Pourquoi l’annonce de la « fusion froide » en 1989 s’est-elle effondrée en quelques semaines ?

Le contexte

À la fin des années 1980, la fusion nucléaire — le processus qui alimente le Soleil et les étoiles — reste un objectif de recherche poursuivi depuis des décennies par des programmes internationaux coûteux, qui nécessitent des températures de plusieurs dizaines de millions de degrés pour forcer des noyaux atomiques à fusionner. Réussir à déclencher une réaction de fusion à température ambiante, dans un appareil de laboratoire ordinaire, représenterait une rupture scientifique et énergétique majeure : une source d’énergie quasiment illimitée, propre et bon marché.

C’est dans ce contexte que deux électrochimistes, Stanley Pons, professeur à l’université de l’Utah, et Martin Fleischmann, chercheur britannique de l’université de Southampton, mènent en secret depuis plusieurs années des expériences sur l’électrolyse de l’eau lourde à l’aide d’une électrode de palladium, un métal connu pour sa capacité à absorber de grandes quantités d’hydrogène. Fleischmann n’est pas un chercheur marginal : ancien président de la Société internationale d’électrochimie au début des années 1970, il a reçu la médaille d’électrochimie et de thermodynamique de la Royal Society en 1979 puis la médaille Palladium de la Société américaine d’électrochimie en 1985, avant d’être élu Fellow de la Royal Society — la plus haute distinction scientifique britannique. C’est en grande partie ce crédit scientifique très solide, acquis sur plusieurs décennies, qui permettra à l’annonce de 1989 d’être prise au sérieux aussi rapidement par la presse et par une partie de la communauté scientifique, malgré l’absence de publication préalable relue par des pairs.

La décision

Le 23 mars 1989, Pons et Fleischmann convoquent une conférence de presse à l’université de l’Utah, à Salt Lake City, pour annoncer qu’ils ont observé, dans leur dispositif électrochimique de paillasse, un dégagement de chaleur si important qu’il ne pourrait s’expliquer, selon eux, que par une réaction de fusion nucléaire se produisant à température ambiante — une « fusion froide ». Ils choisissent de communiquer directement par voie de presse plutôt que d’attendre la publication et la relecture par les pairs d’un article scientifique détaillé, une décision inhabituelle pour une découverte de cette ampleur revendiquée.

Cette précipitation s’explique en partie par la crainte d’être devancés : à quelques kilomètres de là, à l’université Brigham Young, le physicien Steven E. Jones mène depuis 1986 des recherches sur un phénomène de fusion à froid qu’il qualifie lui-même de « piézonucléaire », d’une intensité bien moindre — de l’ordre d’un billion de fois plus faible que celle revendiquée par Pons et Fleischmann. Les deux équipes, informées chacune des travaux de l’autre, négocient un temps un calendrier de publication commun avant que Pons et Fleischmann, redoutant d’être scientifiquement doublés, ne décident d’avancer seuls leur conférence de presse. Jones, de son côté, choisira la voie plus classique de la publication scientifique, avec un article accepté par la revue Nature dès le 27 avril 1989 — soit un mois après l’annonce médiatique de ses rivaux de l’Utah.

L’université de l’Utah, consciente des enjeux financiers et symboliques considérables d’une telle annonce — notamment en matière de dépôt de brevets et de financement futur —, soutient et accélère la tenue de cette conférence de presse. L’annonce, reprise instantanément par les médias du monde entier, suscite un engouement immédiat dans la communauté scientifique comme dans le grand public, échaudé par la promesse d’une énergie propre et quasiment gratuite.

Cette course à l’annonce, où la crainte d’être devancé l’emporte sur la prudence méthodologique, n’est pas un cas isolé dans l’histoire des sciences : la pression du calendrier avait déjà joué un rôle tout aussi déterminant, trois ans plus tôt, dans la décision qui précède l’explosion de la navette Challenger.

La chute

Dans les jours qui suivent l’annonce, des dizaines de laboratoires à travers le monde tentent de reproduire l’expérience à partir des informations, partielles, communiquées par Pons et Fleischmann. Début avril 1989, quelques équipes, notamment à l’université Texas A&M, rapportent des observations de chaleur excédentaire ; l’université Georgia Tech annonce de son côté une détection de neutrons — signature attendue d’une réaction de fusion — avant de rétracter son annonce dès le 13 avril, après avoir identifié un défaut dans son propre instrument de mesure.

Au fil du printemps et de l’été 1989, l’immense majorité des tentatives de réplication sérieuses échouent à retrouver le moindre signe de fusion nucléaire. Les critiques s’accumulent sur la méthodologie de Pons et Fleischmann : absence de flux de neutrons cohérent avec une réaction de fusion réelle, mesures calorimétriques contestées, refus prolongé de communiquer le détail complet de leur protocole expérimental à la communauté scientifique.

Les conséquences

Le 1er mai 1989, lors d’une session spéciale consacrée à la fusion froide au congrès de l’American Physical Society à Baltimore, huit des neuf principaux intervenants déclarent publiquement considérer l’annonce de Pons et Fleischmann comme scientifiquement caduque. L’un des orateurs va jusqu’à parler d’« incompétence et de délire » de la part des deux chercheurs, une formule qui reçoit une ovation debout de la salle — un désaveu aussi rare que cinglant dans le monde académique.

Dès le 7 août 1989, l’État de l’Utah avait pourtant créé et financé, à hauteur de 4,5 millions de dollars, un National Cold Fusion Institute chargé de confirmer et de développer la découverte de Pons et Fleischmann — un pari politique et financier pris alors que les premiers doutes sérieux commençaient déjà à s’accumuler dans la communauté scientifique. L’institut ferme ses portes dès la fin juin 1991, faute d’avoir réussi à attirer le moindre financement extérieur supplémentaire ; un comité indépendant de quatre scientifiques, chargé d’évaluer ses travaux, conclut n’avoir trouvé aucune preuve qu’une réaction de fusion nucléaire se soit effectivement produite dans les expériences menées.

Pons et Fleischmann, dont la réputation scientifique est durablement écornée, quittent progressivement le devant de la scène universitaire américaine : les deux chercheurs s’installent en 1992 dans le sud de la France pour poursuivre leurs travaux au sein d’un laboratoire financé par Technova, filiale du constructeur automobile Toyota, loin des grandes institutions académiques américaines. En 2004, le département de l’Énergie américain commandite une nouvelle revue d’ensemble des travaux publiés sur la fusion froide depuis 1989 : ses conclusions restent, à ce jour, jugées non convaincantes par la majorité des experts sollicités.

Et depuis ?

La « fusion froide » est devenue, dans le vocabulaire scientifique courant, l’un des exemples de référence de ce que les chercheurs appellent la « science pathologique » : un phénomène rapporté de bonne foi par des scientifiques compétents, mais qui ne résiste pas à un examen rigoureux et à des tentatives de réplication indépendantes. L’épisode reste aujourd’hui enseigné dans les cursus de méthodologie scientifique pour illustrer les risques d’une communication par conférence de presse précédant la publication scientifique validée par les pairs.

Un petit nombre de chercheurs continuent, marginalement, à travailler sur des phénomènes apparentés, aujourd’hui le plus souvent regroupés sous l’appellation plus prudente de « réactions nucléaires à basse énergie », publiées presque exclusivement en dehors des grandes revues scientifiques à comité de lecture généraliste. Aucun de ces travaux n’est parvenu, à ce jour, à convaincre la communauté scientifique dans son ensemble ni à déboucher sur une application énergétique concrète.

D’autres grands projets scientifiques et spatiaux ont depuis buté sur des obstacles tout aussi prosaïques : l’expérience en vase clos de Biosphère 2 sur une crise d’oxygène imprévue, la sonde Mars Climate Orbiter sur une simple erreur de conversion d’unités, ou l’atterrisseur Beagle 2, resté injoignable sur le sol martien pendant onze ans.

Signe que le sujet n’a jamais totalement disparu de la recherche sérieuse malgré son discrédit : Google finance à partir de 2015, à hauteur d’environ 10 millions de dollars, un programme de réexamen rigoureux de la fusion froide, confié à une trentaine de chercheurs d’institutions comme le MIT, le Lawrence Berkeley National Laboratory ou l’université de Colombie-Britannique. Publiés dans la revue Nature en 2019, après quatre années d’expériences menées selon des protocoles de mesure particulièrement stricts, leurs résultats confirment l’absence de toute preuve d’un effet de fusion nucléaire à température ambiante — tout en ayant permis, en creux, de mieux comprendre le comportement de certains métaux fortement hydrogénés, une retombée scientifique inattendue d’un projet parti, trente ans plus tard, vérifier l’une des annonces scientifiques les plus démenties de l’histoire récente.