Le recours massif à la fusion nucléaire va-t-il modifier la composition de l’atmosphère ?

Le grand avantage de la fusion nucléaire est qu’avec seulement quelques grammes de combustible, il est possible d’obtenir une production importante d’énergie. Plus précisément, un gramme de combustible utilisé dans le processus de fusion a le potentiel de générer l’équivalent de huit tonnes de pétrole. De la même manière, le Soleil, grâce à des réactions de fusion, est capable de fournir de l’énergie à la planète Terre entière.

De la même manière que pour la fission, le processus aujourd’hui utilisé pour produire de l’énergie dans les centrales nucléaires en fonctionnement, la quantité de combustible (de l’uranium dans ce cas) nécessaire est très faible par rapport à celle requise par les centrales thermiques. charbon, gaz ou pétrole. Aussi massive que soit l’utilisation de l’énergie de fusion à l’avenir, son utilisation (en raison de l’extraction des matériaux nécessaires ou de l’émission de gaz) ne sera jamais au point de modifier la composition de notre atmosphère. Par ailleurs, la fusion est une énergie qui n’émet pas de gaz à effet de serre.

Pour réaliser des réacteurs à fusion, l’utilisation d’isotopes d’hydrogène sera nécessaire. Les isotopes sont des atomes du même élément (avec le même nombre d’électrons et de protons), mais avec un nombre de neutrons différent. Cette caractéristique signifie que les différents isotopes d’un élément ont les mêmes propriétés chimiques, mais des propriétés physiques différentes. Les réactions de fusion qui se produisent à la température la plus basse sont celles qui se produisent entre le deutérium et le tritium. Le deutérium est très abondant dans l’eau de mer et sera obtenu à partir de là par hydrolyse. Et le tritium sera produit dans le réacteur de fusion lui-même, puisque les neutrons issus des réactions de fusion impactent un manteau régénérateur composé, entre autres éléments, de lithium. Un neutron et un lithium produisent du tritium qui sera à nouveau utilisé comme combustible dans le plasma. Le plasma est le matériau utilisé pour que les noyaux puissent fusionner et produire de l’énergie. C’est un gaz ionisé dont la température dépasse les cent millions de degrés.

Dans la fusion, comme cela se produit également dans la fission, on parle de réactions nucléaires, différentes des processus que nous connaissons de combustion de combustible, qui sont des processus basés sur des réactions chimiques. Dans le cas de la fusion, il faut rapprocher les noyaux pour que les forces nucléaires entrent en jeu et s’attirent fortement. Lorsqu’ils fusionnent, ils forment un nouvel élément dont la masse pèse moins que la somme des masses des noyaux initiaux. Cette différence de masse (bien qu’elle soit quasiment insignifiante) a la capacité d’être transformée en énergie par la célèbre équation d’Einstein E=mc². Et il faut savoir que nous sommes partis d’éléments très légers. Comme je vous l’ai expliqué, nous utilisons les isotopes de l’hydrogène, qui est l’élément le plus léger de la nature, celui qui figure en premier dans le tableau périodique, car il ne possède qu’un seul proton et un électron. Et ensuite, c’est l’hélium. En joignant deux hydrogènes par la réaction de fusion nucléaire, nous obtenons de l’hélium et un surplus qui est un neutron et celui qui a le plus d’énergie.

Pour vous donner une idée de la quantité de matière dont nous avons besoin comme combustible, dans les machines de confinement du plasma que nous utilisons pour les expériences de fusion, nous avons une densité un million de fois inférieure à la densité de l’air que nous respirons. Cela signifie qu’il y a très peu de particules. La densité est si faible que peu importe le nombre de réactions provoquées par la libération d’hélium, celle-ci ne pourra jamais modifier la composition de l’atmosphère. Ni à cause de la consommation d’hydrogène ni à cause des émissions produites par les réactions de fusion, car ces émissions ne contiendront pas non plus de CO₂.