Fusion Nucléaire – La Solution Énergétique Propre Ultime à l’Horizon

Le Pouvoir des Étoiles

L’énergie nucléaire a une mauvaise réputation auprès de beaucoup de gens. C’est en partie justifié, avec des catastrophes comme Tchernobyl ou Fukushima ayant entaché sa réputation.

D’autres personnes ont l’opinion inverse, considérant que tout ce qui est en deçà de la division d’atomes est un moyen primitif et inefficace de produire de l’énergie. Ils soulignent également les faibles émissions de carbone et la puissance de base très stable que l’énergie nucléaire peut fournir.

Il est probable que l’énergie nucléaire fera partie de notre mix énergétique futur, surtout avec la 4e génération de réacteurs nucléaires qui commence à être mise en service, qui sera plus propre, plus sûre et plus efficace.

Cependant, tous ces réacteurs reposent sur le concept de fission nucléaire. Ils prennent des atomes très lourds comme l’uranium, le thorium ou le plutonium, et collectent l’énergie lorsqu’ils se divisent en éléments plus légers.

Une autre forme d’énergie nucléaire est la fusion nucléaire. Elle repose sur la prise d’éléments très légers et les faire fusionner en éléments plus lourds.

La fusion nucléaire est littéralement ce qui alimente l’univers, avec chaque étoile étant un gigantesque réacteur de fusion nucléaire. Chaque seconde, le soleil consomme 600 millions de tonnes d’hydrogène. Pour référence, cela signifie que le soleil consomme une quantité d’hydrogène aussi grande que la masse totale de la Terre tous les 70 000 ans.

Drôlement, cela signifie que l’énergie solaire (ainsi que l’énergie éolienne, biomasse et même les combustibles fossiles) est en réalité de l’énergie de fusion nucléaire (du soleil), sauf avec des étapes supplémentaires.

Donc, si nous pouvions reproduire ne serait-ce qu’une petite partie de cela sur Terre, nous pourrions accéder à une source d’énergie virtuellement illimitée. Contrairement à l’uranium ou au thorium, qui sont relativement rares, l’hydrogène représente 74 % de toute la matière disponible dans l’univers.

Fission vs Fusion

Lorsque nous brûlons des molécules comme le gaz naturel ou le pétrole, nous libérons l’énergie contenue dans les liaisons chimiques de la molécule. C’est un niveau d’énergie plutôt élevé, mais qui n’est pas du même ordre que l’énergie contenue dans les atomes eux-mêmes.

C’est pourquoi 1 kg d’uranium contient la même quantité d’énergie que 2,7 millions de kg de charbon. L’hydrogène, lorsqu’il subit une fusion, est encore plus puissant.

Lorsque nous discutons de l’énergie nucléaire, il peut être déroutant de comprendre pourquoi nous pouvons produire de l’énergie à la fois par fission et par fusion.

La raison est que l’énergie contenue dans le noyau d’un atome varie en fonction du poids de l’élément. Les noyaux des éléments lourds contiennent plus d’énergie que les éléments de poids moyen, donc lorsqu’ils se divisent, ils libèrent une partie de cette énergie sous forme de chaleur et de rayonnement. C’est cette chaleur que nous collectons pour produire de l’énergie avec les centrales nucléaires.

Mais les éléments très légers sont encore plus énergétiques. Donc, lorsqu’on les fusionne en éléments de poids moyen, ils libèrent encore plus d’énergie.

Source : Nature

Par conséquent, la fusion nucléaire peut produire 3 à 10 fois plus d’énergie que la division d’atomes.

Combinée à l’abondance extrême du plus léger élément possible, l’hydrogène, cela rend théoriquement la fusion nucléaire une source de puissance illimitée, limitée uniquement par la quantité totale de matière dans l’ensemble de l’univers.

Même dans le système solaire, les géantes gazeuses et les nuages de comètes contiennent tellement d’hydrogène qu’il éclipse la masse totale de la Terre.

Réaliste, même une civilisation humaine utilisant 1 000 fois notre consommation d’énergie actuelle ne s’épuiserait jamais de carburant.

Mieux encore, le produit résultant de la fusion de l’hydrogène, l’hélium, est un gaz non toxique, léger et non réactif chimiquement. Donc, pas de déchets nucléaires nocifs à traiter une fois le processus terminé.

La Fusion est Difficile

Pourquoi n’avons-nous pas encore alimenté la civilisation humaine avec de la fusion nucléaire ?

Eh bien, la chose est que la fusion nucléaire est difficile à réaliser. Les noyaux d’atomes d’hydrogène ont une charge électrique positive et se repoussent naturellement. Donc, il peut être très difficile de les rapprocher suffisamment les uns des autres pour provoquer la fusion, comme deux aimants ultra-puissants se repoussant mutuellement.

Dans la nature, seule la gravité écrasante d’une étoile entière est suffisante pour pousser suffisamment d’atomes d’hydrogène pour déclencher la fusion. Même quelque chose d’aussi grand que Jupiter est encore « trop petit » pour y parvenir.

Donc, faire se rapprocher les atomes d’hydrogène sur Terre est très, très difficile.

Cependant, cela a été réalisé et a été réalisé pour la première fois par une machine à fusion dans les années 1950. Ces machines ont démontré la faisabilité de créer de la fusion, mais n’ont pas réussi à rendre suffisamment d’énergie par rapport à l’énergie utilisée pour déclencher la fusion.

(Techniquement, la fusion nucléaire à grande échelle a été réalisée dès 1952 avec la première bombe thermonucléaire, mais cela est à peine une technique utilisable pour créer un approvisionnement électrique sûr).

Un autre problème avec la fusion est que le plasma de fusion nucléaire est extrêmement chaud, généralement au-dessus de 100 millions de degrés Celsius. Donc, il doit être parfaitement contenu ou il fondra le réacteur.

En raison de tous ces problèmes à résoudre, la fusion nucléaire a été un domaine en évolution lente, avec le commentaire sarcastique que “la fusion est toujours dans 30 ans dans le futur“.

Remplacer la Gravité

Ce problème de création d’une énergie suffisante à partir de la fusion, par rapport à l’énergie utilisée pour déclencher la réaction de fusion nucléaire, est un problème récurrent dans le domaine. Puisque la fusion est si difficile à réaliser, la compression de quelques atomes d’hydrogène est extrêmement énergivore.

Plusieurs méthodes ont été proposées jusqu’à présent.

Chacune a été démontrée pour “fonctionner”, ce qui signifie qu’elles provoquent la fusion d’hydrogène ou d’autres éléments légers et libèrent de l’énergie.

Tokamaks

Les réacteurs à fusion créent un espace en forme de donut avec des champs magnétiques, où le plasma de fusion nucléaire peut être contenu.

C’est actuellement l’un des conceptions considérées comme ayant la plus grande chance d’être optimisée en un réacteur à fusion commercial. Le premier tokamak a été construit en 1958 et est le concept de base pour ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), le plus grand effort de recherche pour développer une fusion commerciale, avec presque toutes les nations techniquement avancées participant au projet.

Source : DOE

Cependant, ITER a été un projet difficile avec des retards considérables. Récemment, il a été annoncé que les réactions produisant de l’énergie pourraient ne pas se produire avant 2039.

Autres Réacteurs à Fusion à Aimants

Outre les tokamaks, d’autres conceptions utilisent des aimants pour comprimer et confiner le plasma. Cela inclut les stellérateurs, les spheromaks et les tore compacts.

Dans un réacteur stellaire, la forme en donut est irrégulière/tordue. En théorie, cela peut permettre une durée de réaction de fusion plus longue et un plasma plus stable. En pratique, il est très difficile à construire et a été considéré comme plus difficile que les tokamaks. Ce niveau de complexité supplémentaire a également rendu très difficile de le modéliser sur ordinateur, le rendant plus difficile à prédire et plus coûteux à construire.

Les spheromaks sont similaires aux tokamaks mais diffèrent de la façon dont ils induisent le champ magnétique.

Les tore compacts tentent de créer de la fusion sans bobine magnétique au centre du tore (forme de donut), réduisant le besoin d’aimants complexes.

Lasers

Au lieu de serrer les atomes d’hydrogène avec un aimant, une autre approche utilisant des lasers tente de les rendre si chauds qu’ils entrent en collision les uns avec les autres, ce qui crée ensuite instantanément des ondes de choc poussant les atomes d’hydrogène les uns vers les autres.

Un bon exemple est le U.S. National Ignition Facility (NIF), qui guide, amplifie, reflète et focalise 192 faisceaux laser puissants sur une cible de la taille d’un effaceur de crayon. Cela livre 500 billions de watts de puissance de pointe en un point.

Source : Britannica

C’est l’autre conception principale considérée comme susceptible de livrer un jour une fusion commerciale viable.

La fusion basée sur des aimants lutte contre des mathématiques complexes et la science des matériaux supraconducteurs. La fusion induite par laser lutte pour livrer l’énergie correctement et maintenir le carburant suffisamment dense et homogène pour que la fusion se produise.

Courant Électrique

Une dernière méthode possible pour réaliser artificiellement la fusion est d’utiliser des courants électriques pour générer le champ magnétique qui serre le plasma plus fort, ou Fusion ciblée magnétisée (MTF).

Une telle méthode est le Z-pinch, une autre méthode utilise des pistons pneumatiques et l’injection de plasma. Un accélérateur de particules pourrait peut-être également réaliser le même principe.

Source : IEEE

En général, ces conceptions ont tendance à être beaucoup plus compactes que la fusion basée sur des tokamaks ou des lasers.

Notamment, c’est l’approche préférée des entreprises privées de fusion comme General Fusion et Helion.

Étapes vers la Fusion Commerciale

Rendements

Comme expliqué ci-dessus, la fusion est toujours un domaine très expérimental, sans chemin évident vers une conception commercialement viable.

Dans l’ensemble, le rendement des réacteurs à fusion a été amélioré, ce qui signifie qu’ils commencent progressivement à produire plus d’énergie de fusion à partir de l’énergie injectée pour déclencher la fusion.

En 2022, des chercheurs au U.S. National Ignition Facility ont annoncé qu’ils “ont créé une réaction qui a produit plus d’énergie qu’ils n’en ont mis“.

En pratique, cette affirmation est un peu trompeuse : la conception à laser a effectivement livré 2,05 mégajoules d’énergie et a créé 3 mégajoules d’énergie de fusion.

Cela ignore le fait que pour créer les 2,05 mégajoules de laser, une quantité totale d’électricité égale à 322 mégajoules d’énergie a été consommée pour créer ces faisceaux laser. Donc, en pratique, le rendement énergétique total est encore 100 fois trop faible pour en faire un “vrai” rendement positif avec ce modèle. Et encore plus bas que cela dans la pratique, car certainement pas toute la chaleur générée pourrait être reconvertie en puissance.

C’est néanmoins un jalon important et une réalisation impressionnante.

Stabilité du Plasma et Durée de Réaction

La partie clé sera d’évaluer la situation d’une réaction de fusion auto-entretenue, où la libération d’énergie précédente est suffisante pour déclencher plus de fusion. Jusqu’à récemment, les réactions de fusion n’ont duré que quelques dizaines de secondes. Dans un réacteur commercial viable à l’avenir, de telles réactions pourraient durer des dizaines de minutes ou même des heures, grâce à un plasma plus stable.

Cela pourrait être plus proche que beaucoup ne le pensent, avec un nouveau record d’une fusion de 6 minutes entières réalisée par le dispositif WEST (tungstène (W) Environment in Steady-state Tokamak) en France.

Cela illustre comment l’utilisation innovante de matériaux avancés comme le tungstène pourrait ouvrir la voie à une amélioration drastique des conceptions classiques de réacteurs à fusion. Vous pouvez en lire plus sur le tungstène et les opportunités d’investissement difficiles à trouver dans ce secteur dans notre article “Tungstène – Le Métal Haute Technologie Secret“.

Supraconducteurs Bon Marché

Cette étape est nécessaire surtout pour les conceptions de réacteurs à fusion basés sur des aimants, mais également pour d’autres, car les niveaux de puissance nécessitent généralement l’utilisation de matériaux supraconducteurs quelque part dans le système.

Heureusement, de meilleurs supraconducteurs, ou même la technologie de supraconductivité à température ambiante, progressent rapidement. Vous pouvez lire les détails de ce sujet dans notre article “Progrès dans la supraconductivité ouvrant la voie à une nouvelle révolution technologique“.

IA

Le plasma est un état de la matière incroyablement complexe, très différent des trois autres (solide, liquide, gaz). Il est extrêmement chaud et, dans l’ensemble, devient rapidement très instable.

Un plasma instable a tendance à ne pas rester confiné longtemps dans le réacteur, interrompant le processus de fusion nucléaire.

Pour compenser, les aimants des réacteurs nucléaires tentent de stabiliser constamment le plasma, en ajustant le champ magnétique en temps réel. Les mathématiques associées sont extrêmement complexes, et même les supercalculateurs peuvent avoir du mal avec elles, surtout s’ils doivent les effectuer rapidement pour instruire la bonne réaction au magnétisme du réacteur.

Cela pourrait changer, grâce aux progrès de l’IA, comme nous l’avons rapporté dans un article récent. Là, nous avons expliqué comment l’IA a appris à prédire l’émergence d’instabilités dans le plasma jusqu’à 300 ms à l’avance.

“Nous n’avons plus à attendre que les instabilités se produisent et puis prendre des mesures correctives rapides avant que le plasma ne soit perturbé.”

Sécurité

La fusion nucléaire est inhérentement beaucoup plus sûre que la fission nucléaire. La réaction de fusion s’arrête automatiquement lorsque le plasma se dilate, ce qui signifie qu’il n’y a aucun risque de réaction en chaîne déchaînée.

Cependant, avant de devenir une source d’énergie à grande échelle, la fusion nucléaire devra encore faire face à quelques problèmes de sécurité :

• De nombreuses conceptions de réacteurs utilisent du tritium, car ces réactions de fusion sont plus faciles à déclencher que la fusion deutérium-deutérium. Cependant, le tritium est radioactif, donc toute défaillance du réacteur pourrait entraîner une (faible) contamination radioactive.
• L’instabilité du plasma et la physique à haute énergie comportent un risque inhérent. Maintenir la sécurité des opérateurs et du réacteur pendant les opérations de production d’énergie continue nécessitera de bonnes procédures de sécurité et probablement une optimisation de la conception.
• La fusion nucléaire produit occasionnellement des neutrons, qui transformeront lentement le mur du réacteur en déchets radioactifs. Même si leur volume est minimal, ces déchets devront être correctement traités à la fin de la vie des composants ou du réacteur dans son ensemble.

Sujets Connexes

Propulsion Spatiale par Fusion

Actuellement, la fusion nucléaire est principalement poursuivie pour son potentiel de production d’énergie sur Terre. Un autre secteur qui bénéficierait énormément de la maîtrise de la fusion nucléaire est l’exploration et la colonisation spatiales.

Grâce à son efficacité très élevée par rapport à la masse de carburant, ainsi qu’à ses températures extrêmement élevées, les réacteurs de fusion nucléaire constituent les systèmes de propulsion parfaits pour l’espace lointain.

En théorie, cela pourrait fournir une accélération très rapide et un temps de trajet faible, avec une faible demande de carburant et une sécurité améliorée pour l’équipage par rapport aux alternatives comme les moteurs chimiques ou à fission nucléaire. La facilité d’accès et l’abondance d’hydrogène dans l’espace sont un bonus supplémentaire.

En pratique, rendre un réacteur à fusion suffisamment petit et léger pour tenir dans un vaisseau spatial pourrait être un défi, même après que nous ayons maîtrisé la conception sur Terre.

Si la fusion nucléaire devient commercialement viable, cela révolutionnerait complètement les perspectives d’une économie basée dans l’espace (que nous discutons avec et sans fusion dans notre article ici), et rendrait instantanément l’humanité une espèce spatiale.

Fusion Froide

La fusion froide est un sujet controversé. En concept, c’est l’idée que la fusion nucléaire pourrait être réalisée sans plasma à basse température.

Une méthode proposée consisterait à utiliser des matériaux qui changent de forme de telle sorte que les atomes d’hydrogène soient piégés et forcés de se fusionner. Des métaux imprégnés d’hydrogène comme le palladium, l’erbium et le titane ont été proposés pour y parvenir.

En 1989, les chercheurs Stanley Pons et Martin Fleischmann ont affirmé avoir réalisé une telle fusion. Malheureusement, des années d’essais pour reproduire les résultats par la communauté scientifique n’ont pas abouti, conduisant à des accusations de mauvaise science ou même de fraude pure et simple.

La controverse qui a suivi a définitivement endommagé l’image de ce concept. Cependant, il est toujours étudié par un petit nombre de scientifiques, généralement sous les noms de Réactions Nucléaires à Faible Énergie (LENR), Science Nucléaire de la Matière Condensée (CMNS) ou Réactions Nucléaires Assistées Chimiquement (CANR).

Un regain d’intérêt pour le domaine s’est produit dans les années 2020, visant à dépasser la stigmatisation de la recherche non sérieuse. Notamment, l’agence gouvernementale américaine ARPA-E a annoncé en 2023 une poignée de subventions pour financer des groupes de recherche étudiant les réactions nucléaires à faible énergie (LENR), suite à des résultats intrigants obtenus par des chercheurs de la NASA en 2020.

La fusion froide est actuellement très incertaine et spéculative. Cependant, le retour de la recherche sérieuse et bien financée dans le domaine pourrait clarifier la situation et déterminer si cela pourrait devenir un chemin viable vers la réalisation de la fusion nucléaire.

Fusion de Bulles

Une autre idée est que la fusion nucléaire pourrait se produire dans des bulles lorsqu’elles se contractent ; par exemple, des bulles peuvent se former dans l’eau lorsqu’elles sont soumises à des ultrasons, une idée parfois appelée sonofusion.

En théorie, les ondes de choc créées par l’effondrement d’une bulle dans un liquide pourraient être suffisamment puissantes pour provoquer la fusion, pas tout à fait à la manière dont les ondes de choc induites par laser provoquent la fusion. Cela pourrait expliquer le phénomène de sonoluminescence (l’émission de lumière encore non comprise lorsqu’une bulle se contracte).

L’idée est aussi controversée que la fusion froide, avec son principal promoteur largement critiqué.

Cependant, l’idée pourrait ne pas être aussi morte que les deux dernières décennies de controverse le laisseraient penser.

En mai 2024, un article scientifique intitulé “Observation d’émission de neutrons pendant la cavitation acoustique de poudre de titane deutérié“, publié dans la prestigieuse revue Nature, a affirmé avoir détecté des événements de fusion potentiels avec des bulles d’eau lourde mélangées à des particules de titane.

Nous avons pu maintenir la production de neutrons pendant plusieurs heures et répété l’expérience à plusieurs reprises dans diverses conditions. Nous hypothésons que les neutrons observés proviennent de la fusion nucléaire de deutérium dissous dans le réseau de titane en raison de l’action mécanique des jets de cavitation qui les frappent

Le mélange d’un réseau de titane (comme dans la fusion froide) avec la cavitation (bulles) est plus qu’intriguant, et la publication dans une revue à comité de lecture très sérieuse pourrait raviver l’intérêt pour le secteur, avec peut-être “fusion froide-bulle” comme percée scientifique inattendue.

Secteur Privé qui Entre en Scène

Depuis son inception, les domaines de la physique des plasmas et de la fusion nucléaire ont été principalement menés par la recherche gouvernementale avec des financements publics.

Cela a du sens, car ils étaient très utiles pour les programmes de développement d’armes nucléaires, avec par exemple le U.S. National Ignition Facility initialement développé pour remplacer les tests d’armes nucléaires plus que pour explorer la fusion nucléaire.

En tant que segment de la science sans applications commerciales directes, le financement de la fusion devait provenir principalement des secteurs public et académique.

Cela change grâce à la convergence de 3 facteurs :

1. Des décennies d’expérience dans le secteur ont créé une grande base de connaissances accessibles et formé des scientifiques qui peuvent travailler pour des entreprises commerciales.
2. La fusion nucléaire semble plus proche d’être réalisée commercialement que jamais auparavant, augmentant l’enthousiasme des investisseurs. Et le style d’investissement “lune” est maintenant populaire, avec la fusion nucléaire peut-être le “lune” ultime, ainsi que l’extraction minière d’astéroïdes, respectivement résolvant définitivement les problèmes de pénurie d’énergie et de matières premières.
3. Le changement climatique, la géopolitique et l’épuisement des ressources sont tous convergents pour augmenter la demande d’une source d’énergie abondante et neutre en carbone.

Donc, une nouvelle vague d’efforts de fusion nucléaire est maintenant menée par des entreprises privées, cherchant à revoir les conceptions de réacteurs à partir de zéro, à étudier de nouvelles méthodes et à essayer de reproduire pour le secteur de la fusion ce que des entreprises comme SpaceX ont réalisé pour les vols spatiaux (comme la réutilisation des fusées, considérée comme impossible).

Entreprises de Fusion

Actuellement, aucune des entreprises dédiées à rendre la fusion nucléaire commercialement viable n’est cotée en bourse. Cela inclut Helion, General Fusion, Commonwealth Fusion, TEA Technologies, ZAP Energy, et NEO Fusion. Vous pouvez trouver une liste extensive de startups dans l’espace de la fusion nucléaire sur la page dédiée de Dealroom.

1. General Fusion

General est l’une des startups qui mène la charge pour rendre la fusion un projet du secteur privé, plutôt qu’un projet de physique financé par des fonds publics.

L’entreprise a été créée il y a aussi longtemps que 2002, pour développer la technologie de fusion ciblée magnétisée (MTF).

La MTF est censée être un chemin plus court vers la fusion énergétiquement positive et être beaucoup moins coûteuse. General Fusion a été la première au monde à construire et à mettre en service un injecteur de plasma de tore compact à l’échelle d’une centrale électrique en 2010 et a atteint de nombreux autres jalons depuis.

Source : General Fusion

L’entreprise vise à atteindre la fusion avec une température de 100 millions de degrés Celsius en 2025 et à progresser vers le point de rentabilité énergétique (rendement positif de la fusion nucléaire) en 2026. Avant cela, un modèle à l’échelle 1/5 a été réalisé en 2023 et ses performances ont correspondu aux attentes des modèles informatiques.

Dans l’ensemble, General Fusion a passé 2 décennies à construire étape par étape chacune des technologies clés de sa conception finale, en les testant au fur et à mesure et en validant avec succès l’idée, du moins jusqu’à présent.

En tant qu’entreprise privée, elle n’a pas eu à discuter et négocier aucun changement de conception, contrairement aux projets internationaux comme ITER. Elle a également pu choisir la technologie pour ses propres mérites, sans avoir à décider si un pays particulier devait obtenir le contrat pour des raisons politiques.

Source : General Fusion

C’est pourquoi beaucoup s’attendent à ce que General Fusion et quelques-unes de ses concurrentes réussissent là où les grands projets gouvernementaux pourraient échouer.

2. Lockheed Martin Corporation

Une exception notable à des startups privées dominantes dans le domaine est l’entreprise cotée en bourse Lockheed Martin Corporation, un géant de l’industrie de la défense.

Lockheed a travaillé depuis le début des années 2010 sur Fusion Compacte, un réacteur de fusion nucléaire qu’elle attendait d’avoir prêt pour les années 2020. Cependant, il a été annoncé que les travaux sur le projet ont été arrêtés en 2021.

L’entreprise a été très discrète sur ce projet après une annonce initiale très publique. À ce jour, il est peu clair ce qui a pu inciter l’entreprise à abandonner l’idée.

En même temps, il semble qu’elle n’ait pas complètement abandonné le concept, notamment avec des investissements en 2024 dans Helicity, une startup développant un moteur de fusion.

L’idée serait de propulser des vaisseaux spatiaux avec de courtes impulsions de fusion. Helicity prévoit d’utiliser un pistolet à plasma, la même approche que celle adoptée par General Fusion.

Potentiellement, les résultats internes de Lockheed ont montré que sa conception ne pouvait pas maintenir la fusion d’une manière compatible avec la production d’énergie.

Mais peut-être que, en même temps, de courtes impulsions suffisent aux besoins de propulsion dans l’espace et sont beaucoup plus proches de devenir un produit réel ? Cela correspondrait également mieux au profil général de l’entreprise, axé sur l’aérospatiale et la défense.

3. TAE Technologies

Anciennement connue sous le nom de Tri Alpha Energy, l’entreprise californienne se concentre sur le développement de la technologie d’énergie de fusion. TAE Technologies met actuellement à niveau sa plate-forme de fusion, Norman, vers une sixième génération de machine appelée Copernicus.

Source : TAE

La technologie TAE repose sur des accélérateurs de particules pour injecter de l’énergie dans le plasma et “agir comme un agent épaississant qui le rend plus gérable”.

L’entreprise utilise également largement l’impression 3D dans la fabrication de Copernicus, permettant des itérations rapides de nouveaux composants et une résolution de problèmes plus rapide. Par exemple, elle a réussi à imprimer certains composants du réacteur pour la moitié du poids que la fabrication conventionnelle aurait réalisé.

Source : TAE

Si tout se déroule sans heurts, l’entreprise prévoit de construire sa première centrale électrique prototype qui pourrait être connectée au réseau dans les premières années 2030, et la mise à l’échelle pour développer une puissance commerciale fiable se poursuivra tout au long de la décennie. La fusion, selon son PDG Michl Binderbauer, nous mènera dans un “paradigme d’abondance”.

Pendant 25 ans, l’entreprise a fonctionné sur un modèle “argent par jalon”, où chaque round de financement n’est gagné que si les jalons promis aux investisseurs sont tenus.

En 2022, Google et Chevron ont investi dans TAE Technologies dans le cadre d’une levée de fonds de 250 millions de dollars de l’entreprise. Google est en fait partenaire de TAE depuis une décennie et fournit à l’entreprise de l’IA et de la puissance de calcul.

L’entreprise propose également services de sciences de la vie (Thérapie de capture de neutrons par bore – BNCT) et solutions d’alimentation comme des batteries et de la mobilité électrique.

4. Helion

Helion vise à créer de la fusion avec du deutérium et de l’hélium-3, au lieu de se concentrer sur la fusion avec du tritium.

Normalement, l’hélium-3 est très difficile à trouver. Mais Helion a une méthode pour le produire à partir de deutérium dans son propre réacteur. Sinon, des alternatives comme l’extraction minière sur la Lune auraient probablement été nécessaires.

Comme la plupart des entreprises privées de fusion, Helion utilise la technologie d’injection de plasma.

Une autre caractéristique unique est la cible de capture directe d’électricité à partir du plasma, en utilisant la loi de Faraday pour induire un courant, en sautant directement le cycle de chauffage à la vapeur commun aux centrales nucléaires.

Cette démarche est plutôt audacieuse, mais pourrait également augmenter le rendement des centrales électriques futures de 2 à 3 fois, car la conversion chaleur-vapeur-énergie est généralement très peu efficace. C’est également une procédure très intensive en capital.

La centrale électrique à fusion d’Helion devrait avoir un coût de carburant négligeable, un coût d’exploitation faible, un temps de fonctionnement élevé et un coût de capital compétitif. Nos machines nécessitent un coût en capital bien inférieur car nous pouvons faire de la fusion de manière très efficace et n’avons pas besoin de grandes turbines à vapeur, de tours de refroidissement ou d’autres exigences coûteuses des approches de fusion traditionnelles.

Helion exploite actuellement Trenta, son réacteur de sixième génération qui a réalisé 10 000 impulsions et atteint des températures de 100 millions de degrés Celsius.

Source : Helion

Elle passe actuellement à Polaris, son prochain modèle attendu pour pousser jusqu’à 100 fois plus vite que Trenta, ce qui en ferait la première fusion nucléaire à produire un gain net d’électricité.

Il est important de noter que Polaris serait long de 19 m, loin d’une installation géante par rapport à d’autres conceptions de réacteurs à fusion plus classiques.