Une startup allemande a obtenu des millions de dollars de financement pour développer une machine à énergie de fusion qui pourrait potentiellement générer de l’énergie sans émissions de carbone.
La startup Proxima Fusion, basée à Munich, conçoit des centrales à fusion basées sur le concept du stellarator. La première centrale étant prévue pour les années 2030, a indiqué l’entreprise dans un communiqué de presse du 30 mai (pdf). Le stellarator est l’une des technologies qui, selon les experts, pourrait rendre possible la production d’énergie par fusion nucléaire. L’entreprise a levé sept millions d’euros (7,48 millions de dollars) en guise de financement de pré-amorçage.
Les centrales nucléaires actuelles sont basées sur la fission nucléaire, qui exploite l’énergie créée par la division des atomes. L’énergie de fusion est produite lorsque les noyaux de deux atomes légers s’assemblent pour former un atome plus gros.
L’avantage de la fusion sur la fission est qu’elle produit plus d’énergie sans générer de déchets radioactifs à long terme. En outre, l’énergie de fusion ne génère pas de gaz à effet de serre, contrairement à la fission.
La fusion est le processus qui alimente les étoiles. Pour réaliser la fusion sur terre, il faut confiner la matière ionisée à haute énergie appelée « plasma » à l’aide de champs magnétiques.
Les tokamaks et les stellarators sont deux approches qui permettent de créer une « cage » magnétique dans des dispositifs en « forme de donut ». Les stellarators utilisent un ensemble complexe d’électro-aimants à l’extérieur du plasma, tandis que les tokamaks combinent des électro-aimants externes avec un courant important à l’intérieur du plasma, ce qui simplifie la conception globale mais pose d’importants problèmes de contrôle ».
Les dispositifs actuels de confinement magnétique obtiennent couramment des plasmas à plus de 100 millions de degrés, soit 10 fois la température du cœur du soleil.
Stellarator contre tokamak
Bien que les stellarators aient une conception plus complexe que les tokamaks, ils offrent plusieurs avantages. Les stellarators peuvent fonctionner en régime permanent avec des défis opérationnels moindres et sont considérés comme une « solution attrayante pour gérer les charges thermiques excessives sur les surfaces matérielles ». Les stellarators nécessitent également moins d’énergie injectée pour entretenir le plasma.
Les stellarators présentaient auparavant de nombreux inconvénients, dont beaucoup ont été résolus ces dernières années. « Les progrès expérimentaux de W7-X et les avancées récentes dans la modélisation des stellarators ont radicalement changé la donne », selon Francesco Sciortino, cofondateur de Proxima Fusion.
« Les stellarators peuvent désormais remédier aux principaux problèmes des tokamaks et passer véritablement à l’échelle supérieure, en améliorant radicalement la stabilité du plasma et en atteignant de hautes performances en régime permanent. »
Malgré les excellents résultats obtenus par W7-X, l’utilisation des stellarators pour la production d’énergie commerciale pourrait prendre beaucoup de temps – on estime qu’il faudra environ 25 ans pour les mettre au point.
Progrès en matière d’énergie de fusion
Lors de son témoignage du 15 septembre devant la commission sénatoriale de l’énergie et des ressources naturelles, Bob Mumgaard, PDG de l’entreprise privée de fusion Commonwealth Fusion Systems, a exprimé l’espoir que des centrales de fusion commerciales puissent être « sur le réseau à partir du début des années 2030 ».
Une enquête réalisée en 2022 par la Fusion Industry Association a révélé que le secteur avait mobilisé plus de 4,7 milliards de dollars d’investissements privés cette année-là, soit une augmentation de plus de 2,8 milliards de dollars en un an.
Une avancée majeure dans le domaine de l’énergie de fusion a été réalisée en décembre lorsque des scientifiques du Lawrence Livermore Laboratory’s National Ignition Facility, en Californie, ont réussi à déclencher une réaction de fusion qui a libéré plus d’énergie que la quantité d’énergie initialement fournie. C’était la première fois dans l’histoire que la fusion nucléaire fonctionnait dans des conditions contrôlées.
Proxima Fusion est une spin-out de l’Institut Max Planck de physique des plasmas (IPP), qui abrite le stellarator le plus avancé, le Wendelstein 7-X (W7-X). La startup a été fondée par d’anciens scientifiques et ingénieurs de l’IPP, du MIT et de Google-X.
« La fusion est le défi de notre époque. Notre tâche consistera à en faire une réalité commerciale. Au cours des 12 prochains mois, en collaboration avec ses partenaires universitaires et industriels, Proxima se concentrera sur l’achèvement de la conception initiale de sa centrale à fusion », selon Martin Kubie, cofondateur de l’entreprise.
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