La start-up Cambridge Heavy Industries, basée à Cambridge, dans le Massachusetts, développe un dispositif expérimental de fusion nucléaire pouvant tenir sur un bureau, dans le but de réduire la taille des systèmes de fusion habituellement associés à d’immenses installations industrielles et à de grandes matrices de lasers ou d’aimants.
L’entreprise opère en mode furtif depuis un petit laboratoire situé près du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Yon Kaye, cofondateur et directeur général, a présenté les composants du système lors d’un entretien avec TechCrunch. La conception repose sur un laser pour comprimer une cible de combustible, mais utilise moins de faisceaux laser que certaines conceptions de confinement inertiel.
Une conception plus petite et davantage d’expériences
Le système utilise deux lasers principaux pour déclencher l’allumage. L’un d’eux est divisé en plusieurs lignes de faisceaux qui envoient la lumière en anneaux concentriques vers une cible de combustible plate et circulaire, selon un calendrier séquentiel allant de l’extérieur vers l’intérieur. Le premier anneau amorce une onde de compression qui se déplace vers le centre, puis les anneaux suivants renforcent cette onde au moment opportun.
Lorsque l’onde de choc atteint le centre de la cible, un autre laser émet une impulsion qui génère de la chaleur et un champ magnétique. Selon Kaye, la conception peut produire des pressions élevées avec une puissance laser relativement faible. Cette idée découle des recherches menées par le laboratoire de Keith Nelson au MIT pour étudier les matériaux dans des conditions extrêmes.
Kaye estime que la petite taille de l’unité accélère les expériences et les modifications : l’entreprise vise entre 50 et 80 expériences ou impulsions par jour. Les données produites alimenteront des simulations utilisant l’intelligence artificielle afin d’optimiser la conception.
Financement et projet d’expansion
Cambridge Heavy Industries a récemment levé 6,2 millions de dollars lors d’un tour de financement d’amorçage mené par Azolla Ventures, avec la participation d’Overlay, de Neta Foundation, de P3A, de MassCEC et de la famille Rothrock.
L’entreprise prévoit de développer, dans environ dix ans, une centrale électrique fondée sur ce concept. La centrale sera plus grande que le prototype de bureau actuel, mais plus petite que certaines autres installations de fusion. Kaye estime qu’elle aura environ la taille de deux terrains de basket-ball. La question essentielle sera de déterminer si la conception peut produire suffisamment d’énergie pour alimenter une centrale opérationnelle.
Le tritium comme première voie commerciale
Avant de parvenir à une centrale électrique, l’entreprise prévoit d’utiliser ses dispositifs plus petits pour produire du tritium, un isotope rare de l’hydrogène utilisé comme combustible dans la plupart des centrales à fusion en cours de développement. Son prix est d’environ 30 000 dollars le gramme, et il n’en existe actuellement qu’environ 40 kilogrammes.
Chaque centrale n’a besoin que de quantités limitées, de l’ordre de quelques grammes par an, mais une étude récente prévoit un déficit d’environ 28 kilogrammes en 2054 si de nouvelles sources ne voient pas le jour, soit environ 840 millions de dollars aux prix actuels. D’autres entreprises de fusion travaillent sur des systèmes de combustible qui permettraient à leurs réacteurs de couvrir dans une large mesure leurs propres besoins en tritium, mais le développement de ces systèmes pourrait prendre jusqu’à dix ans.
Pourquoi cette information est-elle importante ?
Le prototype de bureau ne prouve pas encore la capacité commerciale à produire de l’électricité, et le passage de petites expériences à une centrale nécessitera d’agrandir la conception et d’en démontrer la viabilité énergétique. Toutefois, cette approche offre deux voies de développement claires : accélérer la collecte de données grâce à un petit dispositif et tenter de traiter la rareté du tritium comme un problème d’infrastructure pour le secteur avant la généralisation des centrales à fusion. Les questions ouvertes restent liées à la capacité du système à réaliser concrètement la fusion et à l’économie de son expansion.