La fusion nucléaire: une option pour l'avenir?

La fusion nucléaire est la source d’énergie du soleil et des étoiles. Si on parvient un jour à l’utiliser sur Terre, l’humanité disposera d’une source d’énergie quasiment inépuisable, respectueuse de l’environnement et sans impact sur le climat. La fusion nucléaire recèle le potentiel de devenir une technologie-clé au service du développement durable de l'humanité.

Mais avant que des centrales à fusion nucléaire ne puissent être construites, scientifiques et ingénieurs ont encore des défis techniques considérables à surmonter. Nouvelle étape en direction de cet objectif, le réacteur expérimental thermonucléaire international ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) sera construit, dans le cadre d’un projet international, sur le site de Cadarache, dans le sud de la France, au cours des années qui viennent.

Le projet ITER devrait mettre en évidence la faisabilité scientifique et technique de l’utilisation de la fusion à des fins de production d'électricité. «ITER» est aussi un mot latin qui signifie «le chemin».

Dans les centrales nucléaires classiques et dans les surgénérateurs, l'énergie est produite à partir de la fission de noyaux atomiques très lourds. Mais il en va tout autrement avec la fusion nucléaire: ici, des noyaux atomiques très légers fusionnent pour produire des noyaux plus lourds, ce qui entraîne la libération d’une quantité d’énergie encore plus importante.

Ce processus est la source d’énergie de notre soleil et des étoiles. Ce faisant, l’hydrogène – l’élément le plus léger de l’univers – fusionne pour donner un gaz rare, l’hélium. Lors de cette fusion nucléaire, un seul gramme d’hydrogène permet la libération qu’une quantité d’énergie identique à celle produite par la combustion de huit tonnes de pétrole ou de onze tonnes de charbon.

L’avantage majeur de la fusion nucléaire réside dans le fait que les combustibles nécessaires au fonctionnement d’une centrale à fusion – le tritium et le deutérium, deux isotopes de l’hydrogène –, sont disponibles sur Terre en quantités quasiment illimitées. Par ailleurs, le processus de fusion ne produit aucun déchet radioactif: le produit de fusion, l’hélium, n’est ni radioactif, ni nocif pour la santé.

Dans une centrale à fusion en fonctionnement, seules les installations techniques situées à l’intérieur du réacteur sont radioactives. Or, leur radioactivité disparaît en une centaine d’années. Les dépôts en couches géologiques profondes ne sont donc pas nécessaires.

Déclencher une réaction de fusion sur Terre, dans une centrale, constitue un défi de taille pour les scientifiques et les ingénieurs. En effet, le feu de fusion ne s’allume qu’à des températures extrêmement élevées, supérieures à cent millions de degrés. Pour ce faire, le combustible doit flotter dans une chambre magnétique à l’intérieur du réacteur, sans entrer en contact avec ses parois.

Pour obtenir plus d’informations sur la fusion nucléaire, voir les informations dans la colonne de droite.

Le potentiel énergétique considérable de la fusion nucléaire est le principal moteur de la recherche internationale sur le sujet. Au cours de ces dernières décennies, des progrès importants ont été réalisés. À la fin des années 1990, les scientifiques travaillant en Grande-Bretagne sur l'installation expérimentale européenne JET ont montré que la fusion nucléaire était, sur le principe, possible sur Terre.

Riches de ce constat, de nombreux pays se sont regroupés pour créer, en 2006, l’organisation ITER. L’objectif d’ITER consiste à construire un gros réacteur expérimental, à Cadarache, dans le sud de la France. La Communauté européenne de l’énergie atomique (Euratom) – et donc aussi la Suisse –, la Chine, la Corée du sud, les États-Unis, l'Inde, le Japon et la Russie – par conséquent plus de la moitié de la population mondiale –, participent à ce projet.

Les pays participants entendent mettre en évidence, à l'aide du réacteur expérimental ITER, la faisabilité scientifique et technique de la production d’énergie à partir de la fusion nucléaire. Pour la première fois, un réacteur à fusion nucléaire doit être en mesure de fournir plus d’énergie qu’il n’en a besoin pour son fonctionnement. Par ailleurs, les scientifiques veulent aussi découvrir quels obstacles pratiques s’opposent encore à l’utilisation commerciale de la fusion nucléaire.

Pour obtenir plus d’informations sur le projet ITER, voir les informations dans la colonne de droite.

Parallèlement au projet ITER, on étudie d'autres types de construction pour un réacteur à fusion. C’est ainsi qu’un «stellarator» est actuellement en cours de construction à Greifswald, en Allemagne.

Pour obtenir plus d’informations sur le stellarator, veuillez cliquer ici.

Dans le cadre du Traité Euratom, la Suisse participe, depuis 1979, aux travaux de recherche sur la fusion et au projet ITER. La Confédération consacre chaque année 20 à 25 millions de Francs à la recherche sur la fusion. C’est un peu plus que pour la recherche sur la fission nucléaire, mais nettement moins que sur les énergies renouvelables et l’efficacité énergétique.

Pour obtenir plus d’informations sur les budgets de la recherche énergétique, veuillez cliquer ici.

En Suisse, les principaux acteurs de la recherche sur la fusion sont le «Centre de Recherches en Physique des Plasmas» de l’EPF Lausanne et les groupes de recherche de l’Institut Paul Scherrer (IPS) qui y sont rattachés. Vous trouverez ici un récapitulatif de leurs activités. Pour sa part, l’industrie suisse tire parti des adjudications de marchés et du transfert de technologie.