La fusion nucléaire, l'énergie de l'avenir ?

Une autre utilisation prometteuse de l'hydrogène, dont je vous parlais dans l'article précédent, est la fusion nucléaire.

Le principe ici est le contraire de celui des centrales nucléaires actuelles, les centrales à fission. En effet, dans celles ci, on utilise de très gros atomes, comportant une centaine de nucléons, et on les détruit pour fabriquer des atomes plus petits, autour de cinquante nucléons. L'énergie de liaison est plus faible pour les atomes moyens que pour les petits ou les gros et le surplus d'énergie est transformé en électricité. Pour la fusion, on lie des petits atomes pour en donner de plus gros, et l'énergie de liaison est libérée car on s'approche des atomes moyens. C'est une réaction très commune dans l'univers, celle qui se déroule dans les étoiles, et donc dans le soleil, mais qui n'existe pas sur terre, sauf dans certaines bombes atomiques. En plus de l'avantage énergétique, cette méthode ne fabrique que de l'hélium, alors que la fission peut produire un éventail assez large de particules qui peuvent ou non être radioactives.

La réaction qui aura lieu sera la fusion entre un atome de Deutérium et un atome de Tritium, qui produira un atome d'Hélium et un neutron. Cette réaction peut produire énormément d'énergie, plus par exemple que la fission, mais nécessite un apport d'énergie très important. En effet, elle ne se produit qu'a des températures très élevées, et lorsque les atomes sont très proches. On utilise généralement un champ magnétique pour rapprocher les atomes, ce qui demande de l'énergie, et on les chauffe. Une fois amorcé, le réacteur pourrait produire assez d'énergie pour s'auto entretenir, et dégager des surplus très importants.

Actuellement, la technologie n'est pas assez au point pour produire suffisamment d'énergie avec cette méthode. Les réacteurs expérimentaux, dont ITER, celui qui s'installe en France, peuvent créer des réactions de fusion, mais soit trop courtes soit pas assez énergétiques. La recherche avance mais cette technologie ne verra pas le jour avant une bonne trentaine d'années, car chaque nouveau prototype nécessite de lourds investissements.

En ce qui concerne son fonctionnement courant, la fusion pourra utiliser le deutérium qui est un produit naturel, qui se renouvelle et qui est assez courant, et le tritium pourrait être fabriqué à partir du Neutron émit par la centrale. L'énergie nécessaire au lancement d'un réacteur peut être obtenue à partir de l'électricité, on à donc besoin que d'un seul élément, qui peut être fabriqué à partir de l'eau. On a donc une fonctionnement propre, qui n'émet pas de CO2, sans possibilité d'emballement, contrairement à la fission, et sans déchets nucléaires, si on exclut quelques déchets de courte durée de vie (issus de l'attaque par les neutrons de l'intérieur des réacteurs). L'avantage de cette méthode et qu'elle peut être utilisée massivement, et que les pays qui maîtrisent la fusion dans les réacteurs ne maîtriserons tout de même pas la technologie nécessaire pour fabriquer des bombes à Hydrogène, qui nécessitent de maîtriser également la fission.

Le problème de cette méthode est qu'elle est coûteuse, lourde et qu'elle nécessite une maintenance importante, l'intérieur du réacteur étant soumis à des températures et des rayonnements non négligeables.

Il y a encore quelques années, les politiques et industriels pensaient que l'hydrogène et la fusion seraient les deux filières majeures dans l'avenir, remplaçant le pétrole et le nucléaire. Leur arrivée devait correspondre au début de la pénurie de pétrole, et tout semblait s'articuler correctement. Mais ils avaient tous sous estimé le dérèglement climatique, et il s'avère aujourd'hui que ces technologies sont moins prometteuses que ce que l'on pensait et arriverons plus lentement que prévu. Si on attend leur arrivée pour cesser d'émettre du CO2, le réchauffement climatique sera catastrophique. La recherche dans ces domaines doit continuer, mais l'effort doit être avant tout placé dans les économies d'énergies et les énergies renouvelables, le nucléaire devant faire l'appoint car c'est la méthode qui risque le moins de détruire l'écosystème actuellement.

image : l'intérieur d'un tokamak, les réacteurs à fusion les plus communs.
Source : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Tcv_int.jpg
Auteur : Rama
Licence : CC