LK-99 : le Graal de l’énergie est-il plutôt du côté de la fusion nucléaire ?

Si toute l’attention était portée vers LK-99, c’est parce que ce matériau participerait à une révolution de la supraconductivité : en étant supraconducteur à température ambiante, il n’émettrait aucune résistance électrique sans avoir à baisser sa température au plus près du zéro absolu (-273,15 °C), réduisant les pertes énergétiques. Malheureusement, les espoirs que les résultats se confirment s’amenuisent : cela ne semble pas être un véritable matériau supraconducteur.

Mais, l’effervescence se comprend. Le domaine de l’énergie cherche sa révolution pour des systèmes plus efficaces, plus puissants, plus « propres » écologiquement. La supraconductivité à température ambiante est une voie de recherche sérieuse.

Il y a, cela dit, certains fantasmes autour de cette « révolution ». C’est ce que clarifiait une chercheuse spécialisée dans ce domaine, dans un thread au cœur du feuilleton LK-99. « Sur la base d’expériences antérieures, un supraconducteur à température ambiante, qui n’a probablement pas encore été trouvé, ne changera probablement PAS l’humanité par le biais d’une application directe », écrivait Inna Vishik. « Il pourrait la changer grâce aux effets secondaires que cela engendrerait sur la science fondamentale. »

Les coûts d’un déploiement généralisé seraient très prohibitifs, notamment, explique-t-elle. L’application pourrait être utile à certaines installations spécifiques, dans la recherche scientifique notamment, par exemple, pour les ordinateurs quantiques (afin d’améliorer la circulation des qubits), les observatoires astronomiques, les installations de physique.

C’est aussi pour cette raison que les chercheurs et chercheuses spécialistes du domaine ne voient pas fondamentalement de problème au fait que LK-99 ne soit pas forcément le matériau recherché. Car, dans tous les cas, l’effervescence à laquelle tout cela a conduit est prometteur pour les futures études.

La fusion nucléaire, voie d’avenir

Mais, la supraconductivité n’est pas la seule piste énergétique qui ait l’intérêt de la recherche scientifique. Il y a aussi la fusion nucléaire. Il n’est pas question ici de matériaux, mais de réacteurs. Ces derniers sont surnommés « soleils artificiels », puisqu’ils reproduisent littéralement les réactions physico-chimiques des étoiles. On le reproduit, par exemple, en pointant des lasers vers une capsule contenant des atomes d’hydrogène. Cette chauffe extrême va les exciter jusqu’à les porter à la fusion, créant un état de plasma d’hélium.

La promesse : une énergie « propre » et puissante, quasi illimitée.

Propre, car la fusion nucléaire n’a rien à voir avec la fission nucléaire. Dans le processus de fission — au cœur des centrales nucléaires actuelles –, des atomes lourds sont divisés. C’est ce qui crée des déchets. Dans la fusion, on fusionne des atomes pour en créer de nouveaux. Pas de déchets radioactifs, donc.

Puissante, car la fusion thermonucléaire libère une énergie bien plus importante que la fission. Rappelons encore une fois que ce processus alimente les étoiles.

Quasi illimitée, car si l’on obtient un phénomène d’emballement au sein du réacteur, la fusion nucléaire permet dans l’absolu d’obtenir plus d’énergie que ce qu’on insère initialement.

Aujourd’hui cependant, la fusion nucléaire se fait discrète, elle n’est pas particulièrement connue du grand public. Il s’agit pourtant bien d’un domaine de recherche important, et ce, depuis plusieurs décennies. Il existe déjà plusieurs réacteurs à fusion nucléaire, de différents types — par confinement magnétique (tokamak, stellarator…) ou confinement inertiel.

Le problème, c’est que ces réacteurs manquent encore à plusieurs critères :

• Ils ne produisent pas davantage d’énergie qu’on en insère au démarrage, or, il faut que ce soit « rentable » énergétiquement.
• Ils ne produisent pas une énergie suffisante — il faut allumer davantage qu’une bouilloire pour changer le monde.
• Ils ne se maintiennent pas suffisamment longtemps — il faut garder votre bouilloire allumée plus de quelques secondes pour obtenir un thé correct, a fortiori si l’on parle d’un thé noir, donc pensez à des villes entières.

Des étapes majeures ont été franchies récemment. En termes de rentabilité énergétique, le National Ignition Facility avait atteint, fin 2022, le seuil d’ignition (le seuil à partir duquel on obtient une forme de rentabilité). À toute petite échelle, certes, mais cela avance. D’autant que le résultat a été reproduit récemment, le 30 juillet 2023. Pour 2 mégajoules initiaux, 3,5 ont été obtenues à la fin.

Tourner les regards vers ITER

Le futur est peut-être, d’ailleurs, dans les Bouches-du-Rhône, au sud de la France. C’est là qu’on trouve la construction en cours d’ITER, un projet de réacteur à fusion nucléaire très ambitieux, mené par une collaboration internationale dont les racines remontent à 1985. « Les résultats du programme scientifique d’ITER seront décisifs pour ouvrir la voie aux centrales de fusion électrogènes de demain », précise ainsi le site. L’objectif est notamment de multiplier par 10 le ratio de l’énergie produite par rapport à celle d’entrée.

Quoi qu’il en soit, entre cet immense projet et quelques autres, la recherche sur la fusion nucléaire est considérée comme l’une des plus grandes promesses de l’énergie de demain. Mais, il faudra de la patience. Il est généralement estimé que la fusion nucléaire ne sera pas exploitable (à l’échelle espérée, en tout cas) avant 2050.

Face au changement climatique, on ne peut pas sagement attendre la fusion nucléaire. D’ici là, il n’y a pas de secret : limiter les émissions de gaz à effet de serre par tous les moyens ; voilà la véritable révolution énergétique dans tous les cas. Des sources propres d’avenir sont déjà à notre portée : le solaire, l’éolien, par exemple (et ça ne coûte pas si cher). Une chose est certaine, le futur de l’énergie sera propre ou ne sera pas, car c’est urgent.