Le soleil en boîte

À Greifswald, ville universitaire du nord de l’Allemagne, des équipes de recherche essaient d’amener le soleil sur Terre. C’est là que se trouve le réacteur à fusion nucléaire Wendelstein 7-X de l’Institut Max Planck de physique des plasmas (IPP). À l’intérieur, un plasma composé de particules chargées électriquement et dont la température peut atteindre 40 millions de degrés est maintenu sous contrôle par d’énormes bobines magnétiques de forme spéciale. À l’instar du Soleil, les futurs réacteurs à fusion permettront la fusion de noyaux atomiques légers. La plupart des concepts développés sur Terre reposent pour cela sur le deutérium et le tritium, deux isotopes de l’hydrogène. La réaction de fusion elle-même ne dégage par de CO2.

Comment les centrales à fusion nucléaire fonctionnent-elles ?

Wendelstein 7-X est ce que l’on appelle un stellarator. C’est ainsi que l’on appelle les réacteurs à fusion dans lesquels les aimants sont conçus et disposés de manière à ce que le plasma se déplace en hélice. Cela a pour but d’assurer une meilleure stabilité à l’intérieur. En effet, le gaz extrêmement chaud ne doit en aucun cas entrer en contact avec l’enceinte du réacteur. Le réacteur de Greifswald est considéré comme la plus grande installation de ce type au monde.

Les réacteurs tokamak y parviennent grâce à des aimants de forme beaucoup plus simple et à un flux de particules plus important dans le plasma. Ce concept a longtemps été considéré comme le favori, car il est nettement plus simple à construire. Ici aussi, l’Allemagne est à la pointe à l’échelle mondiale. L’installation Tokamak ASDEX Upgrade, située à Garching près de Munich, prépare notamment la mise en service du projet de recherche international ITER, actuellement en cours de construction dans le sud de la France par sept partenaires. ASDEX Upgrade a également été développé par l’Institut Max Planck de physique des plasmas.

Quand vont arriver les première centrales à fusion nucléaire ?

Les expertes et experts prévoient que les premières installations de démonstration verront le jour dans les années 2030. C’est également l’horizon temporel que s’est fixé la start-up munichoise Proxima Fusion, une entreprise créée par l’IPP. Elle souhaite terminer son réaction de recherche « Alpha » d’ici le début des années 2030. Proxima Fusion mise sur la technologie du stellarator et, avec une valorisation de 2,4 milliards d’euros, est actuellement l’entreprise européenne spécialisée dans la fusion nucléaire la mieux financée. La start-up Marvel Fusion, également basée à Munich, se consacre au développement de l’énergie de fusion par laser. Des lasers à haute intensité et à impulsions courtes fusionnent des isotopes d’hydrogène avec du bore, ce qui produit des températures d’environ 140 millions de degrés pendant une courte période.

Le gouvernement fédéral investit massivement dans la recherche dans le domaine de la fusion. Le « Plan d’action Fusion » du ministère allemand de la Recherche prévoit des subventions d’un total de 2,4 milliards d’euros d’ici 2029. L’objectif déclaré : la première centrale à fusion commerciale au monde doit voir le jour en Allemagne. Dans un premier temps, le BMFTR soutient trois pôles de recherche à Karlsruhe, Biblis et Garching, consacrés à la fusion magnétique, à la fusion laser et au développement des matériaux. Une aide fédérale de 1,2 milliard d'euros est à l’étude pour le réacteur « Alpha » de Proxima Fusion.

Quelles opportunités offre la fusion nucléaire ?

Si la fusion nucléaire s’avère viable sur le plan technique et économique, elle pourrait fournir de grandes quantités d’énergie à faible émission de CO2, indépendamment des conditions météorologiques ou de la saison. Le deutérium, un combustible potentiel pour la fusion, est présent en abondance. Le tritium, en revanche, est une ressource rare et devrait probablement être produit à partir de lithium dans les futures centrales. La fusion nucléaire pourrait alors compléter utilement l’énergie éolienne et solaire.