Bien que l’humanité soit loin de les maîtriser pleinement, la technologie de la fusion – l’énergie sans CO2 du soleil et des étoiles – est considérée par beaucoup comme la solution idéale pour la transition énergétique. Cependant, les scientifiques tentent toujours de rentabiliser la technologie.

Ils le font, par exemple, dans le sud de la France, où se trouve le plus grand tokamak jamais conçu. Un tokamak est un type spécial de réacteur à fusion nucléaire, qui chauffe le combustible de fusion – les atomes d’hydrogène « lourds » deutérium et tritium – à des centaines de millions de degrés Celsius. Cela forme un plasma qui peut être environ dix fois plus chaud que le soleil – faisant du réacteur l’endroit le plus chaud de notre système solaire pendant les quelques secondes qu’il fonctionne.

Les réacteurs de fusion tokamak utilisent des aimants pour enfermer et isoler un plasma afin qu’il puisse atteindre les températures élevées auxquelles la fusion se produit. Les tokamaks nécessitent des champs magnétiques élevés pour contenir le combustible surchauffé, et des champs magnétiques plus élevés permettent un tokamak plus petit.

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Champ magnétique propre

L’avancement du réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) inspire de nombreuses start-up, dont Zap Energy. Mais Zap envisage une approche différente de la fusion. Il veut se débarrasser des coûteuses bobines magnétiques en cuivre utilisées dans les tokamaks. Au lieu de cela, l’entreprise s’appuie sur le champ électromagnétique généré dans le plasma lui-même.

Ce n’est pas une nouvelle approche. Les chercheurs l’expérimentent depuis les années 1950, mais la technologie « z-pinch » est moins populaire en raison de son instabilité intrinsèque. Le plasma a tendance à se tordre et à s’effondrer.

Pourtant, en 2019, une équipe de scientifiques de l’Université de Washington a réussi à résoudre le problème en utilisant la mécanique des fluides. Grâce à cette technique, le plasma est en effet continuellement lissé afin qu’il ne se déforme pas et puisse potentiellement être utile pour produire de l’énergie en continu. Il fixe le plasma dans une colonne relativement courte et le « presse » jusqu’à ce qu’il devienne suffisamment chaud et dense pour que la fusion nucléaire ait lieu.

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Réacteur à fusion dans le garage

L’un des chercheurs de l’étude n’est autre que le fondateur de Zap Energy, Uri Shumlak. Trois ans après les travaux qui ont permis de stabiliser la fusion par ce qu’on appelle en dynamique des fluides le cisaillement axial, le chercheur assure que les simulations de son réacteur expérimental, le FuZE-Q, fonctionnent parfaitement.

Son ambition est de rendre son réacteur le plus petit possible afin qu’il puisse être placé dans le garage d’une maison pour alimenter en continu un foyer en énergie verte. Mais il veut aussi pouvoir alimenter des villes entières avec des modèles plus grands. Son objectif est la production en série de réacteurs FuZE-Q.

Musique du futur

Il reste encore un long chemin à parcourir avant de voir les premières maisons alimentées par la fusion, mais Zap Energy croit en son projet et n’est pas le seul. La start-up a convaincu de nombreux investisseurs et a récemment levé 160 millions de dollars.

L’étape suivante consiste à effectuer des tests réels avec le prototype et à obtenir des résultats comparables à ceux des simulations. Après cela, les chercheurs devront trouver un moyen d’améliorer le rendement énergétique de son réacteur, car pour le moment le rendement théorique est à peine suffisant pour couvrir la consommation.