La fusion nucléaire est-elle une solution au défi énergétique actuel ?
Nos sociétés modernes ne peuvent fonctionner que parce que nous sommes capables d’utiliser une grande quantité d’énergie, qui provient pour le moment largement du pétrole, du gaz et du charbon. Sans ces ressources on ne sait en fait pour l’instant pas faire, et le fonctionnement de notre monde moderne est totalement remis en question.
Et pourtant nous allons devoir apprendre à nous en passer, d’une part parce qu’elles vont tôt ou tard finir par manquer, d’autre part, parce que le défi climatique l’exige.
Mais comment faire, par quoi remplacer ces énergies fossiles ?
La fusion nucléaire est souvent présentée comme La grande énergie d’avenir, comme l’innovation fantastique qui va nous permettre a terme de relever ce grand défi de transition. C’est la promesse d’une source d’énergie quasi infinie.
Qu’en est-il vraiment ?
Grégory de Temmerman est chercheur spécialisé dans les matériaux métalliques et dans l’énergie, qui a notamment travaillé 6 ans sur ITER, un des projets les plus ambitieux au monde dans le domaine de l’énergie puisqu’il s’agit de construire une machine qui doit démontrer que la fusion peut être utilisée comme source d'énergie à grande échelle, non émettrice de CO2, pour produire de l'électricité.
Gregory travaille aujourd'hui pour le Think Tank Zenon Research.
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Interview enregistrée le 11 mai 2021
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De quoi parle-t-on ?
04 : 00 - Quelle est la nature du défi énergétique auquel l’humanité est confrontée ?
- L’énergie est la capacité à fournir un travail, ça quantifie la façon dont on peut modifier les choses autour de nous. - Plus il y a d’énergie à notre disposition plus on est capable de faire des choses : construire, creuser, aller chercher des matériaux. C’est la mesure de notre capacité à changer notre environnement
- Depuis les années 50, la consommation énergétique mondiale a été multiplié par 6. Le problème actuel est que l’énergie est principalement fossile à 80% et émet du CO2.
- La transition énergétique demande de passer à des sources d’énergie qui sont moins facile à utiliser, principalement des sources d’électricité qui n’ont pas la même capacité de transport ou stockage.
- Il y a un besoin de changer notre système énergétique en 30 ans alors qu’il nous a fallu plus de 150 ans pour construire toute cette structure.
10 : 00 - Énergie nucléaire : quels types de réactions, de quelle manière on les maitrise et comment on les utilise ?
- L’énergie nucléaire est l’utilisation de l’énergie des atomes : du carbone et de l’oxygène d’un côté, ils sont combinés pour faire du CO2 et ça relâche de l’énergie qui est utilisée pour produire de l’électricité.
- L’énergie nucléaire va changer les atomes, on les transforme en plus gros ou plus petit pour en faire des atomes différents et là on travaille avec l’énergie qui fait que les atomes restent ensemble.
- 2 façons de récupérer de l’énergie nucléaire :
o La fission : on prend un gros atome et le casse en plusieurs petits morceaux ça dégage de l’énergie par changement de masse entre les produits. Façon de faire de l’énergie nucléaire connue depuis longtemps, premier réacteur en 1953.
o La fusion, méthode la plus ancienne : prendre des petits atomes, les mettre ensemble pour en former un plus gros. Si on regarde le soleil c’est de l’hydrogène qui fusionne pour donner de l’hélium. Réaction très dense, de l’ordre d’une facteur 10 par rapport à la fission.
- 1g d’hydrogène = 10g d’Uranium et quelques grammes d’uranium = 1000 t charbon.
- France 70% de notre électricité issue de la fission nucléaire, mais qui représente que 20 à 30% de notre énergie totale et encore moins dans le monde : 10% de l’électricité et seulement 4% de l’énergie primaire.
- Avantage de la fission : énergie très dense, une ville comme Nantes pourrait être alimenté avec 2t d’uranium enrichi. C’est une énergie pilotable, il y a besoin de moins de matériaux.
- Certains inconvénients : besoin de modérer la réaction de fission : les emballements qui sont contrôlés en permanence
- Incompréhension car la physique nucléaire n’est pas quelque chose que les gens connaissent bien : c’est polarisé, principalement parce qu’il y a cette question de la sureté et celle des déchets.
- La fusion permet de résoudre certains de ces problèmes : la fusion ne peut pas s’emballer. Le combustible est beaucoup plus abondant. Géopolitiquement plus intéressant car très bien distribué. Les ressources sont suffisantes pour alimenter notre système énergétique pendant des milliers d’années.
19:00 - Lien entre la recherche autour de la fission, la filière nucléaire et la recherche autour de la fusion
· 2 mondes complètement séparés : La fission est un monde industriel, la fusion reste du domaine de la recherche. Ce ne sont pas les mêmes compétences. Le terme nucléaire est partagé car on utilise l’énergie des atomes mais d’un point de vue physique c’est extrêmement différent.
· Les passerelles pourront se former quand on aura réussi à maitriser la fusion.
21 : 00 – Où en est-on ? quelles échéances ? Quels freins ?
- « La fusion c’est pour dans 30 ans et ça le sera toujours » : Si on regarde l’historique de la presse avec la fusion, l’annonce de l’arrivée de la fusion est faite depuis les années 60.
- Le nucléaire classique est allé super vite avec maitrise de la technologie et construction des réacteurs. Quand la fusion a montré des signes positifs, les gens ont pensé que le chemin serait le même, mais ça a été plus compliqué.
- 3 conditions pour réussir à faire de la fusion : une température suffisante, suffisamment de particules et maintenir ce mélange suffisamment chaud et longtemps pour générer de l’énergie. Mais pour l’instant on n’arrive pas générer plus d’énergies qu’il en faut pour générer ce gaz : on consomme plus d’énergie pour faire de la fusion qu’on en récupère.
- ITER est le plus gros projet scientifique au monde (25 milliards d’euros)
- Machine géante de 30 mètres de diamètre et de hauteur, c’est un complexe industriel qui a pour objectif de créer 500MégaWatt thermique pour 50mégawatt injecté.
- ITER est une collaboration internationale entre 7 partenaires (EU / Europe / Chine / Corée sud / Japon / Inde / Russie). La fusion est tellement difficile qu’aucun pays n’a réussi à le faire par lui-même.
- ITER est né dans les 80 lors d’un sommet entre Gorbatchev et Reggan qui cherchaient un projet commun qui n’avait pas d’application militaire : la fusion était idéale.
- Beaucoup de gens frustrés par le temps pris, et aussi par la non prise en compte des avancées technologiques.
- Certaines initiatives privées, principalement aux EU sont nées depuis pour faire plus petit, plus rapide, notamment une entreprise financée par Bill Gates (CFS - Spin off du MIT).
29 : 00 – Pourquoi les investisseurs mettent de l’argent dedans ?
- Plusieurs facteurs notamment avec la construction d’outils qui laissent penser que c’est maitrisé.
- Pour les investisseurs, la fusion comme défi ultime pour laisser une trace dans l’histoire.
- La communication générée autour de ces initiatives est aussi là pour rassurer l’investisseur, montrer le progrès, faire de la communication. C’est un jeu entre le monde institutionnel et celui des entreprises privées.
31 :00 – Énergie et défi climatique ?
- La fusion et les promesses : c’est trompeur de mettre les 2 dans la même phrase, la fusion ne fera pas grand-chose pour la transition énergétique : 1 réacteur qui fonctionnerai en 2030 ne règle pas le problème de la transition énergétique.
- Le système énergétique en 2050 a de forte chance d’être peu optimisé, car on a une 30’ d’années pour changer le système énergétique de façon majeur : il faudra faire vite, avec ce qu’on a.
- La fusion est un rêve prométhéen : résolution du problème énergétique, abondance... Mais c’est une incompréhension de ce qu’est la recherche et l’innovation.
- Tendance à penser qu’il suffit de faire mieux, d’avoir des nouvelles choses pour régler un problème parce que c’est confortable de penser ça : une nouvelle source d’énergie qui satisfait tous les besoins permet de ne pas changer de mode de vie. La solution technique ou technologique permet de penser qu’il n’y a pas besoin de faire l’effort de changer. C’est une grosse incompréhension de ce qui se passe dans la recherche.
- Le but d’un chercheur n’est pas forcément d’innover mais de comprendre les choses et cette compréhension peut l’amener à innover. Derrière qu’est-ce qu’on en fait ? C’est une question de société…
39 : 00 – Pourquoi on ne parle pas mieux du rôle central que joue l’énergie dans nos civilisations, nos modes de vie ?
- Problème de mise à distance avec l’énergie, plusieurs couches entre l’utilisateur finale et la production ce qui renforce une forme d’incompréhension : combien de mégajoule mangé en 1 jours (10 Mj) / cb d’énergie pour faire un téléphone portable (1 Gj soit 100x plus que l’énergie ingéré en 1 jr).
- Impression d’un changement rapide et lorsqu’on met en perspective avec 30 ans pour changer le système énergétique, ça parait très long. On ne prend pas en compte que c’est la base du système qui est à changer, avec des infrastructures très grande.
- Les objets autour de nous aujourd’hui ont finalement été inventé il y a longtemps (moteur à explosion = 1880) On a ainsi une évolution d’évolution donc les changements paraissent rapides mais lorsqu’on doit revenir à la base, ça prend plus de temps.
47 : 00 - Projet ITER et changement de voies
- Travail pendant 18 ans dans la fusion et changement de projet l’année dernière, après un processus assez long : pallier psychologique de l’intérêt et envie d’évoluer avec une prégnance des questions climatiques et une envie de comprendre, peut-être contribuer à la réflexion d’un futur.
- Prospective économique et techno sur les tendances long terme à définir ce qui est possible et ce qui est de l’ordre de la science-fiction. Coté techno par exemple : quelles sont les conditions nécessaires pour qu’une nouvelle source d’énergie puisse émerger ?
- Travail de mise en perspective afin d’éclairer les débats, grâce à un regard transverse sur le fonctionnement de la recherche.
51 :10 – Qu’est-ce qu’on ne voit pas venir et dont il faudrait plus parler
- Impression d’incompréhension entre la recherche, la science et les gens, notamment sur comment fonctionne la recherche. Impression de déconnexion entre des experts et des personnes qui pensent avoir compris et veulent absolument imposer leur vision. Effet dunning kruger, en lisant quelques papiers tu penses avoir compris alors que les sujets sont beaucoup plus complexes > Etienne Klein « un chercheur doit savoir ce qu’il ne sait pas »
- L’évolution du modèle économique à long terme et débat polarisé entre la croissance infinie d’une part et décroissance : l’hypothèse d’une asymptote ou croissance très faible c’est quelque chose de pas vraiment intégré pour l’instant.
- Une vision sur-simplifiée du monde qui n’est pas vraiment une bonne chose
56 : 00 – Se préparer à demain ?
- Essayer de remettre la complexité au centre, ce qui ne doit pas empêcher de prendre des décisions mais pousser à une action en conscience.
- Se cultiver au maximum et comprendre les imbrications
Livres recommandés par Greg :
- Le goût du vrai, Étienne Klein pour relativiser ce qu’on entend.
- The wizard & the prophet, prémices de techno-solutionnisme et vie en équilibre avec la nature
- Face à la puissance Jarrige et Vrignon : discussion autour d’énergies alternatives lors de la révolution industrielle
NB: un grand merci à Laure Andrivot, membre de la communauté, pour la rédaction de ces notes !
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