Le gouvernement américain veut envoyer un minuscule réacteur à fusion nucléaire dans l’espace, et il s’est associé à une entreprise privée pour rendre un prototype opérationnel d’ici 2027.
La fusion nucléaire est un domaine de la physique sur lequel les scientifiques se sont penchés depuis des années car elle promet de fournir l’une des formes d’énergie les plus propres et les plus efficaces possibles. La fusion nucléaire se produit lorsque deux noyaux atomiques fusionnent en un seul noyau plus lourd, convertissant une masse en énergie.
C’est le même processus qui alimente le soleil, où les atomes d’hydrogène sont forcés ensemble sous une chaleur et une pression énormes pour former de l’hélium.
Recréer artificiellement ce processus s’est avéré être une tâche extrêmement délicate. Diverses machines élaborées ont été construites pour tenter d’imiter les conditions au cœur de notre soleil, des tokamaks en forme de beignet qui utilisent d’énormes aimants pour contenir la réaction, à un pistolet géant qui tire des projectiles ensemble. Malgré des décennies de travail, rien ne s’est avéré suffisamment avancé pour être intégré à un réseau électrique.
Avalanche Energy pense avoir la réponse avec un réacteur relativement petit appelé Orbitron. Il fonctionne en piégeant des ions à grande vitesse dans une minuscule orbite autour d’une électrode chargée négativement. En créant un petit espace pour ce plasma ionique, appelé piège à ions, les ingénieurs derrière l’Orbitron espèrent leur offrir de nombreuses chances de se croiser et de fusionner.
“Plus il est petit, plus la fréquence de ces orbites est élevée, donc plus vous obtenez de collisions”, a déclaré Robin Langtry, PDG d’Avalanche, à Newsweek. “Alors pour nous, ça veut presque être petit.”
Les tensions requises seront énormes, et cela fait partie des nombreux défis techniques que l’équipe d’Avalanche devra surmonter. S’ils le peuvent, les utilisations potentielles d’un petit réacteur pourraient changer la donne.
“Cela vous amène à cette idée d’une cellule; une cellule de fusion, si vous voulez”, a déclaré Langtry. Finalement, l’équipe pense que ces cellules pourraient être combinées pour former une batterie à fusion plus grande capable de produire un mégawatt d’énergie.
Cela suggère une foule d’applications potentielles. “Alors que nous baissons les prix, de plus en plus de marchés pour quelque chose comme ça vont s’ouvrir”, a déclaré Langtry. “Nous allons commencer avec un million de dollars par kilowattheure, je suppose, parce que c’est là que le solaire spatial commercial semble être. Une fois que nous descendrons à 100 000 dollars par kilowatt, il y a probablement plus d’applications qui s’ouvrent là-bas ; l’aviation est intéressante, des drones, peu importe. Et puis, à mesure que vous descendez à 10 000 ou 3 000 dollars le kilowatt, vous commencez à devenir compétitif avec d’autres formes d’énergie terrestre, comme les piles à combustible, les batteries et tout.
Une application pourrait être l’alimentation d’engins spatiaux. En mai de cette année, la Defense Innovation Unit (DIU) de l’armée américaine a annoncé qu’elle avait attribué des contrats à des entreprises de technologie nucléaire dans la recherche de “propulsion et puissance nucléaires de nouvelle génération”. Avalanche était l’une de ces entreprises.
L’objectif des contrats est d’obtenir une démonstration réussie d’un prototype en orbite terrestre d’ici 2027. Les sources d’énergie nucléaire à bord du vaisseau spatial lui fourniront l’électricité dont il a besoin pour fonctionner ainsi qu’un propulseur électrique.
“Les systèmes de base, chimiques et solaires ne fourniront pas l’énergie nécessaire aux futures missions du DoD”, a déclaré Maj Weed, responsable du programme Nuclear Advanced Propulsion and Power (NAPP) au DIU, dans un communiqué de presse.
Chemin vers la date de lancement de 2027
Le prototype d’Avalanche Energy est encore loin et fonctionne actuellement à environ 100 kilovolts, un peu en deçà du record de 190 kilovolts atteint par une technologie similaire dans le passé. Bientôt, ils espèrent tripler ce nombre à 300 en utilisant une approche de développement similaire à SpaceX : tester, échouer, réparer.
“Nous essayons de faire cela pour la fusion, en essayant de construire une chose minimalement viable, de l’exécuter jusqu’à sa limite, de déterminer ce qui vous empêche d’aller plus loin, de le réparer, de le remettre sur le banc d’essai et juste une sorte d’itération chaque jour, chaque semaine au fur et à mesure », a déclaré Langtry.
“C’est encore tôt, mais il y a certainement une voie crédible vers une date de lancement en 2027. Ça ne va pas être facile, ça va être très difficile.
“Nous avons trois choses que nous voulons faire avec Avalanche. L’une d’elles est une indépendance énergétique à 100 % sans carbone pour chaque pays du monde ; nous voulons accélérer l’avènement d’une société humaine spatiale ; et nous voulons rendre la science-fiction réelle. Je suis super excité de le faire.”
