De nombreuses startups sont spécialisées dans la fusion nucléaire, considérée comme le Graal de l’énergie. Et si la technologie semble encore loin de se concrétiser, certaines d’entre elles font état d’avancées encourageantes, attirant des investisseurs toujours plus nombreux.
Car la fusion nucléaire a le potentiel de révolutionner de nombreux domaines. Elle marquerait, surtout, un pas en avant immense dans la lutte contre le réchauffement climatique. Il est question de reproduire la réaction qui alimente les étoiles et les transforme en source d’énergie quasi infinie, soit la fusion de deux atomes pour qu’ils n’en forment qu’un seul ; contrairement à la fission nucléaire aujourd’hui utilisée dans les centrales, la fusion, elle, ne produit pas de déchets radioactifs.
Malheureusement, il reste aujourd’hui des obstacles significatifs pour exploiter la fusion nucléaire à grande échelle, car son développement requiert des ressources astronomiques. Mais le jeu en vaut la chandelle, et les percées récentes, notamment dans les domaines de l’IA et des processeurs, pourraient changer la donne.
Helion
Il s’agit de la startup qui propose le calendrier le plus serré. Et pour cause, elle a conclu de juteux 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 combustible. Cette technique la distingue des autres entreprises de fusion, qui se servent souvent du tritium. La startup exploite un type de réacteur appelé « configuration à champ inversé » pour confiner le plasma, un 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 mis au point 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’est pas encore parvenue à une production nette d’énergie positive.
La startup prévoit toutefois de fabriquer la première centrale commerciale opérationnelle d’ici à 2028, avec pour objectif de fournir jusqu’à 50 mégawatts d’énergie propre dans un premier temps. Helion a levé 608 millions de dollars à ce jour.
Tokamak Energy
Cette startup, fondée en 2009, a levé plus de 260 millions de dollars, et elle est européenne ! Basée à Oxford au Royaume-Uni, elle s’impose comme l’un des leaders 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 requis pour les 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 cours de construction et vise à tester les aimants de l’entreprise dans des « scénarios pertinents pour les centrales de fusion ».
Elle ambitionne, non seulement de commercialiser l’énergie de fusion d’ici les années 2030, mais également de devenir la première entreprise à créer un dispositif de fusion qui produise un gain net d’énergie. À terme, elle se voit concevoir des réacteurs de fusion compacts, en vue d’un déploiement à l’échelle mondiale.
Marvel Fusion
Autre jeune pousse européenne, Marvel Fusion a été fondée en 2019 et est originaire de Munich, en Allemagne. Elle utilise une approche appelée confinement inertiel, c’est-à-dire s’appuyant sur des lasers très puissants pour chauffer et comprimer une petite quantité de combustible. Le principe, comme avec chacune des technologies 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 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 tombent en cascade sous le bombardement, comprimant le combustible jusqu’au point d’allumage. Une méthode innovante qui séduit : Marvel Fusion a levé 200 millions de dollars.
First Light
Tout droit venue d’Oxford, First Light mise, elle aussi, sur le confinement inertiel. Mais plutôt que des lasers, la jeune pousse fondée en 2011 lance un projectile à des vitesses extrêmement élevées pour qu’il percute sa cible. Cette dernière est conçue pour amplifier la force de l’impact afin de comprimer le combustible jusqu’au point d’ignition, déclenchant la fusion.
Cela paraît plutôt simple, et c’est l’argument avancé par l’entreprise pour promouvoir son produit qu’elle estime commercialement viable. À ce jour, First Light a levé près de 180 millions de dollars.
Commonwealth Fusion Systems
Cette startup fondée en 2018 est l’une des plus prolifiques du secteur, avec pas moins de 2 milliards de dollars levés ! Issue du prestigieux Massachusetts Institute of Technology (MIT), Commonwealth Fusion Systems se spécialise dans les supraconducteurs à haute température. Comme beaucoup d’autres entreprises du secteur, elle utilise un tokamak, c’est-à-dire une chambre en forme de beignet dans laquelle le combustible gazeux est libéré de ses électrons par un courant électrique, formant du plasma.
Celui-ci est chauffé jusqu’à des températures brûlantes où les niveaux d’énergie des particules deviennent plus élevés que la force électromagnétique qui les empêche de fusionner. Ses aimants, eux, permettent d’isoler le plasma : plus ils sont efficaces, moins il faut d’énergie pour maintenir les températures de fusion.
La firme explique avoir mis au point 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 à énergie nette commercialement pertinent ». Ensuite, Commonwealth Fusion Systems ambitionne de mettre au point une centrale électrique de fusion de plusieurs centaines de mégawatts, prévue pour le début des années 2030.
Zap Energy
Fondée en 2017, Zap Energy exploite une méthode maison baptisée Z-pinch. Celle-ci consiste à faire passer un courant électrique à travers un mince filament de plasma. Cela crée des champs électromagnétiques qui le chauffent et le compriment.
Initialement, cette approche ne permettait pas de contenir le plasma très longtemps, mais la startup a résolu ce problème en faisant en sorte que différentes sections du flux de plasma se déplacent à des vitesses différentes. Zap affirme que son système est plus petit et plus efficace que celui de ses concurrents. Une installation de trois mètres de large, assure-t-elle, pourrait alimenter « une petite ville ». Elle a levé 327 millions de dollars.
General Fusion
Elle est l’une des pionnières de cette liste, et soutenue par un certain Jeff Bezos. Fondée en 2002, General Fusion se concentre sur la fusion à cible magnétisée, qui consiste à comprimer le plasma plus lentement que dans les techniques de confinement inertiel.
Son réacteur se compose d’une paroi de métal liquide entourant une chambre dans laquelle du plasma est injecté. 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 centrale de démonstration. Baptisée LM26, elle devrait atteindre son seuil de rentabilité scientifique d’ici à 2026. La société a levé plus de 440 millions de dollars.
Xcimer
Xcimer, elle, est beaucoup plus récente. Fondée en 2022, la jeune pousse a levé 109 millions de dollars. Son procédé en matière 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 l’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. Elles absorbent la chaleur, tout en protégeant la première paroi solide des dommages.
Renaissance Fusion
Pourquoi ne pas se la jouer chauvin pour terminer ce classement ? Il faut dire que la jeune pousse tricolore Renaissance Fusion, basée à Grenoble et fondée en 2019, est très prometteuse. Ayant reçu 10 millions d’euros de la part du gouvernement, en plus de 15 millions d’euros provenant du capital-risque, elle se définit comme la « première startup de fusion par confinement magnétique en Europe continentale ».
Son objectif : créer des stellarators plus compacts, plus efficaces et plus économiquement viables. Ces dispositifs, conçus pour confiner le plasma chaud à l’aide de champs magnétiques tordus, sont extrêmement ardus 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 à fusion commerciales, l’entreprise visant les années 2030 pour un réacteur de 1 gigawatt capable d’alimenter un million de foyers.
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