La fusion thermonucléaire est la réaction par laquelle deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Naturellement à l’œuvre dans les étoiles, elle est envisagée comme une possible source d’énergie « propre » et illimitée sur Terre depuis le milieu du XXème siècle. Réaliser et parvenir à entretenir la réaction de fusion s’avère néanmoins être un défi scientifique et technologique plus difficile que ne l’espéraient les chercheurs de l’époque. Parmi ces défis : comment chauffer le combustible, qui se trouve à l’état de plasma, jusqu’à la température de 150 millions de degrés requise pour vaincre la barrière de répulsion coulombienne et permettre d’amorcer la réaction de fusion ? Comment confiner efficacement le plasma pour entretenir la réaction, et quels matériaux choisir pour les parois du réacteur ? Comment extraire l’énergie produite par la réaction ?
Annoncée depuis des décennies comme une énergie d’avenir, la percée décisive qui permettra la mise en œuvre des premières centrales à fusion thermonucléaire reste attendue. Les performances des réacteurs à fusion ne cessent pourtant de progresser, plus rapidement que la loi de Moore. Depuis une vingtaine d’années, les principaux espoirs de la communauté scientifique internationale reposent sur le projet de réacteur international ITER, en construction à Cadarache (France), et dont le démarrage est prévu en 2026. Le but principal d’ITER est de dépasser le « breakeven » pour atteindre l’ignition, régime dans lequel la réaction de fusion nucléaire s’auto-entretient. ITER doit permettre de produire 500 MW de puissance de fusion pour 50 MW de puissance injectée, afin de valider la faisabilité scientifique et technique de la fusion nucléaire comme source d’énergie. ITER ne sera cependant qu’un réacteur d’étude, et non un prototype de centrale électrogène, contrairement à son successeur DEMO qui pourrait entrer en fonctionnement vers 2050.
Ces échéances peuvent sembler lointaines devant l’urgence climatique, et la nécessité d’une transition vers des énergies décarbonées. En parallèle de ces recherches menées à un niveau institutionnel, un nombre croissant d’initiatives financées par des fonds privés ont vu le jour ces dernières années. S’appuyant sur des innovations technologiques et parfois des concepts alternatifs, une trentaine d’entreprises se sont lancées dans la course à la fusion commerciale, promettant pour certaines de mettre en service les premières centrales électrogènes d’ici 2035. Le succès serait-il alors pour bientôt ?
Après un rappel des processus fondamentaux sur lesquels reposent la fusion thermonucléaire, nous passerons en revue les principales pistes explorées pour réaliser la fusion commerciale et dresserons un tour d’horizon de quelques une des pistes les plus prometteuses.
