06/05/2024 Les start-up américaines Général Fusion ou Helion Energy vont-elles gagner la course à la fusion nucléaire ?

Depuis 2015, le secteur privé s’intéresse de plus en plus à la fusion nucléaire contrôlée. Rappelons qu’au contraire de la fission nucléaire, la fusion nucléaire fait partie des énergies dites « décarbonées ». Fusionner deux isotopes de l’hydrogène (le deutérium et le tritium) produit de l’hélium et de la chaleur récupérable sous la forme d’energie électrique. Il ne s’agit pas de combustion. Il n’y a pas d’émission de CO2 dans cette réaction qui ne contribue pas au réchauffement climatique. Cela permet de bénéficier des aides aux investissements favorisant les technologies pour le climat. 

Ces dernières années le projet expérimental ITER (https://www.iter.org/) basé en France près de Cadarache et visant à produire à échelle industrielle de l’énergie de fusion avait rassemblé une vingtaine de PME innovantes. Le projet ITER porte en lui la promesse d’une production d’énergie propre sur laquelle misent les projets privés. De plus, de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies (rubans supraconducteurs, lasers, algorithmes de calcul…) permettent d’envisager de construire de petits réacteurs expérimentaux à moindre coût.

Enfin, la promesse d’un investissement risqué, mais extrêmement rentable s’il réussit, incite certaines entreprises à tenter l’aventure. Ces entreprises sont d’ailleurs  souvent soutenues par des fonds d’investissement, alimentés par les Géants de l’informatique tels Bill Gates ou Jeff Bezos et quelques financements publics issus de collaborations avec de grands laboratoires de recherche nationaux dont EDF en France.

Il existe désormais plus de 30 entreprises privées de fusion dans le monde, selon une enquête réalisée en octobre par la Fusion Industry Association (FIA) https://www.fusionindustryassociation.org/ à Washington DC, qui représente les entreprises du secteur. Les 18 entreprises, ayant déclaré leur financement, affirment avoir attiré plus de 2,4 milliards de dollars au total – presque entièrement issus d’investissements privés.

Citons par exemple General Fusion, avec son concept de sphère recouverte de pistons dans laquelle un mélange deutérium-tritium est injecté avant que les pistons ne produisent une onde de choc qui comprime le plasma et est censée offrir les conditions de pression et de température nécessaire à la fusion. Pour sa part CFS (Commonweath Fusion Systems) s’appuie sur le développement de nouveaux aimants supraconducteurs à haute température pour construire SPARC, un tokamak compact dont le rendement devrait atteindre 2 fois celui des meilleurs. CFS annonçait en septembre 2021 que son nouvel aimant supra haute température avait atteint une intensité de 20 Teslas. La fin de la construction est prévue pour 2025.

Citons également Helion Energy qui, plutôt que de chercher à produire de l’électricité en faisant tourner des turbines grâce à la chaleur générée par la réaction au cœur d’un tokamak, propose de produire cette électricité directement par induction dans des bobines électriques qui entourent le réacteur. Ceci lui permet de récupérer directement l’énergie à l’intérieur du réacteur sans passer par la vapeur. De plus, ce procédé ne produit pas de neutrons, ce qui évite les projections sur les parois et leur érosion.

Jusque ici, la viabilité économique de la fusion nucléaire apparaissait incertaine, car le confinement magnétique nécessitait la fabrication d’aimants gigantesques. Mais des études publiées récemment par des chercheurs du MIT et de Commonwealth Fusion Systems ont montré que la fusion était possible avec des aimants beaucoup plus petits qu’imaginé initialement. Cela divisera par 40 le coût du watt.

Avec ses deux milliards de dollars de capitaux privés, Commonwealth est, de très loin, la société à avoir levé le plus de fonds dans le secteur. Elle prévoit d’activer son réacteur de démonstration, le SPARC, l’an prochain, puis d’ouvrir sa première centrale au début des années 2030.

Les aléas sont encore nombreux, mais en cas de réussite, Commonwealth et Helion permettraient aux Américains d’arriver les premiers à la production commerciale d’électricité, étape qu’aucun autre pays ne vise avant 2035, au mieux.

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