L’énergie de fusion se rapproche du réel ?

Le 24/01/2019

Dans le domaine de la production d'énergie, l'énergie de fusion est considérée comme le Saint Graal. Les scientifiques du monde entier travaillent d'arrache-pied depuis des décennies pour faire des réacteurs de fusion nucléaire une réalité, mais sans grand succès. Cependant, une jeune entreprise américaine, Commonwealth Fusion Systems [CFS], promet de démontrer le fonctionnement de l'énergie de fusion d'ici 2025.

 
La Terre possède suffisamment de combustible de fusion pour que les besoins en énergie humaine puissent être satisfaits pendant des millions d'années sans interruption. (Image : Capture d'écran / YouTube)
La Terre possède suffisamment de combustible de fusion pour que les besoins en énergie humaine puissent être satisfaits pendant des millions d'années sans interruption. (Image : Capture d'écran / YouTube) 

 

 

Réaliser l'énergie de fusion

La mécanique de l'énergie de fusion est simple : «La fusion se produit à l'intérieur des étoiles à cause de la pression d'écrasement créée par leur gravité. Pour générer cet effet à l'intérieur d'un réacteur à fusion, le gaz ionisé - appelé plasma - doit être chauffé et comprimé par des forces artificielles, comme un champ magnétique ultra puissant... Si vous obtenez assez de plasma qui reste suffisamment chaud le temps qu’il faut, alors vous pouvez déclencher tellement de fusion à l'intérieur qu'un effet multiplicateur énorme est débloqué. À ce moment-là, l'énergie libérée aide à maintenir le plasma chaud, ce qui prolonge la réaction. Et il reste encore beaucoup d'énergie pour produire de l'électricité, explique Brian Bergstein. (Medium).

Mais malgré plusieurs années de recherche, chauffer le plasma et le maintenir en place continue de consommer beaucoup plus d'énergie que ce que l'on peut en tirer. C'est ce qui empêche la commercialisation de l'énergie de fusion. Un réacteur de plusieurs milliards de dollars, ITER, est en construction en France pour démontrer que l'énergie excédentaire peut être captée par une réaction de fusion. Mais là encore, les scientifiques sont confrontés à un autre problème : ITER a la taille de 60 terrains de football. Ainsi, même si l'expérience s'avère fructueuse, la commercialisation de l'énergie de fusion demeure impossible.

C'est là qu'intervient le CFS. CFS est en train de repenser la conception des réacteurs à fusion pour les rendre modulaires et beaucoup moins coûteux. L'équipe a fabriqué des aimants à partir d'un nouveau ruban supraconducteur qu'elle a enroulé autour des bobines d'un réacteur. Cela a non seulement doublé la puissance du champ magnétique qui entoure le plasma, mais a également réduit les coûts d'énergie nécessaires pour garder le réacteur au frais.

Le remplacement des supraconducteurs rigides par la nouvelle bande a permis de  diviser la taille du réacteur par 10 ce qui représente un énorme bond en avant en matière d'innovation.

Bien que l'entreprise vise à faire fonctionner son réacteur d'ici 2025, son PDG, Robert Mumgaard, estime que cela pourrait se produire plus tôt. Le CFS a recueilli des fonds auprès d'une foule d'investisseurs privés, dont une entreprise financée par Jeff Bezos et Bill Gates. Près de 75 millions de dollars américains ont été investis dans l'entreprise. Le CFS coopère avec le MIT sur ce projet.

 

Les arguments en faveur de l'énergie de fusion

Les scientifiques estiment que la population mondiale sera de 9 milliards d'habitants environ d'ici 2040. Cela nécessiterait des quantités  extraordinaires d'énergie, ce qui augmenterait la demande mondiale d'électricité de 45 %. Mais comment produire cette électricité sans nuire à l'environnement ?

La combustion du charbon et d'autres combustibles fossiles ne fera qu'émettre davantage de gaz à effet de serre et ne fera qu'aggraver le scénario climatique.

Il est impossible de construire d'autres barrages pour l'hydroélectricité. L'utilisation de l'énergie éolienne et solaire semble attrayante. Mais le stockage de leur énergie nécessiterait un si grand nombre de batteries qu'il s'avérerait trop coûteux et dangereux pour l'environnement.

La seule option qui reste serait celle des réacteurs à fusion nucléaire. Ils n'émettent aucun gaz à effet de serre et ne contribuent pas au changement climatique. La Terre possède suffisamment de combustible de fusion pour que les besoins en énergie humaine puissent être satisfaits pendant des millions d'années sans interruption. Et contrairement aux réacteurs nucléaires existants, les réacteurs à fusion ne produisent pas de déchets durables.

 

Inconvénients

D'un autre côté, le composant tritium nécessaire au processus de fusion ne peut être produit que par des réacteurs à fission, ce qui signifie une dépendance continue à la fission et un risque accru de prolifération nucléaire.

De plus, le plutonium 239 peut facilement être produit dans des réacteurs de fusion en plaçant simplement un oxyde d'uranium naturel à n'importe quel endroit où volent les neutrons. Ainsi, chaque réacteur à fusion peut théoriquement devenir un centre de production d'armes nucléaires.

La commercialisation de la technologie est donc une affaire délicate. Les gouvernements seront-ils à l'aise avec les entreprises privées qui, partout dans le monde, exploitent des réacteurs où elles peuvent produire des armes de destruction massive ?

Nombreux sont ceux qui pensent que la mise en œuvre à grande échelle des réacteurs à fusion ne pourra commencer qu'en 2050. Par conséquent, la fusion n'est pas une solution immédiate qui peut résoudre la crise du réchauffement climatique au cours de la prochaine décennie.