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Fusion nucléaire : une start-up américaine annonce le graal énergétique

Helion, une « start-up » (« jeune pousse » en français…) californienne spécialisée dans la maîtrise de la fusion nucléaire a annoncé le 8 novembre dernier une levée de fonds de 500 millions de dollars, avec pour objectif de construire son prototype de 7e génération, nommé « Polaris ».

La fusion nucléaire est considérée par ses défenseurs comme l’énergie de demain : elle produit en effet peu de déchets radioactifs et pas de gaz à effet de serre.

Elle diffère de la fission, technique utilisée dans les centrales nucléaires actuellement, qui consiste à casser les liaisons de noyaux atomiques lourds pour en récupérer l’énergie. La fusion est le processus inverse : on « marie » deux noyaux atomiques légers pour en créer un lourd. En l’occurrence deux isotopes (variantes atomiques) de l’hydrogène, donnant naissance à de l’hélium. C’est ce processus qui est à l’œuvre dans les étoiles, dont notre Soleil.

Il y a néanmoins loin de la coupe aux lèvres. Le prototype qu’annonce Helion pour 2024 ne sera encore qu’expérimental et, pour poursuivre ses recherches dans le but de rendre la fusion nucléaire civilement exploitable, Helion devra lever 1,7 milliard de dollars supplémentaires… et nous faire patienter quelques années de plus.

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Actuellement, la bombe à hydrogène (bombe H), dite aussi bombe à fusion ou bombe thermonucléaire, est la seule utilisation de la fusion nucléaire.

La première bombe H, de conception américaine, a explosé sur l’atoll d’Eniwetok le 1er novembre 1952, il y a donc quelque 70 ans. Depuis, les physiciens du monde entier travaillent à « maîtriser » cette libération d’énergie, comme ils ont réussi à maîtriser la fission nucléaire à l’œuvre dans les bombes atomiques (bombes A) pour créer les centrales atomiques (« centrales A »)

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L’« énergie H » est d’une puissance sans commune mesure avec toutes les énergies existantes (énergies atomique, éolienne, photovoltaïque, hydraulique, géothermique, ainsi naturellement que les énergies à combustibles fossiles : charbon, pétrole, gaz, schistes bitumineux). Elle est illimitée et « propre », au sens écologique du terme puisque, contrairement à sa « petite sœur » la fission nucléaire, elle ne produit (quasiment) aucun déchet radioactif.

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En juin dernier, les ingénieurs chinois du réacteur Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) sont parvenus à maintenir une température de 120 millions de degrés pendant 101 secondes et ont même atteint 160 millions de degrés pendant 20 secondes. À titre de comparaison, le cœur du soleil « n’est qu’à » 15 millions de degrés… D’ici une dizaine d’années, la Chine pourrait disposer de centrales à fusion (« centrales H ») produisant une énergie « propre » et illimitée.

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En août suivant, une expérience de fusion nucléaire a eu lieu au National Ignition Facility (NIF) en Californie. Cette expérience « a été permise par la concentration de la lumière de 192 lasers sur une cible de la taille d’un plomb de chasse », explique le laboratoire américain. Cela a eu pour effet de « produire un point chaud du diamètre d’un cheveu, générant plus de dix quadrillions de watts par la fusion, pendant 100 trillionièmes de secondes. »

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L’Europe n’est pas trop à la traîne dans l’affaire. En 2020, à Cadarache (Provence), le réacteur expérimental ITER (International thermonuclear experimental reactor) a commencé son ultime phase d’assemblage.

Le cœur du réacteur, un super Lego de quelque 23 000 tonnes, devrait produire son premier plasma en 2025. La première « centrale H » issue du programme ITER pourrait voir le jour au début des années 2030.

Il s’agit du plus grand chantier scientifique au monde. Décidé en 2006, ITER réunit actuellement trente-cinq contributeurs : Outre les 27 pays de l’Union Européenne : les États-Unis, la Russie, le Japon, la Corée du sud, l’Inde, la Chine, la Suisse et le Royaume Uni sont parties prenantes. De par sa taille, ITER a pu être comparé au projet Manhattan et au programme Apollo. Budget pharaonique (19 milliards d’euros…) et une structure pachydermique. Il n’y a en effet pas de pays maître d’œuvre : chaque contributeur apporte sa pierre à l’édifice sous la forme de composants et de systèmes. Le projet avance donc… à un rythme de sénateur.

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« Small is beautifull »

Alors que les premières résultats concrets d’ITER ne sont pas attendus avant le début des années 2030, de « petites » structures, telle Helion, semblent être davantage dans la course. Créée en 2013, Helion annonçait déjà en juin 2021 avoir atteint cent millions de degrés Celsius avec le Trenta, son prototype de réacteur de 6e génération.

Toutes les approches expérimentales « classiques » de la fusion thermonucléaires consistent à produire de l’électricité en faisant tourner des turbines grâce à la chaleur issue de la réaction d’un tokamak, un dispositif de confinement magnétique expérimental. Or, Helion explore un phénomène électromagnétique très particulier. Ce dernier se produit lorsque les atomes de deutérium et d’hélium 3 dans le plasma se mêlent sous la pression après une forte accélération.

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Quinze à vingt tonnes de ce « carburant miraculeux » suffiraient à alimenter l’ensemble des foyers américains durant une année. Helion met en avant une absence d’impact sur l’environnement ainsi qu’un cout du KWh quasiment divisé par 2.

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Le gigantisme d’ITER n’est pas nécessairement la solution pour produire de l’électricité à partir de la fusion nucléaire. Helion en est la preuve : la société californienne se propose, non de construire d’énormes installations, mais de nombreux réacteurs de taille réduite. Chacun d’entre eux alimenterait alors quelques milliers de foyers.

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Cerise sur le gâteau : cette nouvelle source d’énergie rendrait le pétrole en grande partie caduc et assécherait les sources de financement des puissances islamiques, grandes productrices de pétrole mais aussi grandes pourvoyeuses (pensons au Qatar et à l’Arabie saoudite…) du terrorisme international.

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Henri Dubost

In girum imus nocte ecce et consumimur igni