Cette société veut convertir directement l’énergie de la fusion nucléaire en électricité

Prototype « Polaris » de réacteur de fusion nucléaire d’Helion / Image : Helion

La fusion thermonucléaire est souvent présentée comme l’énergie de notre avenir, mais un avenir que l’on pourrait croire sans cesse repoussé loin dans le futur. Ce n’est toutefois pas rendre justice aux efforts menés les scientifiques de par le monde pour la rendre concrète. Et c’est le cas de la société Hélion.

Helion a été fondée en 2013, à Everett, dans l’État de Washington. Elle entend bien être la première société à commercialiser la fusion nucléaire. C’est un objectif ambitieux, car la fusion est difficile à atteindre notamment si l’on cherche à produire une quantité d’énergie nette positive. Comment compte-t-elle s’y prendre ?

Sa conception est basée sur trois orientations principales. Tout d’abord il s’agit d’un système de fusion pulsé. Pour rappel, il existe deux grandes classes de réacteurs de fusion : d’une part ceux, type tokamak comme ITER, où la réaction se produit de manière permanente dans un tore rotatif de plasma, ou type, type impulsionnel comme le Laser Mégajoule, où les réactions se produisent de manière discontinue, par exemple, au centre de faisceaux laser. Helion a choisi cette seconde approche, l’estimant plus favorable pour un réacteur de production d’énergie.

Prototype « Trenta » de réacteur à fusion d’Helion / Image : Helion.

Une conversion directe de puissance

La conversion de puissance repose sur la conversion directe de l’énergie générée par la réaction de fusion en énergie électrique, sur le même principe que le freinage régénératif dans les véhicules électriques. Cette conversion directe est plus efficace en termes de rendement, et aussi moins complexe à mettre en œuvre, et donc moins coûteuse (en principe), qu’un circuit de conversion basé sur des cycles thermodynamiques comme dans les centrales thermiques (à flamme, ou nucléaire).

Troisième point : la fusion d’Helion est basée sur les combustibles Deutérium et Hélium-3. La fusion de ces deux éléments permet de produire des particules chargées électriquement, lesquelles sont émises avec une très grande vitesse par la réaction de fusion. Des particules chargées à grande vitesse sont justement ce dont a besoin un système de conversion directe de leur mouvement (énergie cinétique) en électricité (énergie électrique). Par ailleurs, cette réaction produit nettement moins de neutrons que d’autres réactions, ce qui réduit l’impact sur les structures du réacteur et les besoins de radioprotection.

Les projets d’Helion s’accélèrent

Helion a déjà construit six prototypes fonctionnels de réacteur à fusion nucléaire, et son dernier réacteur, dénommé Trenta, a permis à la société d’être la première entreprise privée de fusion au monde à atteindre des températures de plasma de 100 millions de degrés. Elle construit actuellement Polaris, son septième prototype, dont l’objectif est d’être le premier réacteur à démontrer la production d’électricité à partir de la fusion.

Depuis sa fondation, la société a levé 577 millions de dollars de financement. Parmi eux, citons le partenariat avec Nucor Cororation, un géant de la sidérurgie, partenariat qui inclut un investissement de Nucor dans la société. Il a été annoncé récemment, le 27 septembre 2023, et vise à développer une centrale électrique à fusion de 500 MWe, destinée à alimenter une aciérie avec une électricité produite sans carbone.