De nombreuses startups se spécialisent dans la fusion nucléaire, considérée comme le Saint Graal de l’énergie. Et si la technologie semble encore loin d’être concrétisée, certaines d’entre elles font état de progrès encourageants, attirant toujours plus d’investisseurs.
Parce que la fusion nucléaire a le potentiel de révolutionner de nombreux domaines. Surtout, cela marquerait une avancée considérable dans la lutte contre le réchauffement climatique. Il s’agit de reproduire la réaction qui alimente les étoiles et les transforme en une source d’énergie quasi infinie, c’est-à-dire la fusion de deux atomes pour qu’ils n’en forment qu’un ; Contrairement à la fission nucléaire aujourd’hui utilisée dans les centrales électriques, la fusion ne produit pas de déchets radioactifs.
Malheureusement, des obstacles importants subsistent aujourd’hui pour exploiter la fusion nucléaire à grande échelle, car son développement nécessite des ressources astronomiques. Mais le jeu en vaut la chandelle, et des avancées récentes, notamment dans les domaines de l’IA et des processeurs, pourraient changer la donne.
Hélion
C’est la startup qui propose le planning le plus serré. Et pour cause, elle a conclu de lucratifs partenariats avec Microsoft et OpenAI, dont le PDG Sam Altman siège même au conseil d’administration. Selon lui, la fusion nucléaire est la clé pour permettre à l’IA de poursuivre son développement rapide.
Fondée en 2008, Helion utilise du deutérium et de l’hélium-3 comme carburant. Cette technique la distingue des autres entreprises de fusion, qui utilisent souvent du tritium. La startup exploite un type de réacteur appelé « configuration de champ inversée » pour confiner le plasma, état de la matière où les particules sont très énergétiques et ionisées.
Son accélérateur utilise des champs magnétiques pulsés pour comprimer le plasma jusqu’à ce que la fusion se produise. Helion a déjà développé une série de prototypes, dont le sixième a atteint les températures nécessaires aux réactions de fusion commerciales, soit plus de 100 millions de degrés Celsius. En revanche, elle n’a pas encore atteint une production nette d’énergie positive.
La startup prévoit cependant de fabriquer la première centrale électrique commerciale opérationnelle d’ici 2028, dans le but de fournir dans un premier temps jusqu’à 50 mégawatts d’énergie propre. Helion a levé 608 millions de dollars à ce jour.
Tokamak Énergie
Cette startup fondée en 2009 a levé plus de 260 millions de dollars, et elle est européenne ! Basée à Oxford au Royaume-Uni, elle est leader dans les supraconducteurs à haute température, des aimants puissants capables de générer des champs magnétiques intenses, nécessaires pour confiner et contrôler le plasma extrêmement chaud nécessaire aux réactions de fusion.
Son prototype, baptisé ST40, a généré un plasma ultra-chaud de 100 millions de degrés Celsius en 2022. Sa prochaine génération, Demo 4, est actuellement en construction et vise à tester les aimants de l’entreprise en « scénarios pertinents pour les centrales à fusion « .
Elle vise non seulement à commercialiser l’énergie de fusion d’ici les années 2030, mais également à devenir la première entreprise à créer un dispositif de fusion produisant un gain énergétique net. A terme, elle envisage de concevoir des réacteurs à fusion compacts, en vue d’un déploiement à l’échelle mondiale.
Marvel Fusion
Autre start-up européenne, Marvel Fusion a été fondée en 2019 et est originaire de Munich, en Allemagne. Il utilise une approche appelée confinement inertiel, c’est-à-dire s’appuyer sur des lasers très puissants pour chauffer et comprimer une petite quantité de carburant. Le principe, comme pour toute technologie de fusion nucléaire, est de créer des conditions de température et de pression extrêmes, similaires à celles qui règnent au cœur des étoiles. C’est à ce moment-là que les noyaux fusionnent.
Dans ce cas, l’inertie du matériau comprimé l’empêche de s’échapper avant que la réaction de fusion ne se produise. Pour y parvenir, la startup tire de puissants lasers sur une cible comportant des nanostructures de silicium, qui cascadent sous le bombardement, comprimant le carburant jusqu’au point d’inflammation. Une méthode innovante qui séduit : Marvel Fusion a levé 200 millions de dollars.
Première lumière
Tout droit venu d’Oxford, First Light s’appuie également sur le confinement inertiel. Mais plutôt que des lasers, la jeune entreprise fondée en 2011 lance un projectile à des vitesses extrêmement élevées pour qu’il atteigne sa cible. Ce dernier est conçu pour amplifier la force de l’impact pour comprimer le carburant jusqu’au point d’inflammation, déclenchant ainsi la fusion.
Cela paraît assez simple, et c’est l’argument avancé par l’entreprise pour promouvoir son produit qu’elle considère commercialement viable. À ce jour, First Light a levé près de 180 millions de dollars.
Systèmes de fusion du Commonwealth
Cette startup fondée en 2018 est l’une des plus prolifiques du secteur, avec pas moins de 2 milliards de dollars levés ! Issu du prestigieux Massachusetts Institute of Technology (MIT), Commonwealth Fusion Systems est spécialisé dans les supraconducteurs haute température. Comme beaucoup d’autres entreprises du secteur, elle utilise un tokamak, c’est-à-dire une enceinte en forme de beignet dans laquelle le combustible gazeux est débarrassé de ses électrons par un courant électrique, formant ainsi du plasma.
Celui-ci est chauffé à des températures brûlantes où les niveaux d’énergie des particules deviennent supérieurs à la force électromagnétique qui les empêche de fusionner. Ses aimants permettent d’isoler le plasma : plus ils sont efficaces, moins il faut d’énergie pour maintenir les températures de fusion.
L’entreprise explique avoir développé des aimants qui permettent de réaliser des systèmes de fusion plus petits et donc moins coûteux. Elle développe SPARC, un projet de démonstration qui sera le tout premier » système de fusion d’énergie nette commercialement pertinent « . Ensuite, Commonwealth Fusion Systems ambitionne de développer une centrale à fusion de plusieurs centaines de mégawatts, prévue pour le début des années 2030.
Zap Énergie
Fondée en 2017, Zap Energy utilise une méthode interne appelée Z-pinch. Cela consiste à faire passer un courant électrique à travers un mince filament de plasma. Cela crée des champs électromagnétiques qui le réchauffent et le compriment.
Initialement, cette approche n’a pas réussi à contenir le plasma pendant très longtemps, mais la startup a résolu ce problème en faisant bouger différentes sections du flux de plasma à des vitesses différentes. Zap affirme que son système est plus petit et plus efficace que ses concurrents. Une installation de trois mètres de large, assure-t-elle, pourrait alimenter « une petite ville « . Il a permis de récolter 327 millions de dollars.
Fusion générale
Elle fait partie des pionnières de cette liste, et soutenue par un certain Jeff Bezos. Fondée en 2002, General Fusion se concentre sur la fusion de cibles magnétisées, qui consiste à comprimer le plasma plus lentement que dans les techniques de confinement inertiel.
Son réacteur est constitué d’une paroi de métal liquide entourant une chambre dans laquelle est injecté du plasma. Le métal liquide est mis en rotation pour créer une cavité verticale au centre, puis comprimé. En conséquence, la cavité s’effondre et comprime le plasma, augmentant sa densité et sa température jusqu’aux conditions de fusion.
General Fusion, basée au Canada, construit actuellement sa première usine de démonstration. Baptisée LM26, elle devrait atteindre son seuil de rentabilité scientifique d’ici 2026. L’entreprise a levé plus de 440 millions de dollars.
Xcimer
Xcimer est beaucoup plus récent. Fondée en 2022, la jeune entreprise a levé 109 millions de dollars. Son processus de fusion est basé sur la mise à l’échelle et l’amélioration de la technologie de fusion par confinement inertiel démontrée au laboratoire de recherche National Ignition Facility (NIF). Cette expérience a produit plus d’énergie de fusion que l’énergie laser utilisée pour l’alimenter, réalisant ainsi un allumage par fusion pour la première fois en laboratoire.
Ainsi, la startup vise un système laser cinq fois plus puissant, équipé de parois de sels fondus qui entourent la chambre de réaction. Ils absorbent la chaleur tout en protégeant le premier mur solide des dommages.
Fusion Renaissance
Pourquoi ne pas être chauvin pour terminer ce classement ? Il faut dire que la jeune start-up française Renaissance Fusion, basée à Grenoble et fondée en 2019, est très prometteuse. Ayant reçu 10 millions d’euros du gouvernement, en plus de 15 millions d’euros de capital-risque, elle se définit comme la « première startup de fusion par confinement magnétique en Europe continentale « .
Son objectif : créer des stellarateurs plus compacts, plus efficaces et plus viables économiquement. Ces dispositifs, conçus pour confiner le plasma chaud à l’aide de champs magnétiques torsadés, sont extrêmement difficiles à concevoir et à construire en raison de la nécessité d’utiliser des bobines magnétiques de forme complexe pour générer les champs.
L’approche de Renaissance Fusion pourrait potentiellement accélérer le développement de centrales électriques à fusion commerciales, la société visant les années 2030 pour un réacteur de 1 gigawatt capable d’alimenter un million de foyers.
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