Avec le réacteur STEP, le gouvernement britannique fait un pas en avant vers l’énergie de fusion

« La fusion nucléaire a le potentiel d’être une source illimitée d’énergie propre, sûre et sans carbone, et nous voulons que la première machine commercialement viable se trouve au Royaume-Uni », a déclaré Andrea Leadsom, la secrétaire d’État aux Affaires, à l’Énergie et à la Stratégie industrielle du Royaume-Uni, le 3 octobre dernier.

Cela faisait partie d’un énoncé annonçant que le gouvernement du Royaume-Uni investissait 220 M£ (370 M$ CA) dans une nouvelle conception de réacteur à fusion – appelé Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) – en vue de rendre l’énergie de fusion commerciale disponible d’ici 2040.

Outre les avantages généraux d’énergie propre et de réduction des émissions, une conception de fusion viable apporterait un énorme avantage à tout pays ou à toute entreprise qui la produit en premier. Pour cette raison, STEP n’est pas le seul projet potentiel, et le Royaume-Uni n’est pas le seul gouvernement qui espère voir ses investissements mener à une révolution de la fusion.

Le défi de l’énergie de fusion n’est pas de créer une réaction mais de contrôler la réaction de manière à produire plus d’énergie qu’elle n’en consomme.

Fusion par magnétisme

STEP est un type de conception de fusion qui utilise la force magnétique pour comprimer un gaz très chaud (un « plasma ») dans des conditions semblables à celles du soleil, où la fusion se produit naturellement. L’équipement, appelé tokamak, ressemble habituellement à un anneau, mais la forme sphérique de STEP peut avoir l’avantage de réduire les coûts de l’électricité– qui sont un facteur important du défi de la fusion.

Le concept de réacteur du type tokamak le plus connu est peut-être l’ITER, dont la construction est environ à mi-parcours. Sa conception, soutenue par des investissements provenant de sept pays, vise à produire cinq fois plus d’énergie qu’elle n’en consomme. La société Helion Energy, basée à Washington, a également mis au point un concept de réacteur qui utilise la force magnétique afin d’entraîner la collision de deux plasmas à des vitesses extrêmes, ce qui créé des températures supérieures à 100 millions de degrés. Commonwealth Fusion Systems utilise également un tokamak dans sa conception.

Une alternative canadienne

Une entreprise canadienne, General Fusion, adopte une approche tout à fait différente. La conception de General Fusion consiste également à comprimer un gaz en un plasma, mais les conditions nécessaires à la fusion sont créés par la pression physique. Le prototype utilise des pistons de précision, tous actionnés simultanément pour comprimer une couche de métal liquide autour du plasma. Cela augmente la pression et génère de la chaleur – ce qui permettra, on l’espère, de réduire drastiquement le coût de la fusion. General Fusion prévoit d’exploiter une conception à pleine échelle dans environ dix ans.

Frapper un combustible de fusion avec des marteaux peut sembler trop simple pour fonctionner, mais le concept de General Fusion a attiré de gros investissements – par exemple, de la part du PDG d’Amazon, Jeff Bezos, ainsi que 49,3 millions de dollars du gouvernement du Canada en octobre 2018.

Aussi prometteuse que cette technologie puisse être, personne ne sait avec certitude si les capitaux de démarrage investis dans le domaine de la fusion porteront leurs fruits. Le gouvernement canadien demeure donc intéressé par le potentiel d’ITER. Et même si le Canada ne bénéficie pas directement d’ITER, les experts canadiens en matière de technologies de fusion peuvent y apporter leur contribution. Par exemple, le Laboratoire de tritium des LNC participe depuis longtemps aux essais des combustibles au tritium pour les réacteurs à fusion, tandis que l’Université de la Saskatchewan exploite et étudie un petit tokamak en s’appuyant sur plus de 60 ans de recherche sur le plasma et la fusion.