Le franco-allemand, pour ramener les étoiles sur Terre : la fusion nucléaire expliquée par Frédéric Brochard 

Factuel est allé à la rencontre de Frédéric Brochard, responsable scientifique et porteur du projet SPEKTRE ainsi que directeur de recherche au CNRS à l’Institut Jean Lamour (Université de Lorraine – CNRS). SPEKTRE (acronyme : Sheaths, Plasma Edge Kinetic Turbulence Radiofrequency Experiment) est un projet de recherche sur les plasmas magnétisés et la fusion nucléaire, dont un des plus grands collaborateurs est l’Institut Max-Planck de physique des plasmas à Garching, en Bavière.  Cette collaboration entre l’IJL et l’Institut Max-Planck a permis la conception de la plus grande colonne de plasma magnétisé en Europe.

Quelle est votre relation avec l’Allemagne ?

J’y ai vécu pendant quelques années, lors de mon post-doctorat à l’Institut Max-Planck de physique des plasmas à Greifswald. L’Allemagne représente un des acteurs majeurs dans le domaine de la fusion nucléaire et j’ai beaucoup apprécié collaborer avec nos collègues allemands. Ce sont des partenaires fiables, dotés d’une expérience incroyable et d’un grand professionnalisme.

Pouvez-vous nous parler de votre projet de recherche en collaboration avec les équipes de laboratoires en Allemagne ?

SPEKTRE est la plus grande colonne de plasma confiné en Europe. Le plasma est le quatrième état de la matière, une substance chargée électriquement que l’on retrouve dans la foudre ou dans les flammes, par exemple, bien qu’elle soit rare sur Terre. Toutes les étoiles sont constituées de plasma et c’est grâce à lui qu’elles produisent une immense quantité d’énergie.

Notre projet vise à améliorer la maîtrise de ce processus sur Terre, afin de concevoir des centrales électriques transformant, selon la célèbre équation d’Albert Einstein, E= mc², l’hydrogène en hélium (la masse m perdue lors de cette réaction de fusion est convertie en énergie, E). Contrairement à la fission nucléaire, actuellement utilisée et productrice de nombreux déchets radioactifs, la réaction de fusion nucléaire ne génère pas directement de déchets radioactifs, et même si les parois du réacteur deviennent radioactives, il s’agit d’une faible quantité de déchet à courte durée de vie. Il n’y a pas de réaction en chaîne, en cas de perte de contrôle la réaction s’arrête, ce qui rend le concept intrinsèquement sûr. C’est donc révolutionnaire pour le futur.

L’Institut Max-Planck de physique des plasmas à Garching était intéressé par notre projet et nous a fait le don de treize bobines de cuivre, d’un poids total de 30 tonnes, qui ne leur servaient plus. Les bobines en cuivre sont un élément onéreux essentiel à la machine puisqu’elles génèrent le champ magnétique de confinement. L’IJL a conçu et fait fabriquer l’enceinte à vide, longue de plus de six mètres. Sa forme cylindrique permet une exploitation plus simple.

Et c’est donc en 2020 qu’une convention de collaboration de dix ans a été signée entre l’Institut Jean Lamour et l’Institut Max-Planck à Garching.

Quels sont les bénéfices de ce projet de recherche européen ? Quels en sont les défis ?

Je n’y vois que des avantages. Nos collègues allemands font preuve d’une grande inventivité et constituent un véritable repère pour nous, en nous guidant grâce à leur expertise reconnue à l’international. Au printemps 2026, la machine sera mise en service dans un cadre scientifique, et c’est à ce moment-là que la collaboration entre les instituts se renforcera et gagnera en intensité.

Est-ce que ce partenariat est une ouverture à d’autres projets de coopération potentiels avec l’Allemagne pour l’Institut Jean Lamour ?

Il existe déjà de nombreux projets européens, et plus spécifiquement franco-allemands. C’est sûr que SPEKTRE suscitera l’intérêt de nombreux collègues allemands intéressés de découvrir cette machine. Nous prévoyons d’ailleurs des échanges de chercheurs et de doctorants entre nos instituts. Notre ambition est que SPEKTRE devienne, à terme, une véritable plateforme internationale de recherche scientifique.

Pour vous, comment définiriez-vous le franco-allemand ?

La France et l’Allemagne partagent une histoire longue et complexe, faite de conflits mais aussi de réconciliation. Ensemble, elles constituent l’un des piliers de construction européenne, d’où l’importance de faire vivre cet axe franco-allemand. Pour ma part, je suis très heureux de contribuer au projet SPEKTRE, qui incarne entièrement cette coopération entre nos deux nations.

Crédits photos : ©Unys, réalisées par Nicolas Dohr