L’énergie de fusion nucléaire : un rêve qui se fait attendre
L’énergie de fusion nucléaire était censée être un rêve devenu réalité. Dès que nous avons découvert qu’il était possible de fusionner de petits atomes pour en former de plus gros et libérer une petite quantité d’énergie dans le processus, les scientifiques du monde entier ont réalisé les implications de cette nouvelle connaissance en physique. Certains voulaient en faire des armes, mais d’autres souhaitaient en faire une source d’énergie électrique propre, efficace et inépuisable.
Cependant, il s’est avéré que l’énergie de fusion est… difficile. Vraiment difficile. Vraiment compliquée. Pleine de pièges et d’embûches inattendus. Nous essayons de construire des générateurs de fusion depuis les trois quarts d’un siècle, et nous avons fait beaucoup de progrès, des progrès énormes, révolutionnaires, qui repoussent les limites. Mais nous n’y sommes pas encore. L’énergie de fusion a été l’une de ces choses qui étaient censées être réalisables dans seulement 20 ans depuis environ 50 ans maintenant.
Le principal défi est que bien que la fusion puisse être relativement simple à réaliser – nous le faisions tout le temps avec les armes thermonucléaires – il est beaucoup plus difficile de ralentir et de contrôler la réaction tout en en extrayant de l’énergie utile.
Deux approches majeures
Dans l’ère moderne, il existe deux approches majeures pour tenter d’obtenir une énergie de fusion nucléaire utile. L’une est basée sur un processus appelé confinement inertiel, où l’on envoie un faisceau de lasers sur une petite cible pour la faire exploser, déclenchant une brève réaction de fusion. En décembre 2022, le National Ignition Facility (NIF) du Département de l’Énergie a fait la une en utilisant cette méthode pour atteindre le point d’équilibre, où plus d’énergie est libérée par le combustible qu’il n’en a fallu pour le produire.
L’autre approche est basée sur le confinement magnétique, où de puissants champs magnétiques compriment un plasma jusqu’à ce qu’il commence à fusionner. Les expériences dans ce domaine ont beaucoup progressé, mais elles continuent de rencontrer des difficultés pour maintenir la stabilité du plasma, ce qui est nécessaire pour une réaction de fusion stable. La dernière itération, appelée ITER, est actuellement en construction par un consortium de recherche international, qui espère que, lorsqu’il sera terminé, ITER sera le premier dispositif de confinement magnétique à atteindre le point d’équilibre.
Cependant, le NIF n’est pas conçu pour produire de l’électricité, et il n’est pas clair comment transformer son processus en une centrale électrique. Malgré sa puissance, il n’a produit que cinq cents d’électricité grâce à la fusion. De plus, le point d’équilibre a une signification technique quelque peu décevante. Oui, le combustible a libéré plus d’énergie qu’il n’en a absorbé, mais moins de 1 % de l’énergie totale de l’appareil a atteint le combustible en premier lieu. Quant à ITER, l’installation est empêtrée dans des problèmes de gestion et de dépassements de coûts, et elle n’est même pas conçue pour produire de l’électricité elle-même.
L’avenir de l’énergie de fusion
Quand l’énergie de fusion sera-t-elle finalement réalisable ? Je ne peux pas dire avec certitude quand, voire même si, nous parviendrons à une énergie de fusion durable. Mais voici mes estimations, établies de manière totalement non scientifique : une chance de 10 % dans les 20 prochaines années, une chance de 50 % dans le prochain siècle, une chance de 30 % au cours des 100 prochaines années après cela, et une chance de 10 % que cela n’arrive jamais.
D’où viennent ces chiffres ? L’énergie de fusion est ce que j’appelle un défi générationnel, ou un défi d’envergure d’un siècle. L’humanité a déjà relevé ce type de projet par le passé : les grands projets d’irrigation à l’aube de l’histoire humaine, la construction de temples et de villes monumentales, le développement de la vapeur, des chemins de fer, des cathédrales, et bien plus encore.
Généralement, ce genre de projets nécessite l’implication de plusieurs générations. Parfois, nous pouvons accélérer notre progression et les mener à bien en peu de temps lorsque nous y investissons énormément de ressources et que nous avons en même temps de la chance avec les bonnes personnes, le bon leadership, les bons talents et les connaissances nécessaires en place. Nous avons récemment observé cela se produire avec le projet Manhattan et les initiatives de conquête de la lune.
Mais au milieu du XXe siècle, lorsque nous avons eu l’opportunité de consacrer l’équivalent d’une génération de temps et d’argent à la recherche nucléaire, nous avons eu le choix entre les bombes et les centrales électriques – et nous avons choisi les bombes. Ainsi, lorsque la recherche sur les centrales électriques n’a pas progressé aussi rapidement (car elle n’a pas bénéficié d’un investissement de l’ampleur d’un siècle), à partir des années 1950, elle a tout simplement stagner.
Cela signifie que la recherche sur la fusion a été reléguée au même niveau de priorité que la plupart des autres domaines de recherche, ce qui signifie qu’il faudra environ un siècle pour aboutir. Mais c’est acceptable. Nous prendrons notre temps avec cela, nous le ferons bien, et cela en vaudra la peine.
