La fusion nucléaire peut-elle sauver la Terre ou n'est-ce qu'un gouffre financier ?

C'est un moment particulier lorsque les portes de l'un des plus grands laboratoires de combustible pour fusion par laser au monde s'ouvrent : les scientifiques enfilent des combinaisons de protection intégrales bleues, les mécaniciens bricolent des fraiseuses de haute précision et les techniciens de laboratoire observent au microscope de fortes puissances des pastilles de combustible qui ne mesurent que quatre millimètres.

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Nous sommes à Darmstadt, ville industrielle de l'ouest du Land allemand de Hesse. Ici, au siège de la start-up Focused Energy, une équipe internationale de spécialistes très motivés veut développer la fusion par laser jusqu'à la rendre prête pour une application industrielle. L'objectif de l'entreprise est de faire fonctionner sa première centrale de fusion par laser commerciale d'ici 15 ans au plus tôt.

La fusion nucléaire est-elle vraiment la réponse à la sécurité énergétique ?

"En tant qu'humanité, nous avons besoin d'une énergie sans carbone. Les seules énergies renouvelables ne suffiront pas. La demande d'énergie de l'humanité est bien trop importante", estime Ulrich Sigel, vice-président de Focused Energy. "Si nous voulons décarboner, nous avons besoin d'énergie de fusion dans tous les secteurs : transport, aviation, navigation, industrie, chauffage — un immense marché de production d'énergie neutre en CO₂ est en train d'émerger."

Le professeur Sven Linow, du conseil scientifique pour le climat du gouvernement du Land de Hesse, se montre toutefois sceptique. "À titre personnel, je pense que nous ne devrions pas nous engager dans cette voie", répond-il lorsqu'Euronews Earth lui demande s'il faut continuer à investir des sommes importantes dans le développement de l'énergie de fusion.

Rencontre avec Sven Linow dans la tour futuriste de l'université des sciences appliquées de Darmstadt : "Personne n'a encore démontré que cela fonctionne".Rencontre avec Sven Linow dans la tour futuriste de l'université des sciences appliquées de Darmstadt : "Personne n'a encore démontré que cela fonctionne".

Lorsque nous retrouvons Linow pour un entretien, à l'ombre de la tour futuriste de l'université des sciences appliquées de Darmstadt, la chaleur est étouffante. "Personne n'a encore démontré que cela fonctionne vraiment", affirme Linow.

Aux États-Unis, des expériences ont montré que, sous le feu croisé de nombreux lasers de forte puissance, des noyaux atomiques légers peuvent effectivement fusionner, libérant ainsi de l'énergie. Cependant, pour fournir aux consommateurs un approvisionnement électrique stable, ces expériences extrêmement complexes devraient être mises à l'échelle.

Pour une centrale commerciale, une telle fusion induite par laser devrait se produire 10 fois par seconde — 24 heures sur 24. Même les collaborateurs les plus optimistes de Focused Energy reconnaissent qu'ils en sont encore très loin.

Les problèmes d'approvisionnement en combustible ne découragent pas les investisseurs

Linow met toutefois en avant un autre argument principal contre l'énergie de fusion : l'approvisionnement en combustible. "Le problème, c'est le tritium", explique le professeur. "On estime qu'il en existe 50 kilogrammes dans le monde. Dans 12,3 ans, il n'en restera que la moitié ; il se désintègre avec une demi-vie de 12,3 ans. Pour démarrer une centrale de fusion, il faut quelques kilogrammes, et ils sont ensuite consommés. Il faudrait régénérer le tritium à l'intérieur même de la centrale. Personne ne s'y est jamais essayé. Il n'existe aucun démonstrateur, aucune expérience de laboratoire dans laquelle cela a été testé avec succès. Il n'y a que des idées", dit-il.

Interrogé par Euronews Earth au siège de Focused Energy, Ulrich Sigel reconnaît qu'il subsiste encore des "questions non résolues" concernant la récupération du tritium, mais il y voit davantage un défi d'ingénierie qu'un problème fondamental de physique. Pour les laboratoires de recherche qui tentent de s'attaquer aux problèmes du cycle du combustible, "c'est une tâche d'ingénierie passionnante, et c'est un domaine dans lequel nous sommes bons en Allemagne", affirme Sigel. "Je suis optimiste quant à notre capacité à la résoudre."

"Je suis optimiste : nous surmonterons tous les défis qui restent", confie le vice-président de Focused Energy Ulrich Sigel (à droite) à Euronews Earth (à gauche)."Je suis optimiste : nous surmonterons tous les défis qui restent", confie le vice-président de Focused Energy Ulrich Sigel (à droite) à Euronews Earth (à gauche).

Cet optimisme est partagé par certains responsables politiques. Le chancelier allemand Friedrich Merz (CDU) soutient le projet et a annoncé l'objectif de l'Allemagne de mettre en service "la première centrale de fusion au monde", tout comme le gouvernement du Land de Hesse. Comme l'a déclaré le ministre-président de Hesse, Boris Rhein (CDU) : "La fusion nucléaire pourrait changer la donne en matière d'approvisionnement énergétique."

Les investisseurs internationaux semblent eux aussi enthousiastes : au printemps, une première levée de fonds a permis de recueillir 240 millions de dollars (207 millions d'euros) — la plus importante série A jamais réalisée dans le secteur mondial de la fusion. Le groupe énergétique allemand RWE a augmenté son investissement de 60 millions d'euros.

Alors pourquoi le professeur Linow et le conseil scientifique pour le climat du gouvernement du Land de Hesse prennent-ils position contre l'énergie de fusion ?

La fusion nucléaire détourne-t-elle des financements de solutions plus réalistes ?

Ils se demandent en partie si l'argent et l'attention politique consacrés à la fusion ne seraient pas mieux utilisés pour des technologies capables de réduire les émissions dès aujourd'hui.

"L'approvisionnement énergétique de la région doit être climatiquement neutre d'ici 2045. Les premières grandes centrales de fusion seront-elles raccordées au réseau d'ici là ? La réponse est : non, cela n'arrivera pas", explique Linow. Son message est clair : en priorité, les sources d'énergie renouvelable doivent être développées rapidement, les réseaux électriques modernisés et des capacités suffisantes de stockage d'électricité créées.

Ulrich Sigel, de Focused Energy, souligne qu'ils ne veulent pas concurrencer les sources d'énergie renouvelables. Dans son scénario, l'énergie de fusion viendrait compléter les renouvelables en fournissant de l'électricité bas carbone lorsque le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas.

L'entreprise avance à grands pas. "Nous voulons que le démonstrateur soit opérationnel dans cinq ans", confie Sigel à Euronews Earth. "La première centrale pilote devrait fonctionner dans 10 ans, et la première centrale commerciale dans 15 ans."

"La première centrale pilote devrait être opérationnelle dans 10 ans, et la première centrale commerciale dans 15 ans", déclare le vice-président de Focused Energy Ulrich Sigel."La première centrale pilote devrait être opérationnelle dans 10 ans, et la première centrale commerciale dans 15 ans", déclare le vice-président de Focused Energy Ulrich Sigel.

Nucléaire et fusion nucléaire : quelle différence ?

Les centrales de fusion doivent remplacer les centrales au charbon et au pétrole, nocives pour le climat, et constituer une alternative aux centrales nucléaires à fission.

La fission nucléaire consiste à scinder des atomes lourds pour libérer de l'énergie et elle est utilisée aujourd'hui, tandis que la fusion nucléaire consiste à assembler des atomes légers pour libérer encore plus d'énergie, mais elle reste expérimentale.

Comparées aux centrales nucléaires, "les centrales de fusion n'ont en réalité que des avantages", assure Sigel. "Nous n'avons pas besoin d'uranium enrichi, qui pourrait devoir venir de Russie ou d'ailleurs. Nous ne produisons pas de déchets radioactifs à longue durée de vie qu'il faudrait ensuite gérer pendant l'éternité dans un dépôt géologique."

Ulrich Sigel : "Nos installations sont beaucoup plus sûres. Il n'y a pas de réactions en chaîne, pas de réactions incontrôlables. Nous pouvons appuyer sur un bouton pour éteindre le laser, et la centrale s'arrête", affirme-t-il.

Par rapport aux centrales à fission nucléaire, "nos installations de fusion par laser sont beaucoup plus sûres. Il n'y a pas de réactions en chaîne", affirme le vice-président de Focused Energy, Ulrich Sigel.Par rapport aux centrales à fission nucléaire, "nos installations de fusion par laser sont beaucoup plus sûres. Il n'y a pas de réactions en chaîne", affirme le vice-président de Focused Energy, Ulrich Sigel.

Le professeur Sven Linow rétorque que, dans les centrales de fusion, le compartiment interne du réacteur doit être remplacé "en gros tous les deux ans". Car même la fusion nucléaire n'est pas totalement dépourvue de radioactivité. "Les cuves du réacteur doivent être régulièrement retirées et laissées à décroître", explique-t-il.

Dans certains cas, "on ne peut plus les manipuler avant que plusieurs centaines d'années se soient écoulées — voire peut-être 1 000 ans. Au final, on stockera sur le site 200, 400 ou 500 de ces cuves de réacteur — qui sont relativement grandes — et il faudra d'abord les sécuriser."

Car même la fusion nucléaire n'est pas totalement dépourvue de radioactivité. "Les cuves du réacteur doivent être régulièrement retirées et laissées à décroître", explique Sven Linow.Car même la fusion nucléaire n'est pas totalement dépourvue de radioactivité. "Les cuves du réacteur doivent être régulièrement retirées et laissées à décroître", explique Sven Linow.

Sigel, de Focused Energy, reconnaît qu'il y a une "activation radioactive, par exemple, de la paroi du réacteur". Toutefois, affirme-t-il, "nous pouvons réduire cette activation à 60 à 80 ans en utilisant des aciers spéciaux à faible activation... L'acier sera simplement stocké sur le site de la centrale pendant cette durée, puis, une fois la période de décroissance terminée, il pourra être réintroduit dans le cycle et recyclé normalement". "Nous parlons ici de doses gérables et de délais tout à fait maîtrisables", ajoute-t-il.

La fusion nucléaire est-elle un bon investissement ?

Les énergies renouvelables sont aujourd'hui relativement peu coûteuses en termes d'investissements. L'énergie de fusion, en revanche, nécessite des investissements très élevés. L'effort en vaut-il la peine ? Oui, répond Sigel ; non, répond Linow.

"Pour les énergies renouvelables, il ne faut pas seulement calculer les coûts de production, mais aussi les coûts du système", explique Sigel. "Autrement dit : combien coûte le transport de l'énergie de A à B ? Nous avons besoin de réseaux de transport. Ensuite, bien sûr, nous n'avons pas toujours du vent et du soleil, il faut donc prévoir des centrales de secours et des batteries de stockage. C'est pourquoi l'énergie de fusion sera absolument compétitive par rapport aux énergies renouvelables", affirme-t-il, même si les centrales de fusion auront elles aussi leurs propres coûts de système.

Le professeur Linow défend le point de vue inverse : "Il est prévisible que l'électricité issue de la fusion soit de loin la forme d'énergie la plus coûteuse, nettement plus chère encore que l'énergie nucléaire issue de la fission. Au moins 20 centimes par kilowattheure, peut-être même deux ou trois fois plus."

"L'électricité issue de la fusion sera de loin la forme d'énergie la plus coûteuse, nettement plus chère encore que l'énergie nucléaire issue de la fission", estime le professeur Sven Linow."L'électricité issue de la fusion sera de loin la forme d'énergie la plus coûteuse, nettement plus chère encore que l'énergie nucléaire issue de la fission", estime le professeur Sven Linow.

Sigel rétorque : "Nous utilisons de l'eau comme combustible et nous produisons le tritium dans le réacteur lui-même. Pour nous, le principal facteur de coût, ce sont les dépenses d'investissement. Mais la centrale pourra fonctionner pendant très longtemps, ce qui se traduira par de faibles coûts de production d'électricité au sein même de la centrale."

Linow tire un tout autre enseignement lorsqu'il regarde le tableau d'ensemble : "Je n'ai pas un bon pressentiment. On estime que 35 à 40 milliards d'euros seront investis dans ITER (un démonstrateur de fusion magnétique). Puis il faudra construire DEMO, qui coûtera au moins autant. À cela s'ajoutent quelque 50 start-up spécialisées dans la fusion, qui travaillent toutes en même temps à la préparation de centrales de fusion."

"Actuellement, de nombreux milliards sont injectés dans ce domaine, et c'est de l'argent qui manque ailleurs. Nous devons fixer des priorités et dire : commençons par construire ce qui est nécessaire pour empêcher le climat de devenir totalement incontrôlable. Nous devons faire en sorte que la société reste à peu près stable sur cette planète. Une fois que nous y serons parvenus et que nous disposerons encore de moyens financiers, alors nous pourrons aller de l'avant avec la fusion."