La fusion nucléaire, c'est ce qui se passe dans le cœur du Soleil. Deux noyaux d'hydrogène collés ensemble par une chaleur de plus de 100 millions de degrés. Et qui libèrent, ce faisant, une quantité d'énergie absurde. Un verre d'eau de mer contient assez de deutérium pour produire l'équivalent énergétique de 300 litres d'essence.
Reproduire ce processus sur Terre est le rêve de l'énergie depuis 1950. Soixante-quinze ans plus tard, on n'y est toujours pas. Mais quelque chose a changé en 2022 : pour la première fois, une expérience humaine a produit plus d'énergie qu'elle n'en a consommée. Très peu, très brièvement. Mais le seuil est franchi.
Deux approches, une même cible
1. Confinement magnétique (tokamak). On chauffe un plasma de deutérium et tritium à 150 millions de degrés et on le tient en suspension dans une chambre torique grâce à des aimants supraconducteurs surpuissants. C'est l'approche d'ITER, JET, EAST (Chine), KSTAR (Corée), SPARC (privé MIT).
2. Confinement inertiel (laser). On comprime une bille millimétrique de combustible avec 192 lasers ultra-puissants tirant en synchronisation parfaite. C'est l'approche du NIF (National Ignition Facility, USA), qui a réussi l'ignition en décembre 2022 — 3,15 MJ produits pour 2,05 MJ injectés.
« Pour la première fois dans l'histoire, nous avons fait s'allumer une étoile en laboratoire. » — Jennifer Granholm, ministre américaine de l'Énergie, 13 décembre 2022
ITER : le projet le plus complexe jamais entrepris
Cadarache, sud de la France. Sur 180 hectares, 35 pays construisent ensemble la plus grande machine scientifique de l'histoire. Quelques chiffres pour donner le vertige :
- 23 000 tonnes (3 fois la Tour Eiffel)
- Aimants supraconducteurs refroidis à −269 °C, juste à côté d'un plasma à 150 000 000 °C — le plus grand écart thermique jamais construit par l'homme
- Budget initial : 5 milliards d'euros (2006). Budget actuel : environ 65 milliards. Premier plasma initialement prévu en 2025, désormais repoussé à 2034. Démonstration énergie nette à l'horizon 2039.
ITER ne produira jamais d'électricité. C'est une machine de démonstration scientifique. La machine commerciale, DEMO, suivrait dans les années 2050. Trop tard pour le climat — c'est la critique majeure.
Les startups qui veulent court-circuiter ITER
Depuis 2018, plus de 40 entreprises privées lèvent des milliards pour griller la politesse au consortium public.
- Commonwealth Fusion Systems (MIT spin-off, USA) : aimants supraconducteurs à haute température. SPARC visé pour 2027, ARC pour 2032.
- TAE Technologies (USA) : approche bore-hydrogène, aucun déchet radioactif. 1,2 milliard levés.
- Helion Energy (USA) : contrat signé avec Microsoft pour fournir 50 MW dès 2028 (objectif ambitieux, beaucoup d'experts sceptiques).
- Tokamak Energy (UK) : tokamak sphérique compact.
- First Light Fusion (UK) : approche inertielle par impact projectile, low-cost.
- Renaissance Fusion (France, Grenoble) : stellarator compact.
Investissements privés cumulés dans la fusion : plus de 7 milliards de dollars à fin 2024, contre 1,2 milliard en 2021. Bill Gates, Jeff Bezos, Sam Altman, Peter Thiel : tous y sont.
Le mur des trois problèmes
Même si la physique fonctionne, trois obstacles industriels gigantesques restent à franchir :
- Le tritium. Combustible quasi-inexistant sur Terre (20 kg disponibles dans le monde). Il faudrait le produire dans le réacteur lui-même via une « couverture tritigène » au lithium. Jamais démontré industriellement.
- Les matériaux. Les parois doivent encaisser un flux de neutrons qui détruirait n'importe quel acier classique en quelques mois. Les alliages capables de tenir n'existent pas encore en quantité.
- Le coût. Le kWh fusion sera-t-il compétitif face au solaire à 2 cents/kWh ? Personne n'en a aucune idée.
Le scénario probable
La fusion produira de l'électricité commerciale. Mais probablement pas avant 2045-2055. Trop tard pour la décarbonation d'urgence, trop tôt pour être déjà obsolète. Quand elle arrivera, elle changera la géopolitique : plus de dépendance au gaz, au pétrole, peut-être même au lithium si elle alimente directement le réseau. Une rupture comparable à celle du charbon en 1850.
Ou alors, comme dans la blague de physicien, « la fusion est l'énergie de l'avenir — et le restera toujours ». Soixante-quinze ans qu'on l'attend. Encore vingt ? Probablement. Encore cinquante ? Possible. Mais cette fois, pour la première fois, ce n'est plus impossible.
