La fusion nucléaire est le même processus qui alimente le Soleil et les étoiles weforum.org – fusionner des noyaux atomiques légers (comme l’hydrogène) pour former des noyaux plus lourds et libérer une énergie énorme. En théorie, la fusion pourrait fournir une énergie pratiquement illimitée et respectueuse du climat : elle utilise un combustible abondant (des isotopes d’hydrogène provenant de l’eau ou du lithium) et produit peu de déchets radioactifs comparé à l’énergie nucléaire conventionnelle. Contrairement à la fission (scission d’atomes lourds), qui laisse des déchets à longue durée de vie, une réaction de fusion produit principalement de l’hélium inoffensif et des neutrons à courte durée de vie weforum.org, euro-fusion.org. Les avancées récentes ont ravivé une “frénésie de la fusion” – une course mondiale entre laboratoires nationaux et startups pour dompter la puissance du Soleil sur Terre. Les scientifiques, entrepreneurs et décideurs se demandent de plus en plus : la fusion pourrait-elle enfin révolutionner nos systèmes énergétiques ?
Brève histoire de la recherche sur la fusion : La fusion fascine les scientifiques depuis un siècle. Dans les années 1920, des astrophysiciens (comme Arthur Eddington) ont d’abord proposé que les étoiles brillent en fusionnant l’hydrogène en hélium euro-fusion.org. La première fusion en laboratoire (d’hydrogène lourd) a été réalisée par Rutherford en 1934. Mais les réacteurs à fusion pratiques sont venus plus tard. En 1950, les physiciens soviétiques Sakharov et Tamm ont proposé le tokamak – un dispositif de fusion magnétique en forme de “donut” euro-fusion.org. (À peu près à la même époque, le physicien américain Lyman Spitzer a développé une alternative, le “stellarator”.) Ces idées de confinement magnétique ont ensuite dominé la recherche sur la fusion. Dans les années 1970, la collaboration internationale a commencé. L’Europe a uni ses efforts pour construire JET (Joint European Torus) – la conception a débuté en 1973, et le premier plasma a été obtenu en 1983 euro-fusion.org. En 1985, l’idée d’ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) est née lors du sommet Reagan–Gorbatchev, visant à créer un banc d’essai multinational de la fusion sans précédent euro-fusion.org. Tout au long des années 1980–90, des tokamaks comme JET et le JT-60 japonais ont établi des records de performance ; par exemple, en 1997, JET a utilisé un mélange 50-50 de combustible deutérium–tritium pour produire 16 MW de puissance de fusion (une production supérieure à la moitié de son apport de chauffage) euro-fusion.org. Pendant ce temps, les États-Unis et d’autres ont exploré la fusion par confinement inertiel (utilisant des lasers géants). Mais malgré des décennies de progrès, aucun réacteur n’avait encore produit plus d’énergie qu’il n’en consommait – la fusion restait un défi scientifique “toujours à 30 ans d’avance”, comme le disait l’adage.
Comment fonctionne la fusion (et en quoi elle diffère de la fission) : En termes simples, la fusion combine des noyaux légers – généralement des isotopes de l’hydrogène appelés deutérium et tritium – en un noyau d’hélium, libérant de l’énergie via E=mc² d’Einstein. Cela nécessite des conditions extrêmes : le combustible doit être chauffé à environ 150 millions °C pour surmonter la répulsion électrostatique des noyaux weforum.org. Le combustible devient un plasma (un gaz ionisé), confiné soit par de puissants champs magnétiques (tokamaks ou stellarators), soit par l’implosion de pastilles de combustible à l’aide de lasers intenses (fusion inertielle). Dans un tokamak, des aimants supraconducteurs créent une « bouteille » magnétique pour maintenir le plasma chaud à l’écart des parois du réacteur. En fusion inertielle, de puissants lasers compriment symétriquement une minuscule capsule de combustible jusqu’à l’allumage de la fusion.
En revanche, la fission nucléaire (utilisée dans les réacteurs actuels) divise des atomes lourds (comme l’uranium ou le plutonium) en fragments plus petits, libérant de l’énergie et de nombreux neutrons. La fusion présente plusieurs avantages clés par rapport à la fission. Le combustible de fusion est bien plus abondant et riche en énergie. Par exemple, un laboratoire national américain indique que la fusion produit environ quatre fois plus d’énergie par kilogramme de combustible que la fission, et près de quatre millions de fois plus que la combustion du charbon ou du pétrole datacentremagazine.com. Les isotopes du combustible (deutérium et tritium) peuvent être extraits de l’eau de mer et du lithium, alors que la fission nécessite de l’uranium rare et extrait. Les sous-produits de la fusion sont moins problématiques : principalement de l’hélium (un gaz inerte) et des neutrons très énergétiques ; il n’y a aucun risque de réaction en chaîne incontrôlée ou de fusion du cœur. Surtout, la fusion produit peu de déchets radioactifs à vie longue. (Le tritium lui-même est radioactif mais a une courte demi-vie, et la radioactivité induite dans les structures décroît beaucoup plus vite que les déchets de fission.) En résumé, la fusion promet une alternative plus propre et plus sûre, susceptible de fournir une grande quantité d’électricité de base sans émissions de gaz à effet de serre weforum.org, euro-fusion.org.
Principaux projets de fusion : Les gouvernements et laboratoires du monde entier poursuivent des expériences de fusion à grande échelle :
- ITER (France, international) : Le projet le plus ambitieux est ITER, un gigantesque réacteur à fusion magnétique en construction dans le sud de la France. ITER est financé par 33 pays (UE, États-Unis, Chine, Russie, Japon, Inde, Corée) et vise à démontrer la faisabilité de l’énergie de fusion à grande échelle world-nuclear-news.org. Il est conçu pour produire 500 MW d’énergie de fusion pendant 400 secondes en utilisant 50 MW de chauffage d’entrée world-nuclear-news.org – un gain énergétique décuplé si le succès est au rendez-vous – mais won’t generate electricity itself world-nuclear-news.org. Son objectif est de prouver la physique et la technologie : le premier plasma est désormais prévu pour 2035 (un retard par rapport à l’objectif initial de 2025) world-nuclear-news.org. La construction a débuté en 2010, avec la plupart des composants majeurs désormais assemblés. ITER a connu des retards typiques des projets « première mondiale » (arrêts dus à la pandémie, problèmes d’ingénierie) world-nuclear-news.org, mais il reste la pièce maîtresse de la R&D mondiale sur la fusion.
- JET (Royaume-Uni/Europe) : Le Joint European Torus à Culham, au Royaume-Uni, a été pendant des décennies le plus grand tokamak opérationnel au monde. De 1983 jusqu’à sa mise hors service en 2023, JET a été pionnier dans l’utilisation du véritable combustible de fusion (un mélange deutérium-tritium). Lors de ses dernières expériences (fin 2023), JET a établi un nouveau record en libérant 69,3 MJ d’énergie de fusion sur 5 secondes euro-fusion.org. (À titre de comparaison, cela surpasse largement les précédents records de tokamaks et dépasse même un récent tir à haut rendement du National Ignition Facility américain.) La réussite de JET a confirmé la maîtrise des plasmas de fusion par les scientifiques et informera directement l’exploitation d’ITER euro-fusion.org. Les responsables britanniques ont salué l’« expérience du cygne » de JET comme la preuve que « nous sommes plus proches que jamais de l’énergie de fusion » euro-fusion.org.
- NIF (USA, LLNL): La National Ignition Facility en Californie adopte l’approche par laser. En décembre 2022, le NIF a fait la une en atteignant l’ignition par fusion : ses lasers ont délivré 2,05 MJ à une capsule de combustible et produit 3,15 MJ d’énergie de fusion – plus d’énergie produite que consommée lasers.llnl.gov. C’était la première fois qu’une expérience de fusion atteignait ce jalon. De façon significative, les chercheurs du LLNL ont depuis répliqué et dépassé ce résultat en 2023 : un tir en juillet a généré 3,88 MJ (à partir de 2,05 MJ injectés), et un test en octobre a produit 3,4 MJ (à partir de 2,2 MJ injectés) lasers.llnl.gov. Ces gains cibles répétés (production de fusion supérieure à l’énergie injectée) montrent que l’ignition peut être atteinte de façon fiable. Cependant, les lasers du NIF consomment environ 100 fois plus d’énergie au total qu’ils n’en déposent dans la cible, donc le NIF n’est pas un système producteur d’énergie lasers.llnl.gov. Il valide plutôt la physique de la fusion et guide les conceptions de “fusion inertielle”.
- EAST et KSTAR (Asie): Le tokamak EAST (“Soleil Artificiel”) de Chine et le tokamak KSTAR de Corée du Sud repoussent les limites des plasmas de longue durée. En janvier 2025, EAST a maintenu un plasma de fusion haute performance pendant 1 066 secondes (plus de 17 minutes) – un nouveau record mondial english.cas.cn. Cela a battu son propre record de 2023 de 403 secondes. De telles longues impulsions sont cruciales pour les futures centrales électriques. KSTAR a atteint ses propres jalons (plus de 100 secondes à >100 millions °C en 2022). Ces expériences prouvent que les tokamaks supraconducteurs peuvent maintenir des plasmas brûlants, ce qui éclaire la conception de projets comme la future centrale pilote de fusion chinoise (CFETR) et le STEP britannique.
- Autres efforts nationaux : Le Japon met en service son tokamak JT-60SA (successeur de l’ancien JT-60) avec l’aide de l’UE. Le projet ITER du Canada (Fusion for Energy) et des projets en Russie, en Inde et ailleurs contribuent également. Pendant ce temps, le stellarator Wendelstein 7-X en Allemagne (une géométrie magnétique différente) expérimente des méthodes alternatives de confinement.
La course à la fusion du secteur privé : Ces dernières années, des dizaines de startups ont rejoint l’effort de fusion, dynamisant le domaine avec du capital privé et de l’innovation :
- Commonwealth Fusion Systems (CFS, États-Unis) : Issue du MIT, CFS construit SPARC, un tokamak compact utilisant des aimants supraconducteurs de pointe. L’objectif de SPARC est de démontrer une énergie de fusion nette positive à petite échelle. La construction est bien avancée dans le Massachusetts ; le premier plasma est prévu aux alentours de 2026 reuters.com. CFS a levé plus de 2 milliards de dollars, avec d’importants investisseurs (ENI d’Italie, Temasek de Singapour, Equinor de Norvège, etc.) reuters.com. En décembre 2024, CFS a annoncé des plans pour ARC, une centrale pilote de 400 MW en Virginie destinée à fournir de l’électricité au réseau dès le début des années 2030 reuters.com. (ARC serait « la première centrale de fusion à l’échelle du réseau au monde » si elle voit le jour.) Le PDG de CFS, Bob Mumgaard, prévient qu’il n’y a « aucune garantie » que tout se passe comme prévu, mais les investisseurs semblent confiants reuters.com.
- TAE Technologies (États-Unis) : TAE (anciennement Tri Alpha Energy) utilise une approche de Configuration à Champ Renversé (FRC) avec un combustible anéutronique. En avril 2025, ils ont annoncé une avancée majeure « Norm » : grâce à une injection novatrice par faisceau de neutrons, leur dernier prototype a atteint un plasma stable à des températures supérieures à 70 millions °C datacentremagazine.com. Cette avancée « réduit considérablement la complexité et le coût », selon l’entreprise. Google collabore avec TAE (en appliquant l’IA pour optimiser ses plasmas) et a mené un récent tour de financement datacentremagazine.com. Le PDG de TAE, Michl Binderbauer, souligne le potentiel de la fusion : « La fusion a le potentiel de transformer le paysage énergétique, en fournissant une énergie propre quasi illimitée » datacentremagazine.com. (TAE souligne également que la fusion produit environ 4× plus d’énergie par masse que la fission datacentremagazine.com, et que leur approche D–³He émet principalement des particules chargées au lieu de neutrons datacentremagazine.com.)
- Helion Energy (États-Unis) : Soutenue par des investisseurs tels que Microsoft et Sam Altman d’OpenAI, Helion développe un système de fusion pulsée utilisant un cycle de combustible D–³He et une récupération directe de l’électricité (sans turbine à vapeur). Son prototype « Trenta » a déjà dépassé les 100 millions de °C en 2021 world-nuclear-news.org, et sa dernière machine Polaris a commencé à fonctionner en 2024 world-nuclear-news.org. En juillet 2025, Helion a lancé la construction de sa centrale Orion dans l’État de Washington world-nuclear-news.org. Orion (50 MW nets) devrait être mise en service d’ici 2028 world-nuclear-news.org, et Microsoft a signé un accord pour acheter 50 MW à partir de 2028 businessinsider.com, world-nuclear-news.org – le tout premier achat commercial d’électricité issue de la fusion. Le directeur commercial de Helion, Scott Krisiloff, précise : « Nous n’avons jamais été capables de maîtriser [la fusion] sur Terre de façon à produire de l’électricité… mais Helion affirme que son dispositif n’utilise pas d’aimants supraconducteurs cryogéniques et convertit directement l’énergie de fusion en électricité world-nuclear-news.org. »
- Autres : De nombreuses startups poursuivent des concepts de fusion variés. La société canadienne General Fusion (soutenue par Jeff Bezos) explore la fusion à cible magnétisée ; la société britannique Tokamak Energy construit de petits tokamaks sphériques avec des aimants à champ élevé ; Helicity basée à Princeton (désormais Zap Energy) et d’autres testent des réacteurs coaxiaux linéaires. Chacune revendique des innovations en matière de confinement, de matériaux ou de conception de réacteur.
Percées récentes (2023–2025) : Les deux dernières années ont vu plusieurs étapes majeures très médiatisées :
- Allumage par fusion et répétitions : Au NIF de Lawrence Livermore, le tir d’allumage de 2022 a été reproduit et même amélioré. Une expérience de juillet 2023 a produit 3,88 MJ d’énergie de fusion (avec 2,05 MJ d’entrée laser) – le niveau le plus élevé jamais atteint lasers.llnl.gov. Le NIF a désormais démontré l’allumage à plusieurs reprises, prouvant que ses résultats sont reproductibles lasers.llnl.gov. Ces expériences confirment que la physique de l’allumage par fusion fonctionne, même si elles restent infimes comparées à la consommation totale d’énergie de l’installation.
- Nouveaux records mondiaux : Début 2024, les dernières expériences de JET ont délivré un record de 69,26 MJ d’énergie de fusion en une seule impulsion euro-fusion.org. Ce « nouveau record mondial » a été atteint lors d’une combustion soutenue de 6 secondes utilisant seulement 0,21 mg de combustible euro-fusion.org – soit environ l’énergie dégagée par la combustion de 2 kg de charbon. Parallèlement, le tokamak EAST chinois a repoussé la durée des impulsions : en janvier 2025, il a maintenu un plasma de haute puissance pendant 1 066 secondes (près de 18 minutes) english.cas.cn, pulvérisant son précédent record de 403 secondes. Ces résultats montrent qu’un fonctionnement long et stable du plasma (nécessaire pour les centrales électriques) devient possible.
- Succès des laboratoires privés : L’appareil « Norm » de TAE (printemps 2025) et Polaris d’Helion (2024) représentent des preuves de concept du secteur privé dans des conditions de fusion datacentremagazine.com, world-nuclear-news.org. CFS a installé une grande partie de la machinerie de SPARC (y compris des aimants supraconducteurs de nouvelle génération) et prévoit un premier plasma dans environ deux ans. Helion construit sa première centrale selon un calendrier industriel. Chaque semaine semble apporter des nouvelles de nouveaux contrats ou investissements – par exemple, le récent financement de TAE par Google et l’accord Helion de Microsoft illustrent les paris croissants des entreprises sur la fusion.
Perspectives d’experts : Les principaux scientifiques et décideurs politiques sont enthousiastes mais prudents. Lors de la COP28 fin 2023, l’envoyé américain pour le climat John Kerry a déclaré que « la fusion [a] le potentiel de révolutionner notre monde » weforum.org, et 35 nations ont signé une initiative visant à renforcer la R&D sur la fusion weforum.org. Kim Budil, directrice du LLNL, note que l’innovation privée s’accélère, mais admet que les véritables centrales électriques pourraient encore être « à deux ou trois décennies » weforum.org. Les dirigeants d’EUROfusion remarquent que le succès de JET « renforce la confiance » dans le développement de la fusion euro-fusion.org. Bob Mumgaard de CFS estime qu’un investissement accru est justifié : « si vous ne vous préparez pas, la fusion n’[aboutira] pas » reuters.com. Les partisans de la fusion soulignent fréquemment ses avantages : par exemple, le PDG d’EUROfusion, Ambrogio Fasoli, affirme que les expériences récentes « approfondissent notre compréhension » et renforcent la confiance dans le fait qu’ITER et les futures centrales DEMO fonctionneront euro-fusion.org. Michl Binderbauer de TAE s’enthousiasme en disant que la fusion offre « une énergie propre quasi illimitée » dans des machines compactes datacentremagazine.com.
Défis pour la commercialisation : Malgré l’enthousiasme, d’énormes défis subsistent. Pour déclencher la fusion, le combustible doit atteindre ~150 millions °C et rester confiné suffisamment longtemps – un exploit nécessitant une ingénierie extrême weforum.org. Les matériaux doivent tolérer un rayonnement neutronique intense et un flux thermique élevé. Sur le plan économique, les réacteurs doivent devenir bien moins coûteux : les dépassements de coûts d’ITER soulignent l’ampleur et le prix de l’ingénierie de la fusion world-nuclear-news.org. L’approvisionnement en combustible n’est pas trivial : le tritium est radioactif et rare, donc les futures centrales devront utiliser des couvertures de lithium pour le produire. Peut-être plus fondamentalement, la production nette d’énergie reste à démontrer. Comme le note Reuters, la “principale question technologique” de la fusion est de savoir comment obtenir plus d’énergie en sortie qu’en entrée reuters.com. Le DOE américain qualifie la percée de l’an dernier de “percée scientifique majeure, fruit de plusieurs décennies de travail”, soulignant la longueur du parcours theguardian.com. Le ministre britannique Andrew Bowie a averti que même le succès de JET “n’est qu’un début” – il faudra encore innover et investir (le Royaume-Uni a engagé 650 M£ dans la recherche sur la fusion)euro-fusion.org.
L’impact futur de la fusion : Si ces défis peuvent être relevés, la fusion pourrait transformer radicalement l’énergie, le climat et la géopolitique. Le combustible de la fusion (deutérium, tritium produit à partir du lithium) est pratiquement illimité et disponible partout dans le monde. Contrairement aux combustibles fossiles, la fusion n’émet pas de CO₂ et – comme le souligne EUROfusion – la combustion des isotopes de l’hydrogène produit “une énergie [thermique] considérable sans aucune contribution aux gaz à effet de serre”, avec “aucun déchet à longue durée de vie” et un fonctionnement “intrinsèquement sûr” euro-fusion.org. Concrètement, un kilogramme de combustible de fusion pourrait fournir autant d’énergie que des millions de kilogrammes de charbon. Cela signifie que la fusion pourrait fournir une production continue pour compléter le solaire et l’éolien, réduisant potentiellement les émissions de carbone de l’électricité et de l’industrie. Elle pourrait faire de chaque pays un exportateur d’énergie : la géopolitique du pétrole et du gaz changerait si l’énergie devenait aussi commune que l’eau de mer. Les analystes estiment que la promesse de la fusion est difficile à surestimer. Comme l’a rapporté Reuters, CFS affirme qu’une future centrale ARC pourrait “révolutionner l’industrie énergétique mondiale” en exploitant une “source d’énergie pratiquement illimitée” semblable à celle des étoiles reuters.com. En effet, de nombreux gouvernements considèrent désormais la fusion comme faisant partie de la stratégie zéro émission nette – tout en tempérant les attentes sur le calendrier.
Perspectives : La fusion nucléaire n’est pas une solution à court terme pour l’urgence climatique. Comme le note un article du Guardian, des scientifiques ont « averti que la technologie est loin d’être prête à être transformée en centrales électriques viables » theguardian.com. Personne ne s’attend à ce que la fusion alimente le réseau électrique cette décennie. Mais un changement clair s’est produit : après des décennies de stagnation des financements, la fusion est désormais soutenue par les grands gouvernements (les budgets des États-Unis, de l’UE, de la Chine et du Royaume-Uni augmentent weforum.org), la coopération internationale (ITER, STEP, etc.), et un afflux d’investissements privés. Les principaux chercheurs en fusion s’accordent à dire que le succès nécessitera une collaboration mondiale : comme l’a déclaré Kim Budil du LLNL, les « partenariats public-privé » sont essentiels weforum.org.
Pour le public, l’essentiel à retenir est que l’énergie de fusion est une course – une quête à haut risque et à haute récompense. Les percées récentes montrent que les lois de la physique fonctionnent, mais construire une centrale de fusion utile est un marathon d’ingénierie. Si cela réussit, cependant, la récompense pourrait être rien de moins qu’une révolution de l’énergie propre : un avenir où la puissance du Soleil est exploitée sur Terre, alimentant nos villes et nos industries avec un impact climatique minimal.
Sources : Des organisations de recherche sur la fusion faisant autorité, des médias d’information et des publications scientifiques ont été consultés. Les principales avancées récentes et citations d’experts proviennent de sources telles que le Forum économique mondial weforum.org, World Nuclear News world-nuclear-news.org, des rapports de projets internationaux sur la fusion euro-fusion.org, Reuters reuters.com, et des publications du Département de l’énergie américain/LLNL lasers.llnl.gov. Celles-ci fournissent la base factuelle de l’aperçu ci-dessus sur la science, l’histoire et les perspectives de la fusion.
