2024-10-03 19:00:00
Imaginez une source d’énergie quasi illimitée, propre et sûre, capable de répondre aux besoins de toute l’humanité sans générer de déchets toxiques ni de gaz à effet de serre. C’est le rêve de fusion nucléaire. Nous entendons souvent dire que la fusion « approche à grands pas », mais ce tournant ne semble jamais se produire. Si nous maîtrisons déjà l’énergie nucléaire grâce à la fission, qu’est-ce qui nous arrête dans la fusion ? Comment se déroulent les avancées et quand pourrons-nous les considérer comme une réalité quotidienne ?
UN APERÇU RAPIDE DE LA FUSION
Pour comprendre le tableau, rappelons brièvement de quoi nous parlons lorsque nous parlons de fusion nucléaire. C’est le processus qui alimente le soleil et les étoiles : les noyaux légers des atomes (comme l’hydrogène) sont fusionner pour former des atomes plus lourds (comme l’hélium), libérant un une énorme quantité d’énergie dans le processus. La différence avec la fission nucléaire, la technologie que nous utilisons actuellement dans les centrales nucléaires, est qu’au lieu de diviser les atomes lourds, les atomes légers se réunissentqui génère plus d’énergie et produit moins de déchets dangereux.
Le défi est de reproduire les conditions extrêmes nécessaires pour que cette réaction se produise ici sur Terre : des températures de millions de degrés et un pression gigantesque. L’atteindre serait une étape historique pour l’humanité, mais où sommes-nous encore loin d’y parvenir ?
iStock
Schéma qui représente les différences entre la fusion et la fission.
ENTRE PROMESSES ET DÉFIS
La course à la fusion nucléaire est un voyage de plusieurs décennies qui a connu des avancées importantes, mais aussi des revers. Au niveau mondial, l’un des projets les plus ambitieux est le ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), une gigantesque expérience qui se construit dans le sud de la France avec la collaboration de plus de 35 pays. ITER a pour objectif d’être le premier réacteur à fusion capable de générer plus d’énergie qu’elle n’en consomme, un défi qui n’a pas encore été surmonté. Ce projet représente l’espoir que la fusion nucléaire devienne un option viable pour la production d’énergie.
Malgré sa complexité et ses retards, ITER avance. Les estimations actuelles suggèrent que les premiers tests plasmatiques pourraient commencer au milieu des années 2030. Cependant, la production nette d’énergie pas attendu avant 2040.
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Laboratoire national d’Oak Ridge – Site ITER
Vue aérienne d’ITER lors de sa construction en 2018.
JET : UN PAS DE PLUS PROCHE
Un projet qui a montré des progrès importants est le Tore européen commun (JET), située au Royaume-Uni. Ce réacteur expérimental, bien que plus petit qu’ITER, a été crucial dans le développement de la fusion nucléaire. JET a été le banc d’essai des technologies qui seront ensuite mises en œuvre sur ITER, et en 2021, il a franchi une étape importante : il a généré 59 mégajoules d’énergie de la fusion au cours d’une expérience qui a duré cinq secondes. Même si l’énergie nette tant attendue n’a pas été atteinte (plus d’énergie a été consommée que produite), c’est le la plus grande réussite depuis des décennies et renforce la confiance dans la possibilité de la fusion nucléaire.
Le succès du JET a démontré que les expériences basées sur confinement magnétiquela technologie clé derrière les tokamaks comme ITER, peut aller dans la bonne direction. Les résultats du JET servent également à affiner et valider modèles qui seront utilisés dans de futurs projets, permettant aux scientifiques d’améliorer la conception des réacteurs à fusion.
Autorité de l’énergie atomique du Royaume-Uni (UKAEA)
HELION ENERGY ET L’APPROCHE PRIVÉE
Outre les grands projets financés par les gouvernements et les organisations internationales, le initiative privée Elle joue également un rôle important dans le développement de la fusion nucléaire. L’une des entreprises qui a gagné en notoriété ces dernières années est Énergie Hélionune startup américaine qui développe sa propre technologie pour générer de la fusion nucléaire à des fins commerciales.
Helion cherche à se différencier de l’approche traditionnelle basée sur le tokamak en utilisant un concept connu sous le nom de fusion inertielle. Au lieu de confiner le plasma avec des champs magnétiques, comme le font ITER ou JET, Helion utilise une technique qui accélère les plasmas chauds à grande vitesse pour les faire entrer en collision, générant ainsi les conditions nécessaires à la fusion. La chose la plus innovante dans leur approche est qu’ils conçoivent leurs systèmes non seulement pour produire de l’énergie, mais aussi pour récupérer l’électricité directement du plasma via un processus appelé conversion directe.
En termes de délais, Helion a été l’une des entreprises les plus ambitieuses en termes de prévisions. En 2023, son fondateur, David Kirtley, a annoncé son intention de construire son premier prototype commercial pour 2028ce qui en ferait l’une des premières entreprises privées à atteindre l’objectif de l’énergie de fusion. S’ils parviennent à respecter ce délai, ce serait un pas de géant dans le domaine énergétique.
Énergie Hélion
Intérieur du réacteur breveté Helion Energy.
QUAND CE SERA-T-IL UNE RÉALITÉ ?
C’est la question à un million de dollars : quand pourrons-nous allumer les lumières de nos maisons grâce à l’énergie de fusion nucléaire ? Même si des projets comme JET ont montré que nous sommes plus près d’y parvenir, il reste encore de nombreux défis à relever, tant en termes de techniciens comme financier. Créer un réacteur à fusion commercial signifie non seulement faire fonctionner la technologie, mais aussi le faire d’une manière qui soit économiquement viable.
Les délais sont incertains, mais les experts sont prudemment optimistes. Les projets les plus avancés, comme ITER, pourraient commencer à produire de l’électricité à un niveau expérimental 2050. Cependant, des entreprises comme Helion cherchent accélérer ce processusavec des promesses d’un prototype commercial beaucoup plus tôt. Pendant ce temps, la technologie de fusion reste une promesse de moyen-long termeavec un potentiel révolutionnaire pour résoudre de nombreux problèmes énergétiques actuels.
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