Fusion nucléaire : la quête d’une énergie propre peut-elle enfin aider à lutter contre le changement climatique ?

Un groupe de scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory, en Californie, ont réussi à tirer plus d’énergie d’une fusion nucléaire qu’ils n’en ont injecté pour la déclencher, a annoncé mardi 13 décembre le département américain de l’Énergie.

Depuis des dizaines d’années, les scientifiques s’intéressent à la fusion nucléaire, un processus qui consiste à approcher deux atomes d’hydrogène à des températures de plusieurs millions de degrés, comme au cœur des étoiles. Lors de la fusion de ces noyaux légers, le nouveau noyau créé se retrouve dans un état instable et il tente de retrouver un état stable en éjectant un atome d’hélium et un neutron avec beaucoup d’énergie. Néanmoins, les scientifiques ont eu jusqu’à maintenant du mal à obtenir un gain d’énergie net en raison des conditions énergivores nécessaires au déclenchement des réactions de fusion.

L’obtention d’un gain énergétique net est une « étape importante » pour la recherche sur la fusion nucléaire et « ouvre la voie à la concrétisation de l’énergie du fusion », a déclaré à Forbes Troy Carter, physicien des plasmas à la University of California.

Le développement d’une machine capable d’exploiter la fusion nucléaire offrirait au monde une « nouvelle énergie propre majeure », explique Todd Allen, professeur d’ingénierie nucléaire à la University of Michigan, tout en précisant que cela prendra des années, car il reste « quelques défis majeurs » à relever, comme le maintien de la réaction pendant de longues périodes et la capture d’énergie à un prix abordable.

Aneeqa Khan, chercheuse en fusion nucléaire à la University of Manchester, a salué ce « résultat prometteur et passionnant », mais a déclaré à Forbes qu’il ne tenait pas compte de l’énergie nécessaire pour faire fonctionner les lasers contenant la réaction de fusion ou encore d’autres insuffisances ou pertes dans le processus. Ces insuffisances et pertes doivent toutes être prises en compte lors de la conception d’une installation commerciale viable. « Nous sommes encore loin de la fusion commerciale », a déclaré Anneqa Khan, ce qui signifie que la fusion « ne peut pas nous aider à résoudre la crise climatique pour l’instant. »

Ajay Bamhir, chercheur principal à l’Imperial College London Grantham Institute for Climate Change and the Environment, a abondé dans ce sens, déclarant à Forbes qu’il a toujours fallu plusieurs décennies aux technologies de production d’électricité pour passer d’une percée laborantine à la commercialisation, et que le seuil de rentabilité commerciale de la fusion « pourrait se situer dans plusieurs années. »

Le groupe de scientifiques du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory a réussi à franchir le seuil d’ignition dans un réacteur à fusion nucléaire le 5 décembre, a annoncé mardi le département américain de l’Énergie. Pour la première fois dans l’histoire, une expérience de fusion contrôlée a produit plus d’énergie que celle utilisée pour la déclencher. « Il s’agit tout simplement de l’un des exploits scientifiques les plus impressionnants du XXI^e siècle », a affirmé la secrétaire d’État américaine à l’Énergie, Jennifer Granholm, qui a ajouté que cette réalisation « renforcerait notre sécurité nationale » en améliorant les capacités nucléaires des États-Unis et « nous rapprocherait considérablement de la possibilité d’une énergie de fusion abondante et sans carbone pour alimenter notre société. »

BREAKING NEWS: This is an announcement that has been decades in the making.
 
On December 5, 2022 a team from DOE's @Livermore_Lab made history by achieving fusion ignition.
 
This breakthrough will change the future of clean power and America’s national defense forever. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ

— U.S. Department of Energy (@ENERGY) December 13, 2022

Les délais nécessaires au développement de la fusion comme source d’énergie sont trop importants pour aider à résoudre les problèmes climatiques les plus urgents, qui impliquent une réduction immédiate des émissions de carbone. « La fusion arrive déjà trop tard pour faire face à la crise climatique », a déclaré Aneeqa Khan à Forbes. « Nous sommes déjà confrontés à la dévastation du changement climatique à l’échelle mondiale, si l’on considère les inondations au Pakistan, les sécheresses en Chine et en Europe rien que cet été. » Les experts avertissent que s’attaquer à ces problèmes et à la réduction des émissions de carbone ne peut pas attendre des années ou des décennies pour commencer. Ajay Gambhir a déclaré que de multiples analyses sur l’atteinte de l’objectif zéro carbone d’ici 2050 montrent que l’électricité mondiale serait entièrement décarbonée d’ici environ 2040. Aneeqa Khan a souligné qu’il est important d’avoir des stratégies à la fois à long et à court terme, ajoutant que l’on devrait utiliser les technologies à faible émission de carbone existantes, comme la fission nucléaire et les énergies renouvelables, tout en « investissant dans la fusion pour le long terme. »

Combien de temps la fusion prendra-t-elle ? Tous les experts avec lesquels Forbes s’est entretenu ont souligné l’importance de cette découverte, mais ont insisté sur les défis techniques et scientifiques majeurs qui restent à relever pour rendre la fusion viable. Todd Allen, qui a déclaré à Forbes qu’il ignorait quand la fusion serait prête, a affirmé qu’il fallait attendre « encore quelques décennies. » D’importants financements privés et publics pourraient faire avancer les choses plus rapidement, a-t-il ajouté.

Troy Carter a déclaré à Forbes qu’il était plus important de parler de « la volonté d’investir et d’innover » que de temps, soulignant les récentes initiatives de la Maison-Blanche en faveur de la fusion et les investissements privés importants dans le secteur. Certaines initiatives visent à développer des installations pilotes à l’échelle d’une décennie ou moins.

Les scientifiques s’intéressent depuis des décennies à la fusion nucléaire, qu’ils considèrent comme une source d’énergie verte potentiellement abondante. Elle est considérée comme verte, car elle n’émet pas de carbone et bien qu’elle produise des déchets (certains sous-produits sont radioactifs), ceux-ci sont gérables et beaucoup moins dangereux que ceux produits par la fission nucléaire. Elle offre une source d’énergie presque illimitée en raison de l’abondance du combustible utilisé, le principal combustible est une forme lourde d’hydrogène que l’on trouve dans l’eau de mer. Celle-ci, selon Troy Carter, pourrait « fournir suffisamment d’énergie pour le globe pendant plusieurs centaines de milliers d’années, voire des millions d’années. »

Article traduit de Forbes US – Auteur : Robert Hart

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