Recherche - Fusion nucléaire - engouement ou solution aux problèmes énergétiques ?
Utiliser des lasers pour puiser dans une source d'énergie quasi inépuisable - cela ressemble à de la science-fiction. Il y a un peu plus d'un an, cette promesse a fait la une des journaux du monde entier. Le 5 décembre 2022, des chercheurs américains avaient fusionné des noyaux atomiques et produit ainsi plus d'énergie qu'ils n'en avaient directement injectée par laser. "L'une des réalisations scientifiques les plus impressionnantes du 21e siècle", a déclaré la ministre américaine de l'énergie Jennifer Granholm.
Soudain, les politiques allemands se sont mis à parler de plus en plus de la fusion nucléaire. Le ministère fédéral de la recherche Bettina Stark-Watzinger (FDP) a récemment annoncé des investissements de plus d'un milliard d'euros pour les cinq prochaines années. Le sujet est à la mode.
"Je peux le confirmer", déclare Thomas Klinger, directeur de l'expérience de fusion "Wendelstein 7-X" près de Greifswald, à l'agence de presse allemande. "Dans la recherche sur la fusion, il y a déjà eu des progrès très significatifs qui encouragent le grand public à penser qu'il ne s'agit pas d'un château en Espagne sur lequel on bricole éternellement". Wendelstein 7-X" a également franchi une étape importante au début de l'année. Il a réussi à maintenir un plasma - une sorte de quatrième état d'agrégation nécessaire à la fusion nucléaire - très chaud et pendant longtemps.
Lors de la fusion nucléaire, les noyaux atomiques sont fusionnés à des températures extrêmes. Cela se produit également dans les étoiles et donc dans le soleil. Les scientifiques utilisent pour cela des lasers ou des aimants. En théorie, il serait possible de produire d'énormes quantités d'énergie - et ce sans impact sur le climat, sans risque de catastrophe dans les réacteurs comme lors de la fission nucléaire et sans déchets hautement radioactifs et de longue durée. Jusqu'à présent, c'est de la musique d'avenir, malgré des décennies de recherche.
Roth: des investissements privés de plusieurs milliards
"Créer artificiellement une étoile sur Terre, la maintenir en vie et la traire" est la chose la plus compliquée que l'homme ait jamais tentée, explique Markus Roth de l'université technique de Darmstadt. "Si c'était de la science des fusées, nous en serions déjà venus à bout dans les années 60".
Lors de l'expérience aux États-Unis, seul le bilan énergétique du plasma lui-même avait été pris en compte, comme c'est généralement le cas dans la recherche, et non le bilan global. Pour une future production d'électricité, il est essentiel que celui-ci soit positif, ce qui est encore loin d'être le cas. Selon les données de l'époque, l'installation avait besoin d'environ 300 mégajoules d'énergie pour fournir deux mégajoules d'énergie laser, qui ont produit trois mégajoules de rendement de fusion. Il faut en outre tenir compte du fait que l'énergie produite est d'origine thermique, et que sa transformation en électricité entraîne généralement d'importantes pertes.
La start-up germano-américaine Focused Energy, cofondée par Roth, veut rendre la fusion laser utilisable. Plusieurs chercheurs qui ont participé à la percée réalisée il y a un an aux Etats-Unis y participent. Elle a déjà été invitée à la Maison Blanche et fait partie d'un programme de soutien américain. Selon Roth, un nombre croissant de start-ups stimule le développement. Certaines de ces entreprises auraient déjà attiré des investissements privés de plusieurs milliards de dollars.
Le cabinet de conseil Strategy& avait mis en garde en septembre contre le fait que l'Allemagne, malgré une recherche de pointe, pourrait se retrouver à la traîne en raison d'investissements plus faibles qu'à l'étranger.
Mais l'argent seul ne sert à rien, dit Klinger. Il faut un environnement adéquat, dont l'industrie fait partie. "Il n'y a pas d'industrie de la fusion dans ce sens. Elle commence à se former si lentement". Pour cela, il faut effectivement développer des prototypes et construire des installations. Cet effet de sparring est important.
Kemfert : Mini-succès actuels
L'entreprise Gauss Fusion est, selon ses propres indications, la seule des quelque 40 entreprises de fusion nucléaire existantes, principalement américaines, à être issue de l'industrie et non de la recherche. Mettre la fusion en réseau n'est plus un problème physique, mais un problème d'ingénierie, explique la directrice Milena Roveda. Son objectif : construire une centrale électrique en Europe d'ici le début des années 2040. Coût : 20 milliards. Ensuite, les coûts baisseraient. L'argent doit provenir de bailleurs de fonds publics et privés.
"D'autres technologies sont moins chères et plus rapides que la fusion nucléaire", critique Claudia Kemfert, experte en énergie à l'Institut allemand de recherche économique (DIW). Selon elle, les promesses de la fusion nucléaire "tiennent plus du souhait que de la réalité". Elle parle des mini-succès actuels. Jusqu'à ce que la fusion nucléaire soit mûre, les énergies renouvelables pourraient permettre un approvisionnement complet.
Heinz Smital, expert nucléaire de Greenpeace, estime que le "nouvel engouement" pour la fusion nucléaire est également très problématique. "Il conduit à investir massivement de l'argent dans une technologie qui n'apportera que peu d'avantages à la société". Selon lui, le milliard promis par le gouvernement fédéral devrait plutôt être investi dans la numérisation des réseaux énergétiques et le stockage, en plus de la promotion des énergies renouvelables.
Klinger reconnaît que l'énergie de fusion jouera plutôt un rôle dans la deuxième moitié de ce siècle. "Honnêtement, je ne pense pas non plus que ce soit une mauvaise chose". Selon lui, c'est un vœu pieux de croire que l'énergie connaîtra un âge d'or après 2050. Il existe des régions du monde mal approvisionnées et l'élimination des gaz à effet de serre de l'atmosphère nécessitera beaucoup d'énergie. Pour Roth, il s'agit aussi d'indépendance énergétique : même pour l'approvisionnement en énergie solaire ou en hydrogène, on dépendra à l'avenir d'autres régions du monde. La fusion nucléaire pourrait y remédier.
Klinger pense qu'une première centrale à fusion pourrait voir le jour dès le milieu du siècle. "Je pense que c'est tout à fait faisable, sans que l'on repose sur des bases trop fragiles". Si l'on se lance directement, cela pourrait éventuellement être réalisable dans 20 ans - avec un peu plus de risques, car il y aurait alors moins de questions techniques à régler en amont. "Cela reste difficile. Nous sommes toujours à la limite de ce qui est techniquement faisable". Mais de manière générale, Klinger est optimiste. "Maintenant, pas un optimisme effréné, mais optimiste. Cela devrait marcher. C'est le mieux qu'un scientifique puisse dire".
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Source: www.stern.de