Pendant des décennies, la promesse de l’énergie de fusion – une énergie propre et abondante dérivée du même processus qui alimente le soleil – est restée hors de portée. Mais les avancées récentes et l’augmentation des investissements privés suggèrent qu’un avenir fondé sur la fusion pourrait être plus proche que jamais. Plus de 10 milliards de dollars ont été investis dans les startups de la fusion, sous l’effet de la demande croissante d’énergie (notamment de la part des centres de données) et de la conviction croissante que des réacteurs commercialement viables sont en vue.
Le principal défi : exploiter la fusion atomique
La fusion consiste à forcer des atomes ensemble à des températures et des pressions extrêmes, libérant ainsi une immense énergie. Même si les scientifiques ont réussi à fusionner dans le cadre d’expériences contrôlées (dont une qui a brièvement produit plus d’énergie que ce qui en a été injecté), maintenir une réaction qui génère de l’énergie nette – suffisamment pour alimenter un réseau électrique – reste l’obstacle central.
La difficulté n’est pas théorique ; c’est de l’ingénierie. La fusion nécessite des conditions de chaleur et de pression extrêmes, difficiles à maintenir sans détruire les matériaux utilisés pour les contenir. C’est pourquoi de multiples approches sont adoptées, chacune comportant ses propres défis.
Confinement magnétique : l’approche phare
La stratégie la plus courante est le confinement magnétique, qui utilise de puissants champs magnétiques pour contenir un plasma surchauffé (gaz ionisé) où se produit la fusion. Deux conceptions majeures dominent ce domaine :
- Tokamaks : Ces appareils en forme de beignet, mis au point par des scientifiques soviétiques, ont été le cheval de bataille de la recherche sur la fusion. Des exemples notables incluent le Joint European Torus (JET) et le projet massif et en construction ITER en France.
- Stellarators : Ces réacteurs complexes et torsadés offrent une alternative aux tokamaks, conçus pour stabiliser le plasma avec des champs magnétiques plus complexes. L’usine allemande Wendelstein 7-X est une installation stellaratrice de premier plan.
Commonwealth Fusion Systems (CFS) construit un réacteur de démonstration, Sparc, dans le Massachusetts, qui devrait être opérationnel d’ici fin 2026. En cas de succès, CFS prévoit de commencer la construction d’une usine à l’échelle commerciale, Arc, en Virginie dès 2027. Les aimants nécessaires à ces conceptions sont incroyablement puissants (20 tesla, 13 fois plus puissants que les machines IRM) et nécessitent un refroidissement à des températures extrêmes (-253°C) à l’aide d’hélium liquide.
Confinement inertiel : une voie différente
Une autre approche majeure est le confinement inertiel, qui comprime des pastilles de combustible à l’aide de faisceaux à haute énergie pour déclencher la fusion. Cette méthode a atteint une étape connue sous le nom de « seuil de rentabilité scientifique », où la réaction de fusion libère plus d’énergie que celle consommée par le combustible lui-même. La National Ignition Facility (NIF) en Californie y est parvenue en utilisant des lasers, bien que cette étape ne prenne pas en compte les coûts énergétiques plus larges de l’installation.
Plusieurs startups, dont Focused Energy, Inertia Enterprises et Marvel Fusion, développent des réacteurs à confinement inertiel pilotés par laser. D’autres, comme First Light Fusion et Pacific Fusion, explorent des méthodes de compression alternatives utilisant des pistons ou des impulsions électromagnétiques.
Au-delà des principales approches
Si le confinement magnétique et inertiel sont les précurseurs, d’autres concepts de fusion sont également explorés :
- Fusion de cibles magnétiques : Combine des éléments des deux approches.
- Confinement magnétique-électrostatique : utilise des champs électriques pour confiner davantage le plasma.
- Fusion catalysée par muons : Une approche plus spéculative utilisant des particules subatomiques pour accélérer les réactions.
L’industrie de la fusion en est encore à ses débuts, mais l’afflux de capitaux et les progrès technologiques rapides suggèrent qu’une centrale électrique à fusion viable pourrait être construite au cours de la prochaine décennie. Les enjeux sont considérables : un réacteur à fusion performant fournirait une source d’énergie propre et durable, susceptible de remodeler le paysage énergétique mondial.
