Un pas de plus vers la réalisation de la fusion nucléaire ? General Atomics de San Diego s'associe à une société britannique

La société d'énergie et de défense General Atomics, basée à San Diego, a annoncé un partenariat avec Tokamak Energy, l'une des nombreuses entreprises privées cherchant à exploiter le potentiel vaste mais jusqu'ici insaisissable de la fusion nucléaire en tant que source pratique d'énergie propre.

Les responsables estiment que l'accord est un choix naturel puisque Tokamak Energy développe une technologie supraconductrice à haute température de pointe pour des aimants incroyablement puissants dans le processus de fusion, tandis que General Atomics est un leader mondial dans la fabrication de grands aimants supraconducteurs à grande échelle.

"La chose la plus importante à reconnaître dans cette collaboration est que nous apportons chacun un ensemble de compétences et d'expertise hautement complémentaires", a déclaré Anantha Krishnan, vice-président senior du groupe énergie chez General Atomics.

General Atomics "a une expérience et un très long pedigree dans la fusion", a déclaré Warrick Matthews, directeur général de Tokamak Energy, dans une interview à distance depuis le siège de la société au Royaume-Uni. "Ils connaissent vraiment leur affaire."

Tokamak Energy tire son nom du dispositif tokamak dans lequel plusieurs ensembles d'électroaimants façonnent et confinent le plasma - l'hydrogène gazeux surchauffé. Pour atteindre les conditions de fusion nécessaires à la production d'énergie, les tokamaks chauffent le gaz à des températures 10 fois supérieures au centre du soleil.

Tokamak Energy se présente comme la seule entreprise de fusion privée avec plus de 10 ans d'expérience dans la conception, la construction et l'exploitation de tokamaks privés.

De son côté, General Atomics exploite le DIII-D (prononcez « dee-three-dee »), le plus grand tokamak des États-Unis, pour le compte du département américain de l'Énergie.

General Atomics est également un contributeur clé à ITER, une installation de fusion multinationale massive en cours de construction en France, conçue pour prouver si la technologie de fusion peut être commercialement viable. L'entreprise fabrique et expédie les modules qui composent l'aimant le plus puissant du monde, appelé solénoïde central, qui sera inséré au cœur de l'installation ITER.

Le protocole d'accord signé par General Atomics et Tokamak Energy implique également le partage de la recherche et du savoir-faire sur les aimants et les technologies supraconductrices à haute température pour des applications dans d'autres domaines, y compris, mais sans s'y limiter, la défense (propulsion navale à l'aide d'aimants), l'aérospatiale (comme la propulsion des avions avec de l'hydrogène) et la médecine (pour des choses comme l'utilisation d'aimants pour éliminer les tumeurs).

"C'est pourquoi je suis ravi de ce que nous pouvons faire avec ce partenariat", a déclaré Matthews.

Quant à la fusion nucléaire, elle diffère de la fission, qui est le processus utilisé dans les centrales nucléaires commerciales telles que la centrale nucléaire de San Onofre, désormais fermée. La fission divise les noyaux des atomes pour créer de l'énergie tandis que la fusion provoque la collision et la fusion des noyaux d'hydrogène en atomes d'hélium qui libèrent des quantités incroyables d'énergie - reproduisant essentiellement la puissance du soleil.

Depuis les années 1950, les scientifiques ont cherché à exploiter la technologie de la fusion et à l'appliquer aux centrales électriques commerciales.

Krishnan voit la collaboration entre General Atomics et Tokamak Energy comme une étape vers la réalisation de l'énergie de fusion.

"De toute évidence, le rapprochement de ces deux organisations va accélérer le processus", a-t-il déclaré, et aider à s'assurer "que nous produisons enfin ces aimants qui répondent à l'objectif".

La fusion nucléaire n'émet pas de gaz à effet de serre, ne laisse aucun déchet nucléaire à vie longue et si une perturbation se produit pendant le processus de fusion, le plasma se refroidit en quelques secondes et la réaction s'arrête, évitant ainsi le risque d'une fusion ou d'un accident comme celui de Fukushima, au Japon.

Mais la fusion a sa part de sceptiques qui doutent que la technologie soit jamais exploitée au point où une centrale électrique commerciale puisse être rentable. Il y a une blague de longue date selon laquelle la fusion est toujours dans 30 ans.

"Je suis convaincu que ce n'est pas dans 30 ans", a déclaré Matthews de Tokamak Energy. "Nous l'avons fait passer d'un problème scientifique fondamental et impossible à un problème d'ingénierie. Et nous pouvons résoudre des problèmes d'ingénierie pour que la fusion se produise."

Dans un développement distinct, Tokamak Energy plus tôt cette semaine était l'une des huit sociétés qui se sont combinées pour recevoir 46 millions de dollars du ministère de l'Énergie pour développer des centrales à fusion. L'administration Biden s'est fixé pour objectif de fournir une fusion à l'échelle pilote d'ici une décennie.

Matthews n'a pas voulu divulguer le montant de la récompense reçue par Tokamak Energy, mais a déclaré qu'il s'agissait de "millions à un chiffre".

Parmi les huit entreprises qui reçoivent des subventions figure Xcimer Energy, basée à Redwood City dans la Bay Area. La société a déclaré avoir reçu 9 millions de dollars. Plutôt que des aimants de grande puissance, Xcimer se concentre sur le déploiement de lasers dans le processus de fusion.

Le confinement inertiel laser a fait la une des journaux internationaux en décembre dernier lorsque des chercheurs du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Lab ont créé pour la première fois une "énergie nette" via une réaction de fusion nucléaire.

Quelque 192 lasers se sont concentrés sur une cible recouverte de diamant à peu près de la taille d'un grain de poivre, la chauffant à plus de 3 millions de degrés Celsius (plus de 5,4 millions de degrés Fahrenheit) et ont produit plus d'énergie que les lasers n'en avaient déposé.

General Atomics a aidé au tir laser en aidant à fabriquer la cible et d'autres composants de l'expérience.

Et General Atomics travaillera avec Xcimer Energy dans sa recherche sur la fusion sur la conception et la construction de la cible et d'autres aspects des expériences laser.

"Cela se produit de manière continue et répétitive. C'est comme tirer avec une mitrailleuse", a déclaré Mike Farrell, vice-président de la division des technologies de fusion inertielle chez General Atomics.

"L'idée est de pouvoir produire la cible, d'alimenter la cible, puis de livrer la cible au point d'interaction laser prévu, qui se trouve à l'intérieur d'une chambre", a déclaré Farrell, "et cette chambre est comme une centrale électrique. Elle collecte la chaleur qui est générée et transforme ensuite la chaleur en vapeur, tout comme le ferait une centrale électrique normale. "

La fusion magnétique a reçu un financement gouvernemental pendant des décennies, mais les nouvelles de décembre dernier de la National Ignition Facility ont attiré l'attention et des dollars sur la recherche sur l'énergie de fusion inertielle, conduisant à une rivalité amicale, a déclaré Farrell.

"La communauté de la fusion a la même mission en tête", a déclaré Farrell. "La façon dont nous y parviendrons sera différente, mais nous voulons tous voir la fusion prospérer parce que nous pensons que c'est la bonne source d'énergie - et chaque jour, le soleil prouve que cela fonctionne."

Krishnan compare la quête pour faire de la fusion une source d'énergie pratique à l'engagement de John F. Kennedy en 1962 d'envoyer des astronautes sur la Lune et de les ramener en toute sécurité sur Terre.

"En fin de compte, cela dépendra de la force avec laquelle nous voulons avoir la fusion", a déclaré Krishnan. "Si nous voulons vraiment l'avoir, je pense que dans les 10 prochaines années, nous réussirons à démontrer un concept d'usine pilote de fusion et d'ici la fin des années 2030, à partir des années 2040, nous pourrons avoir de véritables centrales à fusion fonctionnant aux États-Unis. Mais cela vient avec un grand" si "- si des ressources suffisantes sont fournies. "