Ce que la percée de la fusion nucléaire signifie pour notre avenir

Ne vendez pas vos panneaux solaires.

La fusion nucléaire comme source d’énergie pour l’électricité est plausible, a démontré une expérience au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie du Nord. À l’aide de 192 lasers, l’entreprise de recherche a atteint le point de l’expérimentation de fusion connue sous le nom de « allumage par fusion » pour la première fois.

Lors d’une conférence de presse mardi matin, la secrétaire à l’Énergie Jennifer M. Granholm l’a appelé une « percée fusionnelle qui restera dans les livres d’histoire ».

Bien que cela ne signifie pas que vous pouvez allumer les lumières de votre maison et utiliser l’énergie de fusion pendant au moins des décennies, l’histoire enregistrera en effet aujourd’hui comme une percée. Voici ce qu’il peut dire : le 5 décembre 2022, l’équipe de Lawrence Livermore a pointé de nombreux lasers sur certains atomes d’hydrogène, a appuyé sur la gâchette et, pendant une fraction de seconde, les atomes sont devenus un plasma qui a généré une réaction de fusion. Les lasers ont émis 2,05 mégajoules d’énergie, et cette énergie à son tour a provoqué une réaction qui a chauffé ces atomes à des millions de degrés Celsius. Dans de telles conditions solaires, ces types d’atomes fusionnent et deviennent de l’hélium, et dans ce cas, cette fusion a dégagé 3,15 mégajoules d’énergie.

En d’autres termes, cette réaction de fusion a produit environ 1,5 fois plus d’énergie de fusion que les lasers ont dégagé avec leurs faisceaux.

Vous pouvez penser aux expériences de fusion précédentes un peu comme des allumettes frappant contre la bande de phosphore sur la boîte d’allumettes et produisant des étincelles. C’était la première fois que la tête d’allumette produisait une flamme. Mais cette flamme est encore trop courte et inefficace pour allumer le bâton de papier, puis être utilisée pour allumer d’autres choses.

Les scientifiques travaillent à une démonstration comme celle-ci depuis près de 100 ans, depuis la publication de l’article de 1926 du physicien britannique Arthur Eddington, « La constitution interne des étoiles ». Et les chercheurs fusionnent des atomes depuis des décennies. Vous pouvez même fabriquer un réacteur à fusion dans votre garage si vous le souhaitez (ne le faites probablement pas).

Le défi consistait à fusionner ces atomes suffisamment efficacement pour l’appeler une source d’énergie au lieu d’un gros drain d’énergie, et d’une manière de parler, cela reste le défi pour aller de l’avant.

La fusion pourrait bien être la reine de toutes les sources d’énergie propre à un moment donné, potentiellement plus tard dans ce siècle. Mais le calendrier de développement de la fusion signifie malheureusement, percée ou non, que ce n’est pas une solution réaliste à la crise climatique. La dernière réaction de fusion de Lawrence Livermore a produit un gain net d’énergie dans les limites de l’expérience elle-même, mais ce qu’elle n’a pas fait, surtout, c’est de produire suffisamment d’énergie pour alimenter l’installation qui a effectué l’expérience avec suffisamment de reste pour recommencer, devenant ainsi un moteur autonome qui met de l’électricité sur le réseau électrique.

Ce n’est pas un sombre secret. Kim Budil, directeur du Lawrence Livermore National Laboratory a décomposé cette partie lors de l’événement de mardi (en utilisant des chiffres arrondis): « Le laser nécessite environ 300 mégajoules d’énergie du mur, pour entraîner deux mégajoules d’énergie laser, ce qui a entraîné trois mégajoules de rendement de fusion », a-t-elle déclaré, ajoutant : « Nos calculs suggèrent qu’il est possible avec un système laser à grande échelle d’atteindre des centaines de mégajoules de rendement. Il existe donc une voie vers une cible qui produit suffisamment de rendement, mais nous en sommes très éloignés pour le moment.

À première vue, il est décevant que l’efficacité globale de ce système soit inférieure à un pour cent, étant donné qu’il est présenté comme peut-être la plus grande percée de fusion de tous les temps. Mais il existe d’autres méthodes qui ne reposent pas sur 192 lasers et pourraient avoir une meilleure chance de générer de l’énergie de réseau. Une méthode fiable utilise un champ magnétique pour contenir le carburant chaud à des millions de degrés susmentionné et le maintenir en place, au lieu de le projeter au laser dans l’oubli. De telles expériences ont produit des percées similaires au début des années 1990 – bien que rien d’aussi accrocheur qu’un véritable allumage.

Mais, en intervenant la même année qu’un doublement du financement du secteur privé pour la fusion nucléaire en tant que source d’énergie, cette percée en matière d’allumage tombe à point nommé pour redéfinir la fusion dans l’imaginaire populaire. La fusion a également fait partie des récentes discussions sur la sécurité énergétique provoquée par la guerre en Ukraine. Alors que le contrôle russe sur les approvisionnements en pétrole et en gaz compromet la capacité de l’Europe à fournir suffisamment d’énergie pour se chauffer cet hiver, et que l’Ukraine et la Russie ont mené des batailles à proximité d’installations de fission nucléaire exponentiellement plus dangereuses, la promesse d’une forme d’énergie abondante et relativement sûre n’a jamais été été plus le bienvenu.

Il y a un fameux cliché sur la fusion à « 30 ans » pour toujours. Maintenant, nous avons besoin d’une nouvelle blague, car cette chronologie est dépassée, et nous savons que la fusion arrive vraiment. Mais en attendant, il serait sage de continuer à construire de puissantes éoliennes et de ne pas vendre votre panneaux solaires.