Des pièces du tokamak d'ITER, à Saint-Paul-lès-Durance (Bouches-du-Rhône), le 28 juillet 2020. | Clément Mahoudeau / AFP

Des pièces du tokamak d'ITER, à Saint-Paul-lès-Durance (Bouches-du-Rhône), le 28 juillet 2020. | Clément Mahoudeau / AFP

Elle n'existe pas encore, mais la fusion nucléaire épuise déjà son carburant

Il n'y a, sur Terre, que 20 kilos de tritium. Comment faire?

Plus efficace, moins dangereuse et moins polluante que la fission nucléaire que nous connaissons aujourd'hui, la fusion concentre beaucoup d'espoirs sur la production électrique de demain.

Sur le papier, le principe est simple: deux isotopes de l'hydrogène différents, le deutérium et le tritium, sont envoyés dans un réacteur appelé tokamak, où ils fusionnent, créant un plasma aussi chaud que la surface du Soleil.

Tout cela reste théorique cependant, puisque malgré un large engouement pour cette technologie, des progrès constants et des promesses excitantes, personne ne sait encore la maîtriser au point de produire de l'électricité.

Grâce aux très importants moyens et efforts investis dans le secteur, il est toutefois possible que la fusion devienne à moyen terme une solution viable. Auquel cas elle fera face à un problème majeur: elle manque déjà de carburant.

Comme l'explique le site internet d'ITER, le principal tokamak expérimental au monde, le deutérium est à la fois abondant et simple à obtenir puisque «chaque mètre cube d'eau de mer contient 33 grammes de deutérium que l'on extrait de manière routinière à des fins scientifiques et industrielles».

Ce n'est en revanche pas le cas du tritium. Il n'est présent dans la nature «qu'à l'état de traces», et les réserves mondiales de l'isotope ne se résument en tout et pour tout qu'à 20 kilos.

Le stock de tritium disponible aujourd'hui est en fait un sous-produit des réacteurs à eau lourde pressurisée, qui en rejettent environ 100 grammes par an. Seulement, il ne reste que trente de ces réacteurs en activité, et ils sont en fin de vie. De surcroît, l'objectif de la fusion est de remplacer avantageusement le nucléaire existant, pas de dépendre de lui.

Solution théorique

Le tritium n'a qu'une durée de vie d'un peu plus de douze ans. Lorsqu'ITER démarrera, normalement en 2035, la moitié du stock existant aura déjà disparu. Or, un réacteur devrait avoir besoin d'environ 200 kilos de tritium par an.

Tout n'est cependant pas perdu. Les scientifiques ont bien sûr anticipé la question et trouvé une solution: théoriquement, les réacteurs à fusion pourraient être autosuffisants en tritium.

Si les neutrons rejetés par le réacteur entrent en contact avec du lithium-6, ils devraient produire du tritium, qui pourrait être extrait et réinjecté dans le réacteur. Un tokamak aurait ainsi simplement besoin d'une petite quantité de l'isotope pour démarrer, puis produirait son propre carburant.

Tapisser le réacteur d'une couche de lithium pourrait donc «suffire à le rendre autosuffisant en carburant, tout en produisant un petit extra pour démarrer de nouvelles centrales», explique le porte-parole de l'Autorité britannique de l'énergie atomique. Mais comme pour tout ce qui touche à la fusion nucléaire, si le principe est brillant, son application est encore largement théorique.

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