Fusion nucléaire : l’annonce d’une "avancée scientifique majeure", à quel point ?

L'annonce avait déjà fuité dans la presse il y a quelques jours. Le quotidien britannique Financial Times avait rapporté que ces scientifiques avaient réussi le défi technologique de produire plus d’énergie que la fusion n’en consomme, soit un gain énergétique net, qui pourrait "fournir une abondante alternative sans carbone aux combustibles fossiles".

D’après le Financial Times, qui citait les trois seules personnes ayant eu connaissance des résultats préliminaires du laboratoire californien, la réaction de fusion a produit un gain d’énergie net de 120%.

Au cours d'une conférence de presse, le laboratoire a confirmé ce mardi avoir dépassé le seuil de fusion en délivrant 2,05 mégajoules (MJ) d’énergie à la cible, ce qui a entraîné une production d’énergie de fusion de 3,15 MJ.

La "fusion nucléaire" est une autre manière de produire de l’énergie à partir des noyaux des atomes. Elle est considérée comme l’énergie de demain, notamment car elle produit peu de déchets et pas de gaz à effet de serre.

La "fusion" se distingue de la "fission nucléaire" que l’on connaît actuellement dans nos centrales. La "bonne vieille" fission vise à projeter un neutron sur un atome lourd instable (uranium 235 ou plutonium 239), qui l’absorbe et l’éclate en deux atomes plus légers. Cette fission produit de l’énergie : "des rayonnements radioactifs et 2 ou 3 neutrons capables à leur tour de provoquer une fission", explique l’Institut français de radioprotection et de sûreté nucléaire.

La fusion nucléaire fait exactement l’inverse. Au lieu de les éclater, elle rapproche des atomes. Le but est de rapprocher deux atomes d’hydrogène (deutérium et tritium) à des températures de l’ordre de 150 millions de degrés. Les noyaux fusionnent, et deviennent un nouveau noyau qui se retrouve dans un état instable. Pour retrouver un état stable, le noyau éjecte un atome d’hélium et un neutron… avec beaucoup d’énergie. Et c’est le but !

Le soleil, lui aussi tire son énergie d’une réaction appelée "fusion nucléaire". Il transforme des quantités d’hydrogène en hélium et dégage une importante quantité d’énergie.

L’idéal serait donc de reproduire sur terre cette réaction pour produire une énergie "propre, sûre et à un coût abordable pour répondre aux besoins en énergie de toute la planète", comme le dit l’Agence internationale de l’Énergie atomique. La quantité d’énergie dégagée par la fusion est estimée à quatre fois plus que celle des réactions de fission nucléaire. Cette technique est très attendue pour les réacteurs de demain.

Depuis les années soixante, les recherches n’ont pas encore permis de concevoir un réacteur qui pourrait produire un courant électrique.

Le défi, comme expliqué plus haut, c’est bien de produire plus d’énergie qu’il n’en faut pour réaliser l’opération de fusion. Or, la fusion nécessite bien une très haute température pour rapprocher les atomes très près l’un de l’autre avant qu’ils ne fusionnent.

De l’avis de plusieurs experts sollicités par le Science Media Centre de Londres, cette expérience représente un excellent résultat scientifique et une percée majeure dans la science de la fusion. Le professeur Justin Wark, professeur de physique à l’Université d’Oxford et directeur de l’Oxford Center for High Energy Density Science, explique que le Lawrence Livermore National laboratory utilise le plus grand laser au monde pour comprimer l’hydrogène lourd dans des conditions similaires à celles du centre du soleil. Il s’agit d’une méthode baptisée "fusion par confinement inertiel".

Justin Wark pointe des limites actuelles à ce grand progrès : "Nous devons d’abord extraire beaucoup plus de ce qui est investi afin de tenir compte des pertes ans la génération de la lumière laser, etc.". Il ajoute que "le laboratoire pourrait en principe produire ce type de résultat environ une fois par jour, alors qu’une centrale à fusion devrait le faire dix fois par seconde."

Interrogé également par le Science Media Centre de Londres, Tony Roulstone, maître de conférences en énergie nucléaire à l’Université de Cambridge se réjouit mais nuance également : "Bien que positif, ce résultat est encore loin du gain d’énergie réel nécessaire à la production d’électricité […] La production d’énergie (en grande partie de l’énergie thermique) ne représentait encore que 0,5% de l’apport […] Par conséquent, nous pouvons dire que ce résultat du NIF est un succès de la science – mais encore loin de fournir une énergie utile, abondante et propre."

Il faudra sans doute encore des décennies pour permettre une industrialisation du système. De nombreux développements scientifiques et technologiques sont encore indispensables pour permettre d’obtenir une telle énergie de fusion inertielle qui soit simple et abordable pour alimenter les foyers et les entreprises.