La fusion nucléaire, immense promesse ou malédiction ?
Analyse
En faisant miroiter un futur proche quasi paradisiaque, la fusion peut ralentir ou paralyser les politiques en faveur de la transition énergétique.
Au cœur du réacteur original par confinement magnétique de TAE Technologies, start-up américaine créée en 1998, à Foothill Ranch (Californie), le 13 décembre 2024. TAE TECHNOLOGIES
Sommes-nous à l’orée de profonds changements sur le marché de l’énergie ? L’annonce, le 22 septembre, d’un contrat record de fourniture d’électricité entre la start-up américaine Commonwealth Fusion Systems et un géant du secteur, l’italien ENI, peut le laisser penser. Pour « plus d’un milliard de dollars » (852 millions d’euros), le second a préacheté à la première, « au début des années 2030 », une électricité d’un nouveau genre, revendiquée comme « sûre », « propre » et « abondante ». Elle repose sur un phénomène, la fusion nucléaire, jusqu’à présent seulement observé dans les étoiles comme le Soleil, ou, sur Terre, dans les bombes atomiques dites « à hydrogène ».
La fusion est en quelque sorte l’inverse de la fission, le processus qui, en cassant des noyaux d’uranium, fournit l’énergie des centrales nucléaires actuelles. Ici, il s’agit de forcer l’union entre de petits noyaux. Mais, pour l’instant, aucun électron n’est sorti d’une enceinte abritant des réactions de fusion.
L’annonce, mais surtout un contexte où des milliards sont investis dans ce secteur depuis quelques années pour près d’une cinquantaine de start-up, déjà, feront tiquer les plus informés qui ont déjà entendu ces promesses plusieurs fois dans le passé, sans les voir se réaliser.
Combustibles omniprésents
En effet, la fusion ne date pas d’aujourd’hui et revient souvent telle l’Arlésienne. Sa maîtrise pour produire de l’électricité, démontrée pour la première fois dans les années 1930, puis développée dans les années 1950 pour les bombes à hydrogène, est toutefois sans cesse repoussée. Une boutade circule même selon laquelle, tous les dix ans, la fusion est annoncée pour dans dix ans. Le projet international ITER, un réacteur à fusion nucléaire expérimental qui vise à démontrer la faisabilité d’une telle entreprise, illustre à ses dépens la tirade. Imaginé à la fin des années 1980, concrétisé en 2006 par un accord entre les Etats-Unis, la Chine, la Russie et l’Union européenne, notamment, le chantier dans les Bouches-du-Rhône a pris du retard et son coût augmente, renforçant l’idée que cette source d’énergie n’est pas pour demain.
Pourtant, les temps changent. ITER a l’air reparti sur de bons rails et surtout le savoir-faire accumulé sur ce chantier permet à d’autres acteurs de capitaliser et d’avancer. La confiance de ces start-up vient aussi de progrès scientifico-techniques récents, dans les matériaux permettant de fabriquer des machines plus performantes qu’ITER à moindre coût, ou dans les puissances des lasers, qui ouvrent une autre voie qu’ITER pour la fusion. Les options techniques foisonnent, laissant espérer qu’une au moins sera la bonne.
Les avantages de cette technologie, sur le papier, sont immenses. Aucune réaction en chaîne à l’intérieur du réacteur, donc aucun emballement possible. Une très faible quantité de matière, bien moins que dans une bombe, donc pas de risque d’explosion colossale. En outre, ce qui est « brûlé » dans le processus n’émet pas de gaz à effet de serre. Seule la construction, dévoreuse d’acier, a une très forte empreinte environnementale. Enfin, les combustibles, même si plusieurs sont possibles, sont omniprésents sur terre, écartant le risque de pénurie.
Alors, faut-il croire ces acteurs qui, à 80 %, pensent que les premiers électrons de fusion circuleront dans le réseau avant 2040, selon le sondage réalisé par leur organe de lobbying, la Fusion Industry Association ?
Conséquences paradoxales
La prudence doit rester de rigueur, car les obstacles sont encore nombreux, parfois brouillés par les récits autoréalisateurs des start-up. Un seul système a, pour l’instant, montré en laboratoire, en décembre 2022, qu’en fusionnant des noyaux un gain d’énergie est possible, entre ce qui est apporté au combustible et ce qui en sort. Il s’agit de la technique des lasers utilisée par le Laboratoire national Lawrence-Livermore, en Californie, aux Etats-Unis. Un exploit réussi pendant quelques nanosecondes et reproduit ensuite seulement une fois par an, environ… Les meilleures machines à confinement magnétique, l’autre voie privilégiée par la majorité des acteurs et par ITER, n’ont pu obtenir qu’un rendement inférieur à un (soit moins d’énergie émise qu’apportée au combustible). En outre, une question évidente, car considérée comme peu difficile, n’a, elle, pas même été testée : la fabrication du combustible au cœur même du réacteur !
Il faut aussi se méfier des conséquences paradoxales que pourrait avoir cette fusion sur nos sociétés et notre environnement. A court et moyen termes, elle pourrait aggraver la situation de la planète. En faisant miroiter un futur proche quasi paradisiaque, la fusion peut ralentir ou paralyser les politiques en faveur de la transition énergétique. Si dans un an, la start-up américaine Commonwealth Fusion Systems ou d’autres en Chine réussissent à démontrer un rendement supérieur à un, bien des scénarios énergétiques pourraient être bouleversés. On peut penser à toutes les décisions qui s’appliqueront dans les années 2040-2050, mais qui se dessinent déjà aujourd’hui : place des nouveaux réacteurs à fission, EPR, ou des énergies renouvelables dans le mix énergétique…
A moyen terme, on peut aussi prédire que cette technologie n’échappera pas à la malédiction de l’effet rebond, qui fait que les gains d’efficacité permis par une technologie s’accompagnent d’une surconsommation de celle-ci, effaçant ces gains. A quoi bon réfléchir à des intelligences artificielles plus frugales ou à des centres de données moins gourmands si l’abondance est de mise ? En outre, si des électrons venaient à être produits à profusion sans inconvénient ou presque, c’est à tout le système productif que des messages de laisser-aller, voire de gaspillage, se diffuseraient. Les discours de sobriété ou de frugalité seraient inaudibles. La fusion pourrait ainsi produire de surprenantes réactions en chaîne.
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