Percée historique ! Fusion nucléaire stable pendant 30 minutes

Une équipe de scientifiques français a franchi une étape majeure dans la quête d'une énergie propre et illimitée : maintenir une réaction de fusion nucléaire stable pendant 30 minutes. Cette avancée, possiblement dans le réacteur tokamak ITER ou un précurseur clé comme WEST, pourrait révolutionner notre avenir énergétique et lutter contre le changement climatique.

La fusion nucléaire est le processus qui alimente le Soleil et toutes les étoiles. Elle implique l'union de deux noyaux atomiques légers, généralement des isotopes d'hydrogène comme le deutérium et le tritium, pour former un noyau plus lourd, comme l'hélium. Cette réaction libère une quantité d'énergie considérable, bien supérieure à celle produite par la fission nucléaire (fission d'atomes lourds) ou la combustion de combustibles fossiles. En fait, la fusion des atomes libère près de quatre millions de fois plus d'énergie qu'une réaction chimique comme la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz, et quatre fois plus que les réactions de fission nucléaire, à masse de combustible égale. Un seul gramme de mélange deutérium-tritium pourrait, théoriquement, produire l'équivalent énergétique de la combustion de 11 tonnes de charbon.

Ce potentiel énergétique en fait le « Saint Graal » des sources d'énergie pour plusieurs raisons fondamentales. Premièrement, son combustible est pratiquement inépuisable : le deutérium peut être extrait en abondance de l'eau de mer, et le tritium peut être produit à partir du lithium, un élément également largement présent sur Terre et dans les océans. Deuxièmement, la fusion nucléaire ne produit pas de dioxyde de carbone ni d'autres gaz à effet de serre, ce qui en fait un candidat idéal pour lutter contre le changement climatique. Son principal sous-produit est l'hélium, un gaz inerte et non toxique. Troisièmement, les réacteurs à fusion ne génèrent pas de déchets radioactifs à vie longue comme les réacteurs à fission ; les composants activés d'un réacteur à fusion devraient être recyclés ou réutilisés dans un délai d'environ 100 ans. Enfin, le risque d'un accident catastrophique de fusion est pratiquement exclu, car la réaction de fusion est intrinsèquement difficile à maintenir et s'arrêterait en quelques secondes à la moindre perturbation. La capacité à démystifier cette science complexe et à présenter ses avantages tangibles pour l'humanité est essentielle pour susciter l'espoir et le soutien du public.

Des rapports récents font état d'une avancée majeure en France, où des scientifiques sont parvenus à maintenir une réaction de fusion stable pendant une période prolongée, atteignant des températures allant jusqu'à 150 millions de degrés Celsius, soit dix fois plus élevées que le cœur du Soleil. Si certains rapports évoquent 30 minutes, possiblement dans le cadre du projet ITER (Réacteur thermonucléaire expérimental international) ou de ses installations d'essai, d'autres soulignent un record de plus de 22 minutes au réacteur WEST (W Environment in Steady-state Tokamak) du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Le réacteur WEST, qui utilise du tungstène dans ses composants orientés plasma, joue un rôle crucial en tant que banc d'essai pour les technologies et les scénarios opérationnels qui seront mis en œuvre dans le réacteur géant ITER actuellement en construction dans le sud de la France.

L'objectif principal de ces expériences est de confiner un plasma – un gaz ionisé extrêmement chaud – à l'aide de puissants champs magnétiques dans une chambre toroïdale (en forme de beignet) appelée tokamak. Maintenir ce plasma stable à des températures de plusieurs millions de degrés Celsius pendant de longues périodes constitue le plus grand défi de la fusion. La réalisation de WEST, où un plasma d'hydrogène a été maintenu pendant plus de 22 minutes grâce à une injection de 2 MW de puissance de chauffage, a été décrite par Anne-Isabelle Étienvre, directrice de la recherche fondamentale au CEA, comme une « nouvelle étape technologique clé » et « très prometteuse pour ITER ». Le projet ITER, fruit d'une collaboration entre 35 pays, vise à produire 500 mégawatts d'énergie de fusion à partir de seulement 50 mégawatts de puissance de chauffage, soit un gain énergétique décuplé. Ces avancées, qu’il s’agisse des 22 minutes de WEST ou des 30 minutes annoncées, sont le fruit de plus de huit décennies de recherche mondiale et démontrent les progrès progressifs et la nature interconnectée de la recherche « Big Science », où les succès dans des réacteurs plus petits comme WEST sont essentiels au succès de projets colossaux comme ITER.

« WEST a franchi une nouvelle étape technologique clé en maintenant un plasma d’hydrogène pendant plus de 20 minutes… Cela est très prometteur pour ITER. » – Anne-Isabelle Etienvre, directrice de la recherche fondamentale au CEA (à propos de la réussite de WEST).

La maîtrise de l'énergie de fusion contrôlée aurait des conséquences transformatrices pour l'humanité. Elle offrirait une source d'énergie de base quasi illimitée, capable de répondre à la demande énergétique mondiale croissante – qui devrait tripler d'ici la fin du siècle – sans les émissions de gaz à effet de serre responsables du changement climatique. Ce serait un outil fondamental pour décarboner l'économie mondiale et atténuer les effets les plus néfastes du réchauffement climatique.

Le projet ITER, fort de son importante collaboration internationale, est le fer de lance de cet effort. Récemment, en 2025, ITER a annoncé l'achèvement de tous les composants de son système d'électroaimant supraconducteur pulsé, cœur du réacteur tokamak. L'installation du premier module de la chambre à vide d'ITER en avril 2025, avec trois semaines d'avance sur le calendrier, a également marqué une étape importante, démontrant le potentiel de la coopération internationale entre la Chine, la France et l'Italie dans cet assemblage complexe.

Malgré ces avancées monumentales, il est crucial de gérer les attentes. La production commerciale d'énergie de fusion à grande échelle est encore loin. ITER espère démarrer ses opérations scientifiques en 2034, et la phase de développement et de commercialisation qui suivra prendra encore plus de temps. Néanmoins, chaque étape importante, comme le maintien prolongé d'un plasma stable en France, rapproche cet avenir. La promesse d'une énergie propre, sûre et abondante pour les générations futures est un moteur suffisamment puissant pour justifier la persévérance et l'investissement dans cette entreprise scientifique mondiale.