait. Cette méthode repose sur un contrôle constant et prolongé du plasma pour soutenir la réaction et produire de l’énergie de fusion nucléaire.
La feuille de route
70 ans d’énergie nucléaire ne suffisent toujours pas. Depuis 1954, année où la centrale à fission d'Obninsk, en Union soviétique, est devenue la première centrale nucléaire au monde (produisant environ 5 MW d'électricité), les progrès et les reculs se sont poursuivis à un rythme constant. Sauf ces dernières années. En résumé, voici le panorama récent et les prévisions actualisées.
- 2007: Démarrer le Projet ITER, un réacteur à fusion nucléaire, avec pour premier objectif de construire la première centrale nucléaire à fusion d'ici 2025.
- 2022: Annonce de l'expérience en Californie qui produisait de l'énergie à partir de la fusion nucléaire.
- 2023: Des scientifiques européens du laboratoire JET obtenir des résultats significatifs, rapprochant la fusion nucléaire de la réalité.
- 2024: L'Italie, à travers l'ENEA, participe également à des expériences sur l'énergie de fusion nucléaire (comme le nouveau réacteur commencé au Japon), contribuant aux efforts de recherche dans ce domaine.
- 2035: Prédiction du démarrage des premières opérations avec du deutérium et du tritium dans le cadre du projet ITER.
- 2040: Prévisions pour la construction d’une centrale électrique « première en son genre ».
En effet, nous sommes à 15-20 ans de la première centrale nucléaire à fusion. Il ne s’agit pas d’estimations pessimistes, bien au contraire. Ils sont peut-être trop optimistes : gérer le plasma dans un confinement magnétique et créer un environnement stable pour la fusion restent des tâches difficiles.
Et tous les projets (y compris ITER, qui sera le premier « dinosaure » du secteur) se heurtent à des problèmes de gestion. et des coûts inattendus.
L'avenir de la fusion nucléaire
Certains experts restent optimistes, d’autres plus prudents, mais ils ont tous un point commun : l’attrait d’une énergie propre, quasi illimitée, continuera à stimuler la recherche dans ce domaine.
L’énergie de fusion nucléaire représente un pari inversé sur l’avenir de la technologie énergétique. Avec une bonne combinaison d'investissement, de recherche et d'innovation, elle pourrait surmonter les obstacles actuels et devenir la source d'énergie mondiale. L’histoire des sciences est pleine de défis qui semblaient insurmontables et qui ont ensuite été surmontés grâce au génie humain et à la persévérance dans la recherche. La fusion nucléaire pourrait suivre ce modèle, passant du rêve à la réalité tangible, avec un impact profond et durable sur l’humanité et notre planète.
Nous la soutenons tous, même ceux qui disent le contraire.
