Nucléaire : un premier réacteur à fusion commercial en 2030 ?

À en croire la récente annonce d’une entreprise énergétique américaine, la fusion nucléaire pourrait bientôt intégrer le mix énergétique de l’État de Virginie. D’ici cinq ans, cette innovante source d’énergie devrait fournir de l’électricité à des milliers de foyers et contribuer à la transition énergétique du territoire.

La fusion nucléaire est souvent considérée comme une source d’énergie « idéale ». Produisant peu de déchets, cette technologie offre une capacité de production bien supérieure à celle de la fission nucléaire. Elle est également jugée plus sûre et ne produit pas les déchets hautement radioactifs de longue durée associés aux réacteurs traditionnels. Ces avantages expliquent pourquoi la recherche dans ce domaine s’intensifie au fil des années. Alors que les scientifiques espéraient initialement mettre en service les premiers systèmes à grande échelle d’ici la fin du siècle, les premiers modèles commerciaux pourraient désormais être lancés dès 2030.

Un réacteur à fusion de 400 mégawatts pour 2030

C’est l’entreprise américaine Commonwealth Fusion Systems (CFS), une filiale du MIT, qui est à l’origine du projet. La société a récemment annoncé son intention de construire la première centrale nucléaire à fusion à l’échelle du réseau, appelée ARC. L’installation aura une puissance de 400 mégawatts, et sera implantée en Virginie, dans le parc industriel James River.

Le projet ARC est précédé d’une centrale de démonstration appelée SPARC, sur laquelle l’équipe du CFS continue toujours de travailler. Ce réacteur devrait produire son premier plasma (l’état du combustible lorsqu’il est porté à très haute température) d’ici 2026, et délivrer de l’électricité un peu plus tard. Quant à l’ARC, il est prévu qu’il soit opérationnel d’ici 2030. Exploité par CFS, il sera connecté au réseau électrique pour desservir quelque 150 000 foyers. Le projet devrait soutenir les efforts de décarbonation de la Virginie et stimuler son économie. De sa construction à son exploitation, le réacteur pourrait être à la source d’une centaine de nouveaux emplois.

Un aimant supraconducteur d’un nouveau genre

Si à ce jour, aucune centrale nucléaire à fusion n’a été opérationnelle en dehors du cadre expérimental, c’est principalement en raison de la complexité de la technologie et des coûts élevés associés. Chez CFS, l’un des éléments clés pour surmonter les défis a été l’intégration d’un nouveau type d’aimant supraconducteur conçu par les élèves du MIT sous la direction de leur professeur (qui est également le directeur de l’entreprise). Ce matériau sert à créer le champ magnétique nécessaire pour confiner le plasma, les matériaux solides ne résistant pas à sa température très élevée.

Ce nouvel aimant intègre un composé appelé « oxyde de cuivre et de baryum de terres rares » et a, en 2021, établi son premier record mondial de puissance de champ magnétique. Ce premier exploit avait permis de valider sa faisabilité au sein d’un réacteur à fusion. Selon les chercheurs du CFS, bien que d’autres matériaux supraconducteurs capables d’atteindre la puissance requise existent, ils ne sont pas économiquement viables pour une utilisation commerciale.

Reste à voir si l’ARC réussira à être le premier à entrer en service, sachant que d’autres concurrents tablent également sur un lancement au cours de la prochaine décennie.