La fusion nucléaire d’ici 15 ans?

VÉRIFICATION FAITE / L’affirmation. «Le but est d’avoir une centrale électrique fonctionnelle à temps pour combattre les changements climatiques. Nous pensons que nous maîtrisons la science, la vitesse et l’échelle dont nous avons besoin pour brancher une centrale à fusion nucléaire sur le réseau électrique d’ici 15 ans», a affirmé le patron de l’entreprise Commonwealth Fusion Bob Mumgaard au cours d’une entrevue avec le quotidien britannique The Guardian.

Une équipe du prestigieux Massachusetts Institute of Technology travaille sur le projet et le site de la revue Nature a repris la nouvelle, qui a eu un certain écho sur les réseaux sociaux. En outre, on entend régulièrement les promesses d’énergie propre, abondante et bon marché que fournirait la fusion nucléaire, alors il vaut la peine de voir si l’horizon de 15 ans est réaliste.

Les faits

Les centrales nucléaires «conventionnelles» produisent de l’énergie en brisant des gros atomes d’uranium, ce qui génère des déchets radioactifs qu’il faut ensuite entreposer pendant des siècles. La fusion nucléaire, elle, procède à l’inverse : elle fusionne des atomes d’hydrogène, qui sont les plus petits existants, pour faire de l’hélium. Il s’agit de la réaction qui a lieu dans le cœur des étoiles — ce qui génère beaucoup plus d’énergie de la fission tout en laissant très peu de déchets radioactifs.

Le hic, c’est qu’il faut chauffer l’hydrogène jusqu’à des températures qui se comptent en millions de degrés. Aucun matériau ne peut résister à une telle chaleur, si bien qu’il faut maintenir l’hydrogène en place dans un champ magnétique très puissant. On est techniquement déjà capable de le faire, mais il faut recourir à des électroaimants qui demandent des courants électriques si puissants que l’on doit utiliser des «supraconducteurs», soit des matériaux qui n’offrent aucune résistance au passage de l’électricité. Or les supraconducteurs classiques doivent être refroidis jusqu’à environ –269 °C, ce qui implique qu’il faut dépenser beaucoup d’énergie en réfrigération. À un point tel que, en comptant les autres «dépenses» énergétiques (pour réchauffer le combustible, par exemple), la fusion n’est tout simplement pas rentable : il faut plus d’énergie pour la démarrer et l’entretenir que ce qu’elle produit.

Maintenant, explique le chercher de l’École polytechnique de Montréal Frédéric Sirois, le groupe du MIT entend se servir d’un type de supraconducteur dit «à haute température critique» — un nom qui signifie qu’il faut les refroidir jusqu’à «seulement» –180 à –230°C environ pour qu’ils conduisent l’électricité sans résistance. C’est encore très froid mais, dit-il, comme les degrés les plus coûteux à aller chercher sont les derniers, les savants du MIT estiment qu’ils pourront faire de la fusion «rentable» avec ces matériaux. En outre, leur approche doublera l’intensité du champ magnétique, ce qui permettra de réduire la taille du dispositif et diminuera encore plus les coûts énergétiques.

Du strict et unique point de vue des technologies d’aimants, la proposition du MIT n’est ni facile, ni bon marché, mais elle est faisable, commente M. Sirois. «Il y a des obstacles bien réels (…mais) rien d’insoluble non plus.»

Maintenant, est-ce que cela sera suffisant pour atteindre la rentabilité énergétique? C’est bien possible puisque d’autres projets dans le monde s’approchent déjà de ce seuil, indique Émile Knystautas, professeur de physique atomique à l’Université Laval qui a lui-même travaillé sur des projets de fusion au cours de sa carrière. «La partie physique est presque réglée, dit-il. Parce que pour un physicien, si tu fournis plus d’énergie que tu en dépenses, c’est OK même si tu détruis ta machine en même temps. On est presque rendu là.»

Mais il juge «ridicule» l’idée d’une centrale pleinement opérationnelle d’ici 15 ans, idée qu’il décrit plutôt comme un coup de pub. Même son de cloche du côté de Marcel Lacroix, prof de génie nucléaire à l’Université de Sherbrooke et nouvellement commissaire à la Commission de sûreté nucléaire du Canada : «Je ne verrai pas ça de mon vivant.»

Car même en présumant que les chercheurs du MIT mettent au point leurs aimants comme ils l’entendent, il restera ensuite une foule d’obstacles techniques majeurs à régler. En entrevue, tant M. Lacroix que M. Knystautas ont cité l’exemple du «bombardement neutronique». Toutes les réactions nucléaires engendrent un flux de particules nommées neutrons. Quand ceux-ci percutent des molécules, ils peuvent déloger des atomes ce qui, à la longue, affaiblit les matériaux dont sont faits les réacteurs nucléaires. Dans une centrale conventionnelle (à fission), cela implique qu’il faille refaire le cœur du réacteur au bout de 20 à 30 ans, environ. Mais dans le cas de la fusion nucléaire, «le bombardement neutronique est beaucoup, beaucoup plus intense», ce qui va poser de gros problèmes, indique M. Lacroix.

Et ce n’est qu’un pépin parmi tant d’autres qu’il faudra régler avant de brancher une centrale à fusion sur les réseaux de transport d’électricité, dit-il.

Verdict

Coup de pub. Comme le disent les experts que nous avons interviewés, il faut se réjouir des progrès qui seront réalisés par le MIT, car tout indique qu’il y en aura — les chercheurs en question sont des gens très sérieux. Mais il est extrêmement prématuré de parler d’une production commerciale d’électricité à partir de la fusion nucléaire sur un horizon de 15 ans.