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Fusion thermonucléaire : un long chemin vers le Saint-Graal de l’énergie

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La nécessité d’accélérer la transition énergétique pour limiter le réchauffement climatique a laissé dans l’ombre les projets d’exploitation de la fusion thermonucléaire, dont le débouché se situe sans doute au-delà de 2050. Toutefois, l’annonce aux États-Unis, en août dernier, d’une percée réalisée par la National Ignition Facility (NIF), à Livermore en Californie, le laboratoire qui tente de réaliser cette fusion par des lasers, a attiré l’attention sur les perspectives de toute la filière.

La fusion thermonucléaire est l’alternative à la fission nucléaire : en provoquant une collision violente entre des atomes légers, on réalise la fusion de leurs noyaux, une partie de la masse initiale est transformée en énergie emportée par les neutrons émis par la réaction (en application du principe d’Einstein d’équivalence de la masse et de l’énergie, sa fameuse équation E = mc2). Celle-ci fait « fonctionner » le soleil et les autres étoiles. L’utilisation du deutérium et du tritium (deux isotopes de l’hydrogène) est l’option la plus simple ; alors que le noyau de l’hydrogène ordinaire est dépourvu de neutrons, celui du deutérium en possède un et le tritium deux. La filière aurait le double avantage d’utiliser un combustible abondant – le deutérium, qui peut être extrait de l’eau de mer, le tritium qui est radioactif étant beaucoup plus rare – et de ne pas produire de déchets radioactifs à vie longue.

Deux voies sont envisagées. La première, qui date de la fin des années 1950, consiste à réaliser la fusion dans un réacteur où les atomes sont ionisés (on leur arrache leurs électrons) pour constituer un plasma qui est confiné par un champ magnétique dans une enceinte torique (appelée tokamak) et porté à très haute température. La seco...