De la Chine à l’Allemagne, en passant par la Russie et la France, de nombreux pays se sont engagés dans la course à la fusion nucléaire. Cette source d’énergie propre et virtuellement inépuisable est aujourd’hui considérée par la communauté scientifique comme le futur du domaine énergétique. Si pour le moment les prototypes de réacteurs à fusion nucléaire n’ont atteint que des rendements négatifs, de nombreux progrès ont été réalisés au cours de la dernière décennie. Et récemment, le Royaume-Uni a annoncé la construction de la toute première centrale à fusion nucléaire raccordée au réseau électrique du pays. La production d’électricité devrait commencer dès 2040.
Le Royaume-Uni s’est engagé dans la construction de la première centrale nucléaire à fusion (raccordée au réseau) au monde, en lançant la recherche d’un site de plus de 100 hectares avec un branchement possible au réseau électrique. Cependant, il reste encore des obstacles majeurs à surmonter avant de pouvoir commencer à produire de l’électricité.
Le Premier ministre Boris Johnson a engagé l’année dernière 200 millions de livres supplémentaires pour étoffer la possibilité de construire le projet, connu sous le nom de Tokamak sphérique pour la production d’énergie (STEP). L’autorité britannique de l’énergie atomique (UKAEA), l’organisme gouvernemental supervisant le STEP, espère que la construction pourrait commencer vers 2030, la centrale fonctionnant dès 2040.
Ian Chapman, de l’UKAEA, déclare que le STEP pourrait coûter environ 2 milliards de livres sterling (soit environ 2,2 milliards d’euros), le coût équivalent en monnaie actuelle de la construction du Joint European Torus (JET), un réacteur à fusion existant au Royaume-Uni, qui a été construit dans les années 1980. Francis Livens, de l’Université de Manchester, déclare que le coût et le calendrier sont « ambitieux mais pas invraisemblables ».
STEP : une centrale à fusion nucléaire raccordée au réseau électrique
Cependant, comme son nom l’indique, JET était une entreprise financée au niveau international, tandis que le gouvernement britannique espère financer seul STEP. De plus, il possède une conception différente et pionnière, avec des défis d’ingénierie qui l’accompagnent. « STEP est un programme extrêmement ambitieux : être à l’avant-garde, être le premier au monde à produire un prototype de centrale électrique à fusion, puis l’exporter dans le monde entier », indique Chapman.
La centrale est présentée comme un élément important des efforts visant à atteindre l’objectif du Royaume-Uni de zéro émission nette d’ici 2050. Mais la fusion doit relever de grands défis pour jouer ce rôle. Reproduire la façon dont le Soleil produit de l’énergie, en fusionnant l’hydrogène pour produire de l’hélium, nécessite une énergie importante sur Terre pour chauffer et contrôler l’hydrogène avec d’énormes aimants.
Aucun réacteur à fusion n’a encore produit plus d’énergie qu’il n’en a consommé. Mais cela pourrait changer en 2025, lorsque le plus grand projet de fusion au monde, ITER en France, démarrera. L’espoir est qu’il transformera 50 mégawatts de puissance en 500 MW, prouvant par la même occasion qu’un gain net est possible (rendement positif). L’objectif de production d’électricité de STEP est plus modeste — un gain net de 100 MW — mais contrairement à ITER, il sera connecté au réseau électrique ordinaire pour comprendre comment une centrale de fusion peut fonctionner jour après jour.
STEP : un projet avec de nombreux obstacles à surmonter
Plus tard, le coût pourrait être un obstacle majeur. Alors que les coûts de fonctionnement devraient être relativement bon marché, 2 milliards de livres sterling pour une centrale de 100 MW ne le sont pas. Ce sera un projet coûteux, selon Richard Howard, analyste chez Aurora Energy Research. Il estime que pour être compétitif avec les nouvelles grandes centrales à fission nucléaire d’aujourd’hui, comme Hinkley Point C, qui est en construction au Royaume-Uni, STEP devrait réduire ses coûts d’investissement d’environ 80% pour être à égalité.
L’UKAEA affirme que le financement pourrait provenir d’un mélange d’argent public et privé. Selon Catherine Mitchell de l’Université d’Exeter, étant donné le manque d’avantages publics de la fusion jusqu’à présent, il vaut mieux laisser le développement de la fusion au secteur privé. L’échelle est également un problème — 100 MW paraissent minimes étant donné que l’Angleterre, l’Écosse et le Pays de Galles possèdent aujourd’hui environ 78’000 MW de capacité de centrale électrique.
Et Howard s’attend à ce que la consommation d’électricité soit environ 50% plus élevée d’ici 2040 en raison de l’électrification des voitures et du chauffage, ce qui rendra ces 100 MW encore moins signifiants. Construire une centrale plus grande plus tard nécessiterait des années de données avec STEP, ce qui signifie que la fusion ne contribuerait pas concrètement à lutter contre le changement climatique avant 2050. « Rien de tout cela ne signifie que nous ne devrions pas le faire. Si cela peut être prouvé, ce serait extrêmement utile », conclut Howard.