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La fusion nucléaire, une énergie d’avenir ?

La fusion nucléaire, une énergie d’avenir ?
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Le nucléaire, un sujet… quelque peu polémique. L’escalade de tension avec la Corée du nord en est la dernière manifestation. Mais comme la fission nucléaire en son temps, outre sa puissance destructrice, la fusion pourrait bien représenter une nouvelle source d’énergie non négligeable dans nos sociétés énergivores. 


 

Notre rapport conflictuel avec l’énergie

 

Pétrole, charbon, gaz, uranium… notre société est dépendante de ses énergies fossiles qu’elles consomment en abondance pour abreuver notre croissance très énergivore. Nous connaissons tous ce refrain. Les énergies fossiles, néfaste pour l’environnement, détruisent la planète et entraînent par la même occasion un réchauffement climatique que l’on peine à combattre. Durant un temps, la solution semblait se trouver dans l’énergie nucléaire.

Le principe de fission qui avait réduit à néant Hiroshima & Nagasaki à l’été 1945 devait produire d’immense quantité d’énergie pour tous. Hélas, après les catastrophes de Tchernobyl en 1986, ou encore plus récemment, de Fukushima en 2011, la fission nucléaire a perdu sa cote et grand nombre de ses partisans. Reste les énergies renouvelables. Propres, respectueuses de l’environnement et sans risques majeurs, elles sont les solutions privilégiées dans les nouvelles politiques énergétiques mais également dans le débat public. Un énième hic : aussi prometteuses soient les énergies renouvelables, elles manquent cruellement d’efficience lorsqu’il s’agit d’alimenter sept milliards d’âmes sur notre planète bleue.

Ainsi nous arrivons à la dernière idée en matière énergétique. Avec l’énergie photovoltaïque, nous captons l’énergie solaire pour la convertir en électricité. À présent, des scientifiques du monde entier veulent aller plus loin : recréer le mécanisme de fusion nucléaire qui permet à notre Soleil de briller chaque jour. Autrement dit, il s’agit de créer un soleil miniature à l’échelle humaine pour subvenir à nos besoins énergétiques.

 

Un principe ancien pour une innovation future

 

La fusion nucléaire vend du rêve. Le carburant nécessaire à la fusion est constitué d’isotopes -de variantes, de dérivées- d’hydrogène qui sont des « petits » atomes, à savoir le deutérium, que l’on obtient dans l’eau de mer, et le tritium, que l’on obtient à partir de lithium -qui est un métal. La fusion deutérium-tritium ne produit que de l’hélium, inoffensif, et de l’énergie. Pas de déchets radioactifs en continu donc, ni de rejet de gaz à effet de serre. Les conséquences d’éventuels accidents nucléaires sont minimes. Si un problème apparaît, on peut débrancher le réacteur instantanément. De plus, aucune contamination radioactive n’est à craindre pour les environs : en cas d’accident, les dégâts se limiteront à la centrale. Des scénarios comme à Tchernobyl ou Fukushima pourraient être exclus. 

 

 

Néanmoins, il importe d’établir clairement la distinction entre les termes de « fission » et « fusion ». Le procédé de fission nucléaire est le plus connu et le plus maîtrisé. Il consiste en l’éclatement d’un « gros » atome suite à son choc avec une petite particule. Effectivement, l’éclatement de l’atome libère une grande quantité d’énergie sous la forme de chaleur. C’est avec cette énergie que l’on peut dans un cadre militaire, fabriquer une bombe atomique (appelée aussi bombe A) comme celle utilisée dans les bombardements d’Hiroshima et Nagasaki en 1945 ; et dans un cadre civil, créer d’énormes quantités d’électricité dans des centrales nucléaires (comme celle de Belleville en France).

En ce qui concerne la fusion, le procédé théorique est également connu. Il est finalement inverse à celui de la fission. La fusion repose en effet sur l’union de « petits » atomes pour former un « gros » atome. Ce procédé libère une énergie colossale, plus importante encore que dans la fission. Ainsi, c’est ce phénomène de fusion de petits atomes en plus gros qui est utilisé pour concevoir une bombe à hydrogène (appelée bombe H), plus puissante qu’une bombe A. En revanche, la recherche de l’application civile de la fusion nucléaire est récente pour des raisons de contraintes techniques. En effet, pour que des petits atomes fusionnent il faut les mettre dans l’état de plasma -un état particulier de la matière, qui complète les états liquide, gazeux et solide- et le seul moyen d’y parvenir est de faire chauffer les atomes à 150 millions de degrés !

 

Le programme ITER

 

Pour réaliser cet objectif, 35 pays (UE, Inde, Chine, Russie, Japon, Corée, États-Unis) se sont unis dans l’un des programmes énergétiques les plus ambition de la planète : le programme ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Le but est de construire le plus grand tokamak -l’immense « four » en forme de donut où on fait chauffer le plasma pour la fusion- au monde pour démontrer que la réaction de fusion nucléaire peut être utilisée comme source d’énergie à grande échelle non émettrice de CO2.

 

L’intérieur d’un tokamak

 

Mais cette promesse de scientifique de « mettre le soleil en boîte » n’est pas sans donnée des maux de tête aux ingénieurs. En effet, les obstacles techniques sont multiples. Outre la nécessité de maîtriser le plasma, où se produit la réaction de fusion, avec un donut aimanté, il s’agit également de mettre au point toute une chaine industrielle pour produire l’énergie de fusion à grande échelle. Comme nous l’avons soulevé plus haut, le carburant de la fusion est issu de deux isotopes d’hydrogène, le deutérium et le tritium. Or, en ce qui concerne le tritium, personne ne l’a encore produit massivement. Ajoutés à cela, les dépassements de budgets d’ITER sont nombreux, de 5 milliards la facture pourrait finalement s’élever à plus de 20 milliards d’euros, une somme que l’on pourrait allouer à d’autres programmes énergétiques comme le développement des énergies renouvelables ou encore le perfectionnement de nos centrales nucléaires actuelles.

Enfin, la fusion nucléaire civile n’est pour l’instant qu’hypothétique. ITER, dont la concrétisation est visible avec le chantier du tokamak de Cadarache en France, n’est qu’une phase expérimentale qui doit seulement prouver la possibilité d’utilisation de la fusion comme source d’énergie. La centrale en construction à Cadarache n’alimentera jamais le réseau électrique français ! Les plus optimistes misent sur une industrialisation de la fusion à l’horizon 2050. Sa démocratisation ne serait qu’effective à la fin du siècle. Or, face à nos problématiques énergétiques, ces objectifs de long terme sont incompatibles avec les impératifs de transition énergétiques en vue de pallier au réchauffement climatique.

 

En somme, la fusion séduit par ses promesses idylliques. Son potentiel est non négligeable et le programme ITER sera scruté de près, tout comme les autres projets similaires et parallèles à ITER. Mais en dépit de cela, les obstacles scientifiques et techniques font planer l’incertitude sur l’aboutissement d’une énergie de fusion industrialisée. Peut-être la fusion sera, non pas l’énergie de notre génération, mais celle de nos enfants ou petits-enfants. Rendez-vous dans quelques décennies.

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Diego Beaumont

Etudiant en Terminal ES. Amoureux de l'Histoire, l'ironie est mon meilleur allié pour réfléchir.

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