Un canon pour produire de l'énergie par fusion nucléaire ? Cette startup y croit

La fusion nucléaire commerciale est si difficile à réaliser que c’est un florilège de concepts plus originaux les uns que les autres qui nous sont proposés. Et pour NearStar Fusion, c’est un réacteur basé sur un railgun, c’est-à-dire un canon électrique, qui permettra d’y parvenir. Comment cela fonctionne-t-il ?

Bienvenue dans le monde très spécialisé de la fusion par impact de cible magnétisée, ou MITF (en anglais Magnetized Target Impact Fusion). Un concept autour duquel s’est construite la société américaine NearStarFusion.

Dans le réacteur que la startup est en train de concevoir, le combustible se trouve sous la forme d’une cible cylindrique (« fuel target »), de la taille d’une balle de golf, contenant le gaz de deutérium. Cette cible est lâchée au rythme d’une par seconde dans la chambre de réaction. De l’autre côté du dispositif, des impacteurs, eux-aussi cylindriques, et pesant 50 g, sont introduits à chaque cycle dans un canon électrique (railgun), appelé « driver ». Ce canon mesure environ 100 mètres de long.

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Produire la fusion par un violent impact

Au cours d’un cycle de fonctionnement, l’impacteur est accéléré par le canon électrique à environ 10 km par seconde. Dirigé précisément sur la cible combustible, il entrera en collision avec cette dernière. La puissance de l’impact permet de fortement comprimer et échauffer le deutérium de la cible – une compression favorisée par ailleurs par un champ magnétique interne. Ces conditions extrêmes, à une échelle microscopique, seront suffisantes pour produire la réaction de fusion nucléaire.

L’énergie produite par la fusion sera ensuite récupérée par une cascade de sels fondus qui environne la zone d’impact – cette dernière permettant également de protéger la chambre de réaction du rayonnement de neutrons générés. Le reste est ensuite bien plus classique : la chaleur collectée par le sel fondu est ensuite transférée à de l’eau au travers d’un échangeur thermique, conduisant à produire de la vapeur. Cette dernière met ensuite en rotation une turbine couplée à un alternateur, lequel produira de l’électricité.

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Des caractéristiques en principe favorables par rapport aux tokamaks

La conception modulaire du réacteur permet d’adapter la puissance de la centrale aux besoins de ses clients, en démultipliant les accélérateurs. L’unité de base est conçue pour produire 50 MW. Autre avantage : le combustible utilisé est le couple deutérium-deutérium, ce qui implique que le réacteur ne nécessite pas de tritium – lequel, radioactif, ne se trouve pas dans la nature et nécessite un complexe système de surgénération à partir de couvertures au lithium. La société avance également que son concept sera basé, au maximum, sur des composants techniques disponibles sur étagère.

NearStar Fusion, basée dans la ville de Chantilly dans l’État de Virginie, semble au début de ses développements. Elle a toutefois reçu des fonds de plusieurs investisseurs, à savoir Virginia Venture Partners et Ecosphere Ventures. L’avenir nous dira si leur concept, pour le moins original, est effectivement viable pour nous rapprocher de la fusion commerciale.