par Alexandre Marciel, (expert en métaux stratégiques, ancien Adjoint au Maire de Toulouse).
Pas un jour ne passe sans que les médias n’annoncent une nouvelle avancée historique dans la fusion nucléaire. En 2022, le NIF (le National Ignition Facility) aux Etats-Unis annonce avoir produit plus d’énergie qu’il n’en a injectée via ses lasers. Le 23 janvier 2025, le tokamak EAST en Chine maintient un plasma à plus de 100 millions de degrés Celsius pendant 1066 secondes (presque 18 minutes). Le 18 février 2025, le tokamak WEST (ITER) en France annonce un nouveau record de durée de plasma … à 70 millions de degrés Celsius pendant 1 337 secondes (plus de 22 minutes) !
A en croire les médias, l’année 2025 semble être l’année de tous les records … Mais que se cache-t-il vraiment derrières ces annonces et ses images souvent sorties de l’intelligence artificielle ? Quels projets parviendront vraiment à bouleverser le monde de l’énergie, de la propulsion et même de la matière ? Quand ?
L’inverse de la fission
Avant de décrire les principales technologies de réacteurs développés pour essayer de faire de la fusion nucléaire, rappelons en quelques mots ses principes et ce que l’on en attend. La fusion nucléaire est le processus par lequel deux noyaux d’atomes légers (comme ceux de l’hydrogène) se combinent pour former un noyau plus lourd, en libérant beaucoup d’énergie. C’est ce même phénomène qui alimente le soleil. C’est l’inverse de la fission nucléaire qui est le processus par lequel un noyau lourd (comme celui de l’uranium) se divise en noyau plus légers en libérant de l’énergie. C’est justement ce processus qui est utilisé dans nos centrales nucléaires actuelles.
Une énergie inépuisable
Pourquoi la fusion nucléaire est-elle si intéressante ? On en attend beaucoup, car ce processus offre simultanément :
- Une énergie propre. Elle ne produit presque pas de gaz à effet de serre contrairement aux énergies fossiles.
- Une énergie sûre. Elle produit des déchets radioactifs moins dangereux et plus limités que les réacteurs à fission. Elle ne peut pas provoquer d’explosion nucléaire comme la fission nucléaire.
- Une énergie puissante. La fusion produirait environ 3 à 4 fois plus d’énergie que la fission à masse égale de combustible.
Nombre de commentateurs parle de la fusion nucléaire comme « une énergie inépuisable », « l’énergie du futur ».
Une énergie expérimentale
Alors pourquoi avec autant d’atouts, la fusion nucléaire n’est pas encore notre source d’électricité ? Si la fission est aujourd’hui maîtrisée, la fusion est encore expérimentale. On parle de plusieurs années voire décennies selon les experts, avant que la fusion ne sorte des laboratoires, qu’elle soit fiable, qu’elle fonctionne en continu et qu’elle soit rentable : en deux mots « exploitable commercialement ».
En effet, les deux principales technologies en développement dans le monde (par confinement magnétique et confinement inertiel) doivent monter à des températures de plusieurs dizaines de millions de degrés, soit beaucoup plus que le cœur même du soleil. Les contraintes inhérentes sont multiples :
- A ces températures, la matière devient un plasma très difficile à contenir ; Il faut développer des matériaux très spéciaux comme des supraconducteurs pour ITER.
- Les rendements énergétiques sont encore insuffisants : pour déclencher la fusion, on dépense plus d’énergie que ce qu’on récupère.
- En outre, la production est instable : aucun système actuel ne produit une énergie stable avec un fonctionnement continu.
- Les combustibles utilisés comme le tritium sont rares et restent des combustibles radioactifs,
- Les réacteurs sont immenses : le tokamak ITER mesure 30 m de diamètre x 30 m de haut, le tokamak EAST 60 m x 40 m x 30 m- et offrent peu de modularité.
- Enfin, des projets comme ITER nécessitent de gros budgets, des milliards d’euros en Recherche et Développement et sont des projets à long terme (plusieurs décennies).
Des investissements massifs. Des investissements massifs sont déjà engagés dans les deux grandes approches de la fusion nucléaire.
- La fusion par confinement magnétique (tokamak / stellerator) est l’approche classique soutenue par les Etats depuis plusieurs décennies. L’exemple emblématique, c’est ITER (avec le CEA) en France qui est un projet d’envergure international. On peut citer d’autres projets notables : EAST (Chine), JET (UK), Wendelstein (Allemagne), Hélion Energy (US), Common Wealthfusin Systems (US), General fusion (Canada) …
- La fusion par confinement inertiel (lasers) est une approche qui utilise des lasers ultra-puissants pour comprimer une capsule de combustible jusqu’à l’ignition. Le laboratoire le plus emblématique est le National Ignition Facility (NIF) aux Etats-Unis. On peut citer d’autres projets notables : Marvel Fusion (Allemagne), First Light Fusion (UK), GenF (spin-off de Thales) …
Selon le rapport Fusion Industry Association, l’investissement privé dans la fusion dépassait en 2023 déjà les 6 milliards de dollars. L’investissement public (35 pays) dans le projet ITER dépasse à lui seul les 18 milliards d’euros. Plus de 40 entreprises privées sont actives dans le monde. Les investissements privés incluent des investisseurs comme : Bill Gates, Sam Altam, Jeff Bezos … et différents secteurs industriels : GAFAM, pétrolier, automobile …
Des projets prometteurs
Jusqu’à présent la perspective d’une offre commerciale de réacteurs à fusion nucléaire à moyen voir court terme semblait impossible. La donne pourrait bien changer avec l’annonce récente des travaux de la NASA sur son site (passés « inaperçus ») et la mise au point en France d’un micro-réacteur à fusion nucléaire modulaire (et à fonctionnement continu). Ces deux innovations reposent sur une véritable rupture technologique dans le domaine de la fusion nucléaire, après des années d’essais avec les tokamaks et les lasers : la fusion en milieu cristallin métallique.
Sur son site officiel, la NASA parle de son côté de méthode par « Lattice confinement fusion » (LCF), de son côté, l’entreprise française à l’origine du micro-réacteur modulaire parle de fusion nucléaire en milieu dense. Avec cette nouvelle méthode, les conditions nécessaires à la fusion des atomes sont créées dans un réseau métallique (dans l’espace entre les atomes d’un solide métallique) mais à température basse, loin des dizaines de millions de degrés nécessaires dans les autres projets en cours.
La NASA utilise comme réseau métallique du titane ou de l’erbium et comme combustible du deutérium. La NASA espère très prochainement intégrer ce type de réacteur LCF dans des systèmes de propulsion spatiale. L’entreprise française, quant-à elle, a déjà fabriqué un micro-réacteur de ce type, mais n’utilise pas d’éléments radioactifs comme le tritium et constate notamment, comme signatures des phénomènes de fusion, des transmutations de métaux. Selon cette entreprise française, une telle rupture technologique va permettre de développer de nombreuses applications stratégiques : dans le domaine civil (nouvelle source d’électricité, propulsion civile, qualification de nouveaux matériaux, production de métaux rares par transmutation) et dans le domaine militaire et spatial.
Conclusions provisoires
Du Concorde au Minitel, du TGV à Ariane, notre Histoire française a été longtemps celle de ruptures assumées. Peut-être demain, un nouveau pas sera franchi avec la fusion nucléaire en milieu dense !
La France ces dernières années a souvent fait le choix de l’itération prudente plutôt que de l’audace radicale. Grâce à cette technologie de rupture portée par une entreprise aux couleurs tricolores, la France pourrait ne pas subir le tempo du monde mais l’imposer, en mode éclaireur. Une seule condition : avec la guerre économique qui se joue en toile de fonds sur la fusion nucléaire, l’Etat français et son écosystème doit très vite se saisir de cette opportunité … Comment ? En protégeant et soutenant cette technologie duale, avant que l’entreprise française ne se développe ailleurs, faute d’intérêt.
Nous pourrons alors démentir l’expression populaire que « nul n’est prophète dans son pays ». Nous serons passés d’une culture de la précaution à « une culture de la propulsion ».
Pour aller plus loin
Après son dernier livre « Le chasseur d’atomes », Alexandre Marciel vient de sortir un nouveau livre sur les métaux stratégiques et matériaux de la transition énergétique, Mendeleiev au cœur des énergies, Editions Cépadues, 2025.
