Energie : dans la course vers la fusion, des start ups défient la force brute d’ITER

La maîtrise de la fusion nucléaire contrôlée fait fantasmer bien des décideurs, et pour cause : celui qui arriverait à mettre au point un mécanisme de fusion nucléaire contrôlée pérenne trouverait le moyen de produire des quantités d'électricité quasi infinies avec un recours aux ressources de la planète quasi infinitésimal.

La fusion nucléaire, un potentiel énergétique incomparable

Rappelons que la fusion thermonucléaire est un mécanisme qui permet à deux atomes de se combiner en un atome plus lourd, et que ce processus libère une énergie considérable. Il convient d'ailleurs de bien faire la distinction entre la FUSION nucléaire, mécanisme semblable à celui qui prend place au milieu du soleil, et la FISSION nucléaire, mécanisme de transformation atomique qui est utilisé dans les centrales nucléaires actuelles.

Accessoirement, il convient de préciser que le terme de "fusion" tel qu'utilisé pour la centrale de Fukushima se rapporte à un simple mécanisme de "liquéfaction par échauffement" tout ce qu'il y a de plus classique et non une fusion au niveau des noyaux atomiques. D'ailleurs, en anglais, les deux termes sont distincts (Fusion / Meltdown)

Alors que la fission peut être générée par initiation de réactions en chaîne dans des matériaux radioactifs, moyennant un apport d'énergie initial relativement raisonnable, la fusion thermonucléaire n'a pas pu être mise en oeuvre dans des usages civils jusqu'ici, simplement parce qu'on ne sait pas apporter suffisamment d'énergie à deux atomes pour les faire fusionner de façon contrôlée. Mais si l'on y parvenait, l'énergie produite par la fusion serait tellement élevée qu'il suffirait d'en prélever une petite partie pour permettre de perpétuer la réaction en chaine.

Ajoutons que la fusion ne requiert pas de matériaux radioactifs et ne produit quasiment aucun déchet de la sorte, et à durée de vie courte dans le pire des cas. Le matériau envisagé comme meilleur combustible est l'hydrogène, sous diverses formes isotopiques (hélium, deutérium, etc...), simplement parce qu'il est le plus léger.

Boum !

La seule application dans le monde réel de la fusion, aujourd'hui, est, hélas, la fabrication de bombes dites thermonucléaires. Pour initier la fusion, on utilise l'énergie produite par la fission d'une bombe atomique placée à l'intérieur d'un réservoir de lithium. Certaines bombes H utilisent même trois étapes : une bombe atomique pour faire exploser une "petite bombe H" qui elle-même amène assez d'énergie pour faire exploser une très grosse bombe H.

La bombe H la plus puissante ayant explosé au cours d'essais, de conception soviétique, était ainsi 4000 fois plus puissante que celle d'Hiroshima. Et encore : il s'agissait d'une bombe à deux étages qui était conçue pour servir d'allumette à une bombe à trois étages qui aurait été encore plus dévastatrice, que les soviétiques n'ont pas osé tester grandeur nature, de peur que la puissance générée par un test, même en grande profondeur, ne produise des effets sismiques incontrôlables.

Tout cela pour dire que le potentiel énergétique de la fusion est incommensurablement plus puissant que celui de la fission, qui assure pourtant aujourd'hui une part non négligeable de la production électrique mondiale. Et la quantité de deuterium que l'on pourrait tirer des océans permettrait de produire de l'électricité en quantité plus que suffisante pour plusieurs centaines de millénaires. Fini les politiques de restrictions énergétique et les discours moralisateurs pro-décroissance !

Reste à être capable d'initier une fusion contrôlée (pas question de faire exploser l'hydrogène ici !) et à l'entretenir au sein d'un mouvement capable de produire de l'électricité.

Une telle perspective fait évidemment saliver, sauf peut-être quelques grands prêtres de la décroissance. Comment la concrétiser ?

"Start Ups" contre "State Up"...

Ici s'opposent deux conceptions assez radicalement différentes du progrès, de la recherche et du développement.

En France, le développement du nucléaire civil est totalement contrôlé par l'état, même si les géants étatiques du secteur ont permis de générer à leur périphérie un réseau de sous-traitants de très haute qualité technologique. Ce secteur économique est totalement sous la coupe du décideur public, on pourrait dire un secteur dominé par le "State Up". Aussi, lorsqu'il s'est agi de concevoir un projet de développement de technologies de fusion contrôlée, l'état Français, sûr de sa force et de son bon droit, a décidé de prendre les choses en mains, et a lancé un projet baptisé plus tard ITER.

ITER aura les meilleurs chercheurs, les meilleurs ingénieurs, les meilleures conditions de travail, et, grâce à cette concentration de talents orchestrée de main de maître par un état clairvoyant et stratège, permettra peut-être d'aboutir à une production d'énergie en... Euh, on ne sait pas trop, en fait.

Les mauvaises langues, y compris scientifiques, font remarquer qu'ITER, projet d'ingénieurs chercheurs sous parapluie public, ne répond pas aux canons habituels de l'investissement raisonnable. Le coût de R&D de ce premier prototype est estimé à 20 milliards d'Euros (avant dépassements, inévitables sur ce type de projets) et ne devrait rien produire de tangible avant... 2030. La France a donc, par on ne sait quelle force de persuasion, convaincu d'autres pays de financer ITER, tout en gardant la maîtrise du projet, implanté à Cadarache, dans les alpes du sud. Nombreux sont ceux qui dénoncent un projet pharaonique lancé sans le moindre souci de rentabilité par un état trop sûr de lui.

Cette approche gigantisme est contestée par des challengers moins lourds.

La charge de la brigade légère

Parmi les pays qui n'ont pas rejoint la coalition internationale derrière ITER, on trouve le Canada. Et au Canada croit une Start Up qui croit pouvoir être la première à réaliser d'ici quelques années ce qui serait "la" percée technologique du XXIème siècle, à n'en pas douter.

General Fusion, c'est son nom, vient de lever 20 millions de dollars de plusieurs fonds d'investissement privés, dont celui de Jeff Bezos, le fondateur d'Amazon, qui croit dur comme fer au projet.

Plus au sud, aux USA, d'autres start Up du même type espèrent remporter la palme. Certes, aux USA, il existe une structure de recherche mixte publique-privée (sous un statut d'économie mixte un peu "tordu") importante dédié à toutes les applications de l'atome, basée à Los Alamos (Sandia Labs).

Mais cette structure, dont on peut supposer qu'elle opère comme en France une distorsion très forte contre les nouveaux entrants, n'empêche pas d'autres opérateurs 100% privés et plus modestes d'entrer dans la course à la fusion. La R&D opérationnelle est donc aussi le fait de petites entreprises dont les noms seront peut être connus un jour, telles que Helion Energy, qui espère elle aussi pouvoir lever 20 millions, ou encore Tri Alpha, une "spin off" de l'université d'Irvine, Californie, qui travaille dans le plus grand secret mais vient de lever 40 millions d'un autre fond d'investissement.

Ces start ups (et il y en a peut-être d'autres) savent qu'elles n'ont pas les moyens d'ITER, qu'elles ne peuvent pas se contenter de créer des méga-accumulateurs d'énergie par une démarche fleurant bon le gigantisme mégalomaniaque. Alors au lieu de chercher à explorer des voies classiques dont on sait qu'elles sont très énergivores, et de ne compter que sur une masse de cerveaux pour faire tomber une à une les barrières que la nature a dressés entre l'homme et l'énergie éternelle, ces petites sociétés sont obligées de rechercher "l'astuce gagnante" qui leur permettra de miniaturiser et par là même de rentabiliser leur création.

On peut donc observer qu'elles proposent des voies exploratoires variées, certes encore semées d'embûches, mais qu'elles pourront modifier au fur et à mesure qu'elles amélioreront leur savoir, alors que les chercheurs d'ITER feront face à plus de difficultés s'ils doivent expliquer aux financiers publics internationaux que, finalement, le tokamak (procédé technique retenu) n'était peut-être pas la meilleure voie de recherche, et qu'il faudrait développer d'autres prototypes... Les investisseurs de General Fusion sont formels, et en substance, leur discours peut se résumer ainsi : "nous estimons être capables d'arriver à des résultats opérationnels bien plus vite et avec bien moins d'argent qu'ITER, même si la pente est raide".

Vers un big bang énergétique ?

Naturellement, il est impossible de dire si une de ces start ups gagnera le gros lot, ou si des technologies différentes rendront le recours à la fusion contrôlée inutile. Mais si elles échouent, elles n'auront sacrifié que quelques centaines de millions d'investissements privés volontaires, et non contribué à accroître l'endettement public pesant sur des contribuables n'ayant pas leur mot à dire sur ce type de décision.

Le plus probable est toutefois que ces R&D privées débouchent sur des découvertes opérationnellement exploitables bien avant ITER. Dans ce cas, le centre de Cadarache servira de centre de formation subventionné de chercheurs de talent qui iront rejoindre ces start ups quand elles passeront dans la seconde phase de leur histoire, celle du passage de l'état de prototype à celui de producteur d'énergie. Contribuables, à vos mouchoirs.

Le secteur de l'énergie est aujourd'hui dans une phase de bouillonnement créatif -et pas uniquement dans le domaine de l'atome- qui devrait alimenter les rubriques R&D des magazines spécialisés de façon de plus en plus fréquente dans les 5 années à venir, et déboucher sur des applications concrètes révolutionnaires d'ici une dizaine d'années. Et si les espoirs dans la fusion se concrétisent, ce sera bien plus qu'une révolution, mais, sans jeu de mots, un "big bang".

Et sans grand risque, je peux parier que ce n'est pas le monstre ITER, lourd et peu imaginatif, qui triomphera de la cavalerie légère des Starts Ups lancées à la poursuite du graal.