Le Royaume-Uni ouvre la voie à une « énergie quasi illimitée pour les générations à venir » grâce à l’énergie de fusion, ont déclaré les responsables du secteur de l’énergie. Les experts espèrent que l’énergie de fusion sera prête pour le réseau au début des années 2030. Cette énergie n’émet pas de gaz à effet de serre, ce qui permet aux scientifiques d’espérer qu’elle devienne un jour un élément sûr et durable de l’approvisionnement en électricité dans le monde.
Le professeur Sir Ian Chapman, directeur général de l’Autorité britannique de l’énergie atomique (UKAEA), a déclaré : « La fusion pourrait transformer la sécurité énergétique et joue un rôle important dans la lutte mondiale contre le changement climatique.
« Les avantages liés à la recréation de ce que beaucoup considèrent comme la source d’énergie ultime ici sur terre sont énormes, avec le potentiel d’une énergie à faible teneur en carbone et pratiquement illimitée pour les générations à venir.
« Le monde a déjà été confronté à de grands défis et les a relevés. Je ne serais pas ici si je ne pensais pas que nous pouvions faire la même chose avec la fusion ».
En décembre, des scientifiques américains ont déclaré avoir produit pour la première fois plus d’énergie à partir d’une expérience de fusion que ce qui avait été initialement prévu pour la faire fonctionner.
La Grande-Bretagne a fait un grand pas vers l’énergie de fusion nucléaire en battant le record de quantité d’énergie produite en février 2022.
Warrick Matthews, directeur général et directeur commercial de la société britannique Tokamak Energy, a déclaré que la Grande-Bretagne jouait un rôle de premier plan dans le développement de cette énergie.
Le mois dernier, l’entreprise a annoncé qu’elle avait créé un ensemble d’aimants dont la force est presque un million de fois supérieure à celle du champ magnétique terrestre.
Ces « super » aimants pourraient constituer la percée nécessaire pour confiner et contrôler le plasma extrêmement chaud créé au cours du processus de fusion.
M. Matthews a déclaré : « D’autres pays attendent du Royaume-Uni qu’il leur montre la voie, y compris les États-Unis.
« Il semble que le moment soit venu pour les autres pays de commencer à se pencher sur leurs engagements en matière d’émissions nettes zéro pour 2035 et 2050 et de se demander comment y parvenir. La fusion s’inscrit dans cette perspective. C’est pourquoi nous commençons à nous y intéresser de plus en plus. »
Le patron de l’entreprise d’énergie a expliqué comment il voyait la fusion « jouer un rôle » pour aider le Royaume-Uni à atteindre son objectif d’être net zéro d’ici 2050.
M. Matthews prévoit une demande de 3 500 réacteurs dans le monde d’ici 2050, soit un marché d’une valeur d’environ 7 500 milliards de livres sterling.
Il a ajouté : « Nous dirons toujours que la fusion joue ce rôle en combinaison avec les énergies renouvelables, car elle peut faire ce que les énergies renouvelables ne peuvent pas faire en fournissant de l’énergie répartissable là où vous en avez besoin.
« La fusion est un énorme marché d’avenir, qui ne répond pas seulement à un programme de réduction des émissions de gaz à effet de serre, mais qui est aussi une industrie d’avenir.
Le gouvernement a annoncé en octobre que le site de la centrale électrique de West Burton, dans le Nottinghamshire, accueillerait le prototype de centrale à énergie de fusion du Royaume-Uni, qui devrait être construit d’ici 2040.
Le programme créera des milliers d’emplois hautement qualifiés pendant la construction et l’exploitation,
M. Matthews a déclaré : « Nous sommes dans le domaine des technologies spéciales où il n’est pas nécessaire de pêcher dans un immense vivier pour trouver des talents. Ce ne sont pas des centaines de personnes qui sont des spécialistes de l’aimant.
« [We need to consider] la manière dont nous développons les programmes universitaires et la réserve de talents dans laquelle nous voulons désespérément jouer un rôle. Nous devons être prêts pour les cinq prochaines années et les dix prochaines années, à mesure que l’ensemble de l’industrie progresse.
Le patron de Tokamak, qui a travaillé chez Rolls Royce pendant 24 ans avant de quitter l’entreprise le mois dernier, a averti que le Royaume-Uni a été historiquement perdant en raison de la tendance à l’externalisation vers les pays à faible coût.
Il a déclaré : « Nous avons assisté à l’épuisement d’une grande partie de notre industrie manufacturière. Je pense qu’une opportunité se présente avec la fusion et dans toute nouvelle industrie, où l’on peut intervenir et dire que nous allons jouer un rôle de leader dès le début et le faire dans des domaines où nous ne sommes pas en concurrence sur l’arbitrage de la main-d’œuvre mais sur les compétences ».
« Le financement est toujours l’élément qui accélère la fusion. C’est là que je pense que le monde devrait pomper, investir et financer et que le gouvernement devrait le faire. Il y aura donc toujours une pression sur la façon dont tous les gouvernements, y compris le Royaume-Uni, avancent dans cette aide par le biais du financement. »
Le professeur John Loughhead, ancien directeur scientifique du ministère des affaires, de l’énergie et de la stratégie industrielle, a déclaré : « Nous n’avons pas encore démontré la production d’énergie : « Nous n’avons toujours pas démontré la production d’énergie à partir de la fusion nucléaire, même dans les laboratoires de recherche, après presque 70 ans de recherche.
« Le programme international ITER ne prévoit pas d’y parvenir avant 2035 et, à partir de là, la route sera longue jusqu’à une centrale électrique à fusion pratique, car les défis scientifiques restants, principalement en matière de matériaux, sont considérables et des solutions doivent encore être trouvées.
« Il est donc très peu probable que la fusion nucléaire soit disponible commercialement avant 2050 et elle ne nous aidera pas à atteindre nos objectifs climatiques. Il s’agit d’une entreprise scientifique passionnante, qui nécessite une ingénierie complexe, mais qui est loin d’être une activité de développement industriel.
« Devons-nous soutenir la recherche scientifique ? Certainement, mais il faut comprendre qu’il s’agit d’une recherche sans résultat certain. »
Comment fonctionne la fusion nucléaire
La fusion nucléaire a été décrite comme le « Saint-Graal » de la production d’énergie.
Ce processus alimente également le soleil et d’autres étoiles.
Il fonctionne en prenant des paires d’atomes légers et en les forçant à s’assembler – la fusion – ce qui libère des quantités massives d’énergie.
La fusion est le contraire de la fission nucléaire, qui consiste à séparer des atomes lourds, créant ainsi de l’énergie qui est exploitée dans les centrales nucléaires du monde entier. Le processus du Saint Graal ne produit aucune émission de gaz à effet de serre et ne contribue donc pas au changement climatique.
La difficulté d’exploiter tout le potentiel de la fusion réside dans le fait qu’il faut des températures et des pressions très élevées pour forcer et maintenir des éléments ensemble.
Des scientifiques américains ont déclaré en décembre dernier qu’ils avaient, pour la première fois, produit plus d’énergie à partir d’une expérience de fusion que ce qui avait été initialement mis en œuvre pour la faire fonctionner. La Grande-Bretagne a fait un grand pas vers l’énergie de fusion nucléaire en battant le record de la quantité d’énergie produite en février 2022.
Les scientifiques ont produit un total de 59 mégajoules d’énergie au cours d’une expérience de cinq secondes, ce qui est suffisant pour alimenter environ 10 000 foyers.
L’expérience a consommé beaucoup plus d’énergie qu’elle n’en a produit, mais elle constitue un progrès vers des réacteurs de fusion nucléaire durables.
COMMENTAIRE DU Dr NICK WALKDEN
La fusion est plus proche que jamais et le Royaume-Uni est à l’avant-garde pour fournir une énergie illimitée, sûre, à faible teneur en carbone et sans déchets de longue durée.
Mais les températures supérieures à 100 000 000 degrés doivent être contrôlées pour créer une « étincelle » de fusion initiale. Celle-ci doit se transformer en feu de joie et le combustible entre dans un état appelé ignition, produisant plus d’énergie à l’extérieur qu’à l’intérieur du combustible.
En décembre 2021, le dispositif Joint European Torus (JET) de l’Autorité britannique de l’énergie atomique à Oxfordshire a battu son propre record du monde, produisant 59 mégajoules (MJ) d’énergie de fusion (assez pour alimenter une grande maison pendant une journée). Un an plus tard, le National Ignition Facility (NIF) en Californie a concentré 192 faisceaux laser de haute puissance sur une capsule de combustible de la taille d’un grain de poivre et a produit 3,05 MJ d’énergie de fusion.
Ce résultat a été obtenu avec seulement 2MJ d’énergie injectée dans le combustible. Pour la première fois, une expérience de fusion contrôlée a produit plus d’énergie à l’extérieur qu’à l’intérieur.
Cependant, les deux expériences ont nécessité beaucoup plus d’énergie pour faire fonctionner les machines qu’elles n’en ont produit.
Elles utilisaient toutes deux des technologies vieilles de plusieurs dizaines d’années et n’avaient pas été conçues dans un souci d’efficacité. Ces dernières années, la Grande-Bretagne a pris la tête du peloton des développeurs avec le programme STEP (Spherical Tokamak for Energy Production). Mais nous ne disposons toujours pas des matériaux et des composants nécessaires à un environnement aussi extrême. Le tokamak doit être capable d’autoalimenter le combustible qu’il brûle et doit pouvoir être réparé sans l’aide de l’homme.
Il s’agit là de défis considérables mais, comme le montrent le JET et le NIF, ils peuvent être relevés. La fusion a besoin de nouvelles générations d’esprits brillants et diversifiés, d’un soutien continu de la part des gouvernements et des investisseurs privés, et d’un enthousiasme débridé. Mais je suis convaincu qu’elle réussira et qu’à ce moment-là, elle changera notre société pour toujours.
L’énergie de fusion arrive et la Grande-Bretagne ouvre la voie.
Nick Walkden est consultant senior en fusion pour Frazer-Nash Consultancy LTD.
