La fusion, l'energie de pour dans 30 ans

[energy_isere]

Les Etats-Unis accélèrent pour une fusion nucléaire opérationnelle d'ici 10 ans

AFP le 06 mai 2024

Encouragé par des avancées technologiques majeures et des investissements privés colossaux, le secteur de la fusion nucléaire a changé de braquet aux Etats-Unis, et se voit produire de l'électricité à grande échelle dans les dix ans.

"Il ne s'agit plus seulement de science, mais de livrer un produit", résume Dennis Whyte, professeur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), pour caractériser ce qu'il considère comme un "tournant" dans la fusion nucléaire.

Si le vieux rêve de générer de l'énergie à la manière du soleil, ce dont est capable la fusion, alimente la recherche fondamentale depuis des décennies, le projet attire désormais le secteur privé.

En deux ans, ce dernier a plus que doublé ses investissements, qui atteignaient 5,9 milliards de dollars au total fin 2023, contre seulement 271 millions venus du secteur public.

Environ deux tiers des start-up, de plusieurs nationalités, interrogées par l'association de la fusion nucléaire (FIA) voient la première centrale à fusion raccordée au réseau électrique au plus tard en 2035.

La jeune société Helion Energy a même passé, l'an dernier, un accord avec Microsoft, portant sur une capacité de 50 mégawatts (MW) opérationnelle en 2029.

Outre l'afflux d'argent privé, le secteur est en effervescence parce que "ces deux dernières années, on a démontré scientifiquement que c'était possible", a avancé, lors de la conférence sur l'énergie CERAWeek, Pravesh Patel, de la start-up Focused Energy.

"C'est comme lorsque les frères Wright ont décollé", dit-il, évoquant ce qui est considéré comme le premier vol d'un avion à moteur, en 1903.

- "Avantage pour la commercialisation" -

Parmi les grandes étapes, l'expérience du Laboratoire national Lawrence Livermore (LLNL), en décembre 2022 en Californie, lors de laquelle l'énergie produite a été supérieure à celle utilisée, une première, est considérée comme la plus marquante.

La fusion consiste à assembler deux noyaux d'atomes dérivés de l'hydrogène, le plus souvent le deutérium et le tritium, dans une enceinte confinée, à une chaleur de plus de 100 millions de degrés Celsius.

Réunis, ils forment un noyau d'hélium et libèrent des neutrons, qui vont bombarder les parois du réacteur et faire grimper leur température.

Cette chaleur sera ensuite convertie en électricité, grâce à la vapeur d'eau produite au contact de l'eau avec l'extérieur du réacteur.

La fusion a pour elle de ne pas générer d'émissions, de ne pas risquer d'accident comme sa cousine la fission, sur laquelle elle a aussi l'avantage de produire beaucoup moins de déchets.

La majorité des start-up ont choisi la technologie dite du confinement magnétique, celle utilisée par le tokamak, modèle de réacteur le plus connu. Elle diffère de la méthode dite du confinement inertiel, retenue par le LLNL, qui se sert de lasers.

Helion, lui, récupère directement l'énergie à l'intérieur du réacteur sans passer par la case vapeur, et son procédé ne produit pas de neutron, ce qui évite les projections sur les parois et leur érosion.

Cette approche "nous donne un avantage pour arriver à la commercialisation", indique un porte-parole.

Jusque récemment, la viabilité économique de la fusion nucléaire apparaissait incertaine, car le confinement magnétique nécessitait la fabrication d'aimants gigantesques.

- "La fusion a une chance" -

Mais des études publiées récemment par des chercheurs du MIT et de la start-up Commonwealth Fusion Systems ont montré que la fusion était possible avec des aimants beaucoup plus petits qu'imaginé initialement.

"Du jour au lendemain, cela a divisé par 40 le coût par watt", a réagi Dennis Whyte pour la revue MIT News. "Maintenant, la fusion a une chance" de devenir réalité dans l'offre énergétique, selon lui.

Avec ses deux milliards de dollars de capitaux privés, Commonwealth est, de très loin, la société à avoir levé le plus de fonds dans le secteur. Elle prévoit d'activer son réacteur de démonstration, le SPARC, l'an prochain, puis d'ouvrir sa première centrale au début des années 2030.

Les aléas sont encore nombreux, mais en cas de réussite, Commonwealth et Helion permettraient aux Américains d'arriver les premiers à la production commerciale d'électricité, étape qu'aucun autre pays ne vise avant 2035, au mieux.

"Commonwealth est un bel exemple de ce que le privé peut faire avec un objectif commercial par rapport au secteur public", souligne Pravesh Patel.

"Les Etats-Unis ont un avantage, d'une certaine façon", reconnaît Dennis Whyte, qui mentionne la capacité des laboratoires universitaires à "mieux convertir leurs recherches (en produits) que dans d'autres pays" ainsi que la culture forte du capital-risque, qui permet aux jeunes pousses de se lancer.

De la révolution des semi-conducteurs à celle d'internet, "les Etats-Unis ont déjà gagné ce genre de course".

https://www.connaissancedesenergies.org ... ans-240506

[LeLama]

La fusion operationnelle dans 10 ans, le medicament universel dans 20 ans et l'immortalité humaine dans 30 ans. Ca me parait un bon programme scientifique, ambitieux et realiste.

[mobar]

On dirait du Elon Musk mâtiné de Laurent Alexandre!

[energy_isere]

encore un autre acteur :

Gauss Fusion, la start-up qui veut connecter un réacteur à fusion nucléaire au réseau d’ici à 2045

Fondée en 2022 par cinq industriels, dont le français Alcen, Gauss Fusion se donne 20 ans pour réussir l'ambitieux pari de connecter un réacteur à fusion nucléaire au réseau électrique. Portrait de cette start-up européenne, en pleine levée de fonds et sur le point d’ouvrir son bureau en France.

«Après 30 à 40 ans de recherche publique intensive qui a permis d’acquérir beaucoup de savoir-faire, le temps est désormais à l’industrialisation et à la construction de réacteurs opérationnels.» Voilà la conviction et la raison d’être de Gauss Fusion, à en croire son directeur technique Frédérick Bordry. Cette entreprise de fusion nucléaire a été fondée en 2022 par cinq industriels européens, qui ont réuni leurs forces dans le but d’«accélérer la commercialisation d’un réacteur à fusion». Leur ambition : créer et connecter au réseau électrique une centrale d’ici 15 à 20 ans. Soit avant 2045.

... abonnés

https://www.usinenouvelle.com/editorial ... 5.N2213488

https://www.gauss-fusion.com/

[energy_isere]

Fusion nucléaire, les promesses d’une énergie vidéo ARTE 52 min https://www.arte.tv/fr/videos/114191-00 ... e-energie/

Disponible jusqu'au 27/02/2025

Générer de l’électricité en recréant la réaction physique qui fait briller et chauffer les étoiles : telle est la promesse de la fusion nucléaire. Si les premiers résultats sont encourageants, les défis techniques sont gigantesques. État des lieux.

D’un côté, une population mondiale et des besoins énergétiques qui ne cessent de croître ; de l’autre, un dérèglement climatique qui s’accélère et impose de renoncer aux énergies fossiles. Dans ce contexte, les expériences menées depuis un demi-siècle autour de la fusion nucléaire font figure de Graal. Le principe : reproduire sur Terre le phénomène naturel des étoiles, qui dégage une énergie considérable. Pour cela, il faut assembler deux noyaux atomiques légers pour former un noyau plus lourd – au contraire de la fission de nos centrales nucléaires, où il s’agit de “casser” des noyaux très lourds. Mais comment créer un “mini-soleil” de manière contrôlée ? En décembre 2022, un laboratoire californien a annoncé avoir réussi, grâce à la fusion, à produire plus d’énergie qu'il n’en avait reçu au départ. L’énergie du futur est-elle à portée de main ?

Un long chemin
"Sommes-nous réellement dans la dernière ligne droite ?", s’interrogent les auteurs de cette enquête scientifique qui plonge au cœur d’un secteur en pleine ébullition. À Darmstadt, Markus Roth, professeur à l’université technique de la ville, y croit : avec son entreprise Focused Energy, il souhaite construire au plus vite une centrale à fusion inertielle – le procédé qui a fait ses preuves en Californie. En France, les concepteurs du réacteur expérimental ITER ont fait le choix d’une autre technique : la fusion magnétique. Son directeur général Pietro Barabaschi est conscient du chemin qui reste à parcourir : "La fusion nucléaire est peut-être la plus complexe de toutes les approches. Mais pour le bien de l’humanité, il faut y aller et faire de notre mieux."

[energy_isere]

The United States Department of Energy (DOE) has released an action plan to realize the commercial-scale deployment of fusion energy.

by Jov Onsat|Rigzone Staff | Friday, June 14, 2024

The Fusion Energy Strategy is part of efforts under the Biden Administration’s Bold Decadal Vision for Commercial Fusion Energy, unveiled April 2022.

The strategy is organized around three stepping stones. The first aims to close knowledge and technology gaps in the design and building of a commercially scalable pilot fusion plant. The second aims to resolve financial, security and social risks that could hinder commercial deployment. The third seeks to build international partnerships.

Before 2040, the U.S. should have pilot fusion plants. In the 2040s, commercial deployment should already be underway, the strategy envisions.

"We will leverage the opportunities enabled by our world-leading public and private fusion leadership, including humanity’s first-ever demonstration of fusion ignition at our National Ignition Facility as well as major new advances in technologies such as high-temperature superconductors, advanced materials, and artificial intelligence to accelerate fusion energy”, Energy Deputy Secretary David Turk said in a statement issued by the DOE.

“The development of fusion energy as a clean, safe, abundant energy source has become a global race, and the U.S. will stay in the lead”.

The National Ignition Facility, under the state-run Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), had for decades been aiming to achieve a self-sustaining nuclear fusion in which the mass lost in the reaction could be converted into large amounts of energy, a state of energy breakeven called ignition. On December 13, 2022, the LLNL announced a breakthrough saying an experiment it had conducted earlier that month achieved ignition, “meaning it produced more energy from fusion than the laser energy used to drive it”.

Simultaneous with the release of the strategy, the DOE launched the Fusion Innovative Research Engine (FIRE) Collaboratives. This $180 million funding will help with the first stepping stone in the strategy.

“The FIRE Collaboratives are aimed at supporting the further creation of a fusion innovation ecosystem by forming teams that will have a collective goal of bridging the Department's Fusion Energy Sciences program’s foundational and enabling science research with the needs of the growing fusion industry, including the technology roadmaps of the awardees of the Milestone-Based Fusion Development Program”, the DOE statement said. “These Collaboratives are envisioned as dynamic hubs of innovation to help bolster US-based manufacturing and supply chains, driving advancements in fusion energy research in collaboration with both public and private entities”.

In May 2023, under the Milestone program, the DOE announced $46 million in funding for eight local companies seeking to bring about fusion energy plants: Commonwealth Fusion Systems, Focused Energy Inc., Princeton Stellarators Inc., Realta Fusion Inc., Tokamak Energy Inc., Type One Energy Group, Xcimer Energy Inc. and Zap Energy Inc.

For the second stepping stone, the DOE said it has already started addressing risks related to human and environmental safety, community acceptance and nuclear weapons proliferation, among others.

For the third stepping stone, the U.S. has already forged cooperation pacts with Japan and the United Kingdom on achieving commercial fusion through research and development projects, as well as the international harmonization of regulatory frameworks.

The DOE has now also opened a request for public input for a proposed public-private consortium for achieving commercial fusion.

https://www.rigzone.com/news/wire/us_do ... 8-article/

[Jeudi]

Le meilleur document que j’ai vu sur l’évolution de la technique (anglais).

https://open.substack.com/pub/construct ... medium=ios

[mobar]

“Every one of the stars in the sky uses fusion to generate enormous amounts of energy. Why shouldn’t we?”

La réponse est dans la question, les étoiles font ça très bien

Pourquoi dépenser des milliards et s'emmerder pendant des siècles à tenter ce que d'autres font depuis des milliards d'années?

Il suffit de capter cette énergie et de la transformer en électricité, c'est facile simple et sans danger, ça s'appelle le photovoltaïque!

[kercoz]

J'ai bossé ds un labo de fusion (génératrice Riou) en 1973....ils parlaient déja de 30 ans pour la commercialisation !
Les Russes nous ont refilé le Tokamak ...histoire de nous distraire.

[Glycogène]

Ne pas oublier que la réaction de fusion nucléaire la plus accessible (température nécessaire la plus basse) est la fusion deutérium + tritium.
Or actuellement il y a un stock mondial civil de 30 kg environ, qui va baisser car la consommation et la décroissance radioactive (demi-vie de 12 ans) sera bientôt plus importante que la production par les réacteurs à fission à eau lourde (réacteur CANDU : 100g/an par réacteur).
ITER aura besoin de 0,9kg par an.
Pour un vrai réacteur à fusion de 1GW, il faudrait 60kg/an.
Le but est que le réacteur produise du tritium par bombardement de lithium 6 avec les neutrons produits, mais avant d'arriver à un régime de production stabilisé (temps d'exposition aux neutrons, puis retraitement pour isoler le tritium, etc), il faut un stock initial pour alimenter le réacteur pendant qq années.
En gros ce n'est vraiment pas gagné.

https://www.youtube.com/watch?v=P7bsKRq9NIg (vidéo d'un physicien nucléaire)
https://korii.slate.fr/tech/energie-fus ... -lithium-6

[kercoz]

Le problème de l'époque c'était surtout la possibilité de confinement du plasma.

[Jeudi]

Ne pas oublier que la réaction de fusion nucléaire la plus accessible (température nécessaire la plus basse) est la fusion deutérium + tritium.
Or actuellement il y a un stock mondial civil de 30 kg environ

As-tu un commentaire en lien avec ce que dit l’article à ce sujet?

[kercoz]

Big Shit

[mobar]

D'autant que la fission c'est encore moins pilotable que la fusion, alors que ce dont on aura le plus besoin dans le futur ce sont des sources d'énergie capables de s'adapter avec des variations de charge de 0 à 100% dans des temps courts
Ce qui ne peut se faire que par de nombreuses installations de petite puissance réparties sur l'ensemble du réseau, les installations de forte puissance produisant de l'élec de base ce sera des EnR couplées avec des capacités de stockage

[Jeuf]

Ce qui ne peut se faire que par de nombreuses installations de petite puissance réparties sur l'ensemble du réseau, les installations de forte puissance produisant de l'élec de base ce sera des EnR couplées avec des capacités de stockage

des installations de petite puissance pilotable...de quelle énergie?

la fission c'est encore moins pilotable que la fusion

tu veux dire l'inverse non?