La fusion nucléaire a longtemps été considérée comme irréalisable. Cependant, les scientifiques du laboratoire Livermore en Californie ont fait des progrès significatifs. Pour la première fois, ils ont réalisé une fusion nucléaire avec un gain net d’énergie. Dès lors, nous nous sommes demandé s’il était effectivement concevable de relever les défis énergétiques de l’humanité avec une source d’énergie propre et illimitée.
Un petit rappel : qu’est-ce que la fusion nucléaire ?
La fusion nucléaire est un processus créé par l’Homme qui reproduit la même énergie que celle qui alimente le Soleil.
Fission nucléaire et fusion nucléaire : quelles sont leurs différences ?
La fusion nucléaire est le processus par lequel deux noyaux atomiques entrent en collision et fusionnent pour générer un noyau plus lourd. Ce processus produit de l’énergie.
Comme combustible, les réacteurs de fusion utilisent du deutérium et du tritium, deux isotopes de l’hydrogène dont l’obtention est relativement peu coûteuse.
La fission nucléaire est le processus inverse. Elle se produit lorsqu’un noyau lourd se brise en noyaux plus petits, libérant ainsi de l’énergie. C’est la technologie utilisée dans nos centrales nucléaires actuelles, qui utilisent l’uranium comme combustible.
La fusion nucléaire est-elle vraiment une énergie propre ?
La fusion nucléaire est une source d’énergie sûre, car elle est alimentée par une source externe. C’est une réaction qui s’arrête lorsque l’alimentation en combustible est interrompue.
Elle est propre car elle ne génère aucun déchet radioactif à moyenne ou longue durée de vie. L’activation neutronique produit des déchets. Cependant, la fusion nucléaire n’émet pas de gaz dangereux et émet de très faibles niveaux de déchets radioactifs.
Enfin, il est sans doute vrai que cette énergie est illimitée. Dans le cas du deutérium, il est abondant dans l’eau de mer, tandis que le tritium est créé dans le réacteur lui-même à partir du deutérium.
Les scientifiques du laboratoire Livermore ont-ils atteint le « Saint Graal » de la physique ?
L’équipe de recherche provenait du National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory. L’exploit a été accompli le 5 décembre 2022. L’installation utilisée est de la taille d’un stade de sport, et la réaction a été créée à l’aide de 192 lasers extrêmement puissants.
Cette réalisation est une « étape importante », selon la secrétaire d’État à l’Énergie Jennifer Granholm. « Pour la première fois, l’allumage nous permet de reproduire certaines des conditions observées uniquement dans les étoiles et le Soleil », a-t-elle expliqué. « Cette réalisation nous rapproche un peu plus d’une énergie de fusion abondante et sans carbone pour alimenter notre société. »
Cependant, il est essentiel de reconnaître qu’il ne s’agit que de la première étape vers l’utilisation de la fusion nucléaire comme source d’énergie. Il s’agit d’une étape importante, mais elle ne garantit pas qu’elle sera bientôt disponible. Les progrès réalisés dans le domaine des énergies renouvelables et de l’hydrogène, entre autres sources d’énergie propres, restent essentiels, même si la fusion nucléaire représente l’avenir de l’énergie propre et durable.
Quand pourrons-nous bénéficier de l’énergie de fusion nucléaire ?
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) est le fruit d’une coopération internationale sans précédent. Il s’agit du plus grand dispositif expérimental de fusion au monde. Son objectif est de démontrer la faisabilité scientifique et technologique de ce type d’énergie.
Si ITER est un succès, les travaux sur un réacteur de fusion de démonstration, appelé DEMO, commenceront. Sur la base de l’expérience DEMO, le premier prototype industriel devrait être réalisé d’ici 2060. Ainsi, le premier réacteur de fusion commercial pourrait être achevé d’ici la fin du siècle.
Comme le rapporte Newsweek, le « réacteur de fusion le plus avancé est maintenant le JET [au Royaume-Uni] », selon Friedrich Aumayr, directeur de l’Institut de physique appliquée de l’université technologique de Vienne. « Le dispositif de fusion mondial ITER est censé être le premier à démontrer une production de fusion supérieure à celle nécessaire pour chauffer le combustible : 500 mégawatts de chaleur sortante pour 50 mégawatts de chaleur entrante, soutenue pendant 15 minutes ou plus. »
« Les expériences de fusion les plus avancées s’approchent de la production d’énergie nette. Celle-ci est insuffisante pour une centrale électrique et doit être améliorée », explique Aumayr. « Mais nous en apprenons toujours plus et je suis certain que nous aurons beaucoup d’énergie de fusion disponible dans nos réseaux dans la seconde moitié de ce siècle. »
Le souhait de la communauté scientifique sera réalisé dans quelques décennies. La question cruciale est de savoir si nous faisons aujourd’hui les investissements nécessaires pour que ce moment arrive. Entre-temps, les scientifiques du monde entier continueront à travailler pour faire de cet objectif tant attendu une réalité.
