Le réacteur Xcimer pourrait accélérer considérablement la commercialisation de la fusion nucléaire

Bientôt possible d’acheter un réacteur à fusion nucléaire ? Pour l’instant, cette technologie, qui promet une énergie quasi illimitée, est désespérément au stade de la recherche depuis près de 80 ans. Mais les dernières avancées laissent entrevoir une opportunité commerciale imminente.

C’est du moins ce que croit l’entreprise américaine Xcimer. Basée à Denver, dans le Colorado, et à Redwood City, en Californie, elle a levé des fonds, selon New Atlas. Avec les 100 millions de dollars levés, l’entreprise veut franchir une nouvelle étape vers la fusion par confinement inertiel laser.

Cette technologie diffère des réacteurs tokamak traditionnels. Ici, il n’est pas question de champ magnétique et de plasma pour combiner les atomes d’hydrogène. Grâce au confinement inertiel laser, les isotopes de l’atome (deutérium et tritium) sont déposés sur des pastilles congelées.

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Les lasers chauffent une pastille d’atomes à plus de 150 millions de degrés

Cette pastille est soumise à une batterie de lasers. Sous l’énergie combinée des faisceaux, la pastille implose, ce qui déclenche la réaction de fusion entre les différents atomes d’hydrogène. Cette réaction suit le principe général de la fusion nucléaire, à savoir que l’énergie dégagée par l’opération est supérieure à l’énergie fournie pour la mettre en œuvre.

En décembre 2022, le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) a réussi pour la première fois à récupérer plus d’énergie qu’il n’en a fourni pour réaliser sa réaction de fusion. Il s’agit d’une étape majeure dans l’étude de la technologie de la fusion nucléaire. Des lasers dirigés vers des atomes ont généré une température d’environ 150 millions de degrés.

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Xcimer Energy veut miser sur cette technologie en la sortant de son carcan scientifique. Car si le réacteur LLNL a pu prouver la faisabilité de l’opération, il reste un outil de recherche. L’entreprise veut donc permettre d’en faire des installations entièrement destinées à la production d’électricité.

Pour y parvenir, l’entreprise américaine souhaite construire une installation laser au fluorure de krypton. Cet élément devrait générer une énergie dix fois plus puissante que le modèle utilisé par le LLNL, mais aussi afficher une efficacité dix fois supérieure. Le coût par joule d’une telle structure serait 30 fois inférieur à celui de l’installation du laboratoire Lawrence Livermore.

Ajustements pour passer de la phase de recherche à la phase de commercialisation

Dans le détail, Xcimer Energy imagine une version industrielle de la réaction de fusion où le canon laser produira une puissance de plus de 10 mégajoules. Les plaques d’atomes visées devraient également être plus grandes afin de les fabriquer et de les manipuler plus facilement.

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De plus, la chambre de fusion Xcimer sera traversée par des sels de lithium fondus. Grâce à cet élément, qui s’ajoute à la protection des parois déjà en place pour contenir les neutrons expulsés, il est possible de capter l’énergie produite par la réaction de fusion afin de la convertir en électricité.

L’entreprise semble avoir déjà optimisé le procédé afin de limiter les coûts et d’améliorer son efficacité. Les lasers ne viseront donc pas la totalité des wafers contenant des atomes d’hydrogène, mais seulement une petite partie. Car une fois le combustible enflammé, la production d’énergie permet d’enflammer le reste. Toujours dans l’idée d’augmenter au maximum le ratio d’énergie dépensée et collectée.

L’année dernière, Xcimer a été repérée par le ministère américain de l’Énergie. L’entreprise a été incluse dans un programme de développement de la fusion, un partenariat public-privé doté d’une récompense de 9 millions de dollars. C’est également l’un des trois pôles d’énergie de fusion inertielle mis en place dans le cadre d’une initiative visant à réunir des organisations publiques et privées avec des laboratoires gouvernementaux.

Cet article a été initialement publié le 20 juin.