Qu'est-ce que la fusion nucléaire ? L'énergie qui alimente le Soleil
✦ Points clés
- La fusion fusionne des noyaux légers (comme l'hydrogène) en un noyau plus lourd, libérant une énergie énorme.
- C'est la source d'énergie des étoiles, dont notre Soleil.
- Elle diffère de la fission, qui divise les noyaux lourds et alimente les réacteurs actuels.
- La réaliser sur Terre exige des températures de plus de 100 millions de degrés.
La fusion nucléaire est un processus dans lequel deux noyaux atomiques légers — généralement des isotopes de l'hydrogène — fusionnent en un seul noyau plus lourd, libérant une énorme quantité d'énergie. C'est exactement la réaction qui illumine le Soleil et toutes les étoiles depuis des milliards d'années.
Le secret de l'énergie réside dans la célèbre équation d'Einstein, E=mc². La masse totale du noyau résultant est légèrement inférieure à la somme des deux noyaux d'origine, et cette minuscule différence de masse se convertit en une énergie considérable, car c² (la vitesse de la lumière au carré) est un nombre énorme.
Planificateur de budget personnel
Planifiez revenus et dépenses, épargne et règle 50/30/20.
Fusion vs fission
| Critère | Fusion | Fission |
|---|---|---|
| Ce qui se passe | Des noyaux légers fusionnent | Un noyau lourd se divise |
| Combustible | Hydrogène (deutérium/tritium) | Uranium/plutonium |
| Déchets radioactifs | Peu, à vie relativement courte | Beaucoup, à vie longue |
| Risques | Pas d'emballement possible | Fusion du cœur possible |
| Statut | Recherche expérimentale | Exploité commercialement |
Pourquoi est-ce si difficile sur Terre ?
Les noyaux sont chargés positivement et se repoussent fortement en s'approchant. Pour les forcer à fusionner, il faut des conditions extrêmes : des températures supérieures à 100 millions de degrés Celsius — plus chaudes que le cœur du Soleil — pour transformer le combustible en « plasma », plus une pression immense et un confinement suffisant. Réunir les trois (température, densité, temps de confinement) est le grand défi, le critère de Lawson.
Comment tenter d'embouteiller une étoile
Dans le Soleil, son immense gravité confine le plasma. Sur Terre, faute de cette gravité, on utilise deux approches : le confinement magnétique dans des dispositifs en forme d'anneau appelés tokamaks qui piègent le plasma par de puissants champs magnétiques, et le confinement inertiel, en frappant une pastille de combustible avec des lasers intenses de tous côtés pour la comprimer en une fraction de seconde.
Pourquoi la poursuivre ?
Parce que le combustible (hydrogène) est quasi illimité — extractible de l'eau de mer — ne produit pas de gaz à effet de serre, laisse bien moins de déchets radioactifs à vie plus courte que la fission, et ne comporte pas de risque d'emballement. Si elle devient pratique et commerciale, elle pourrait offrir une énergie propre et abondante. Mais elle reste pour l'instant au stade de la recherche, comme le réacteur international ITER, sans électricité commerciale.