“人造太阳”小型化突破:工程创新让核聚变更可控、更经济
La miniaturisation de la « Soleil artificiel » grâce à des avancées ingénierie rend-elle la fusion nucléaire plus contrôlable ? La fusion nucléaire contrôlée est souvent qualifiée de « joyau de la couronne énergétique », car elle promet une source d’énergie quasi illimitée, propre, à faible émission de carbone, et fondée sur des matières premières abondantes. Depuis les années 1950, les scientifiques cherchent à reproduire les conditions du cœur des étoiles sur Terre. Aujourd’hui, le secteur connaît une croissance exponentielle. Selon le rapport Global Fusion Industry 2025 publié en juillet 2025 par l’American Fusion Industry Association (FIA), le nombre de sociétés de fusion nucléaire dans le monde est passé de 53 à 53 entreprises, avec un investissement total atteignant 9,77 milliards de dollars, soit une augmentation de 5 fois par rapport à 2021. En 2024 seule, 2,64 milliards de dollars ont été injectés dans ce secteur. Ce bond en avant repose sur des progrès scientifiques et technologiques majeurs. La réaction de fusion entre deutérium et tritium, la plus étudiée, nécessite de chauffer le plasma à environ 100 millions de degrés Celsius pour surmonter la répulsion électrostatique entre noyaux. Cette température peut être atteinte par des méthodes externes comme l’injection de faisceaux neutres ou le chauffage par ondes radiofréquences. Depuis les années 1990, des dispositifs comme JET (Europe) et TFTR (États-Unis) ont démontré la faisabilité scientifique de la fusion, produisant des puissances de plusieurs dizaines de mégawatts sur de courtes durées. En 2021, le National Ignition Facility (NIF) aux États-Unis a atteint un gain énergétique net — plus d’énergie produite que d’énergie consommée — dans une configuration de fusion par laser. Par ailleurs, l’intelligence artificielle (IA) émerge comme un levier clé : des études publiées dans Nature et Science montrent que l’IA peut optimiser la stabilité du plasma et améliorer la performance des champs magnétiques, accélérant ainsi le développement. Toutefois, atteindre une fusion contrôlée, durable et rentable reste un défi technique majeur. Jusqu’à présent, les dispositifs ont été massifs : ITER, projet international en cours de construction en France, mesure 30 mètres de diamètre et coûte près de 20 milliards de dollars. Son échelle imposante limite sa viabilité commerciale. C’est ici que les innovations ingénierie entrent en jeu. Des entreprises comme Commonwealth Fusion Systems (CFS), Helion Energy et Tokamak Energy explorent des voies alternatives pour miniaturiser les réacteurs. CFS, issue du MIT, utilise des aimants à supraconductivité à haute température dans son réacteur SPARC, visant une fusion avec un gain énergétique (Q > 1) d’ici 2025. En 2025, elle a levé 863 millions de dollars, dont des fonds d’Intel, de Google et de Bill Gates. Helion Energy, quant à elle, privilégie une configuration de type « champ inversé » (field-reversed configuration), capable de convertir directement l’énergie de fusion en électricité. Elle a signé un accord avec Microsoft pour fournir de l’électricité fusion d’ici 2028, et a commencé la construction d’une centrale pilote en Washington. En Chine, un modèle « 2+N » s’est établi : deux géants publics — Fusion New Energy (Hefei) et China Fusion Energy (Shanghai) — bénéficient d’un soutien financier massif (près de 30 milliards de yuans), tandis que des startups comme Xinghuan Fusion, Xin Ao Energy, Energy Singularity ou Hanhai Fusion explorent diverses voies technologiques. Xinghuan Fusion, fondée sur une technologie issue du laboratoire du MIT et du LTP de l’Université Tsinghua, a adopté une approche radicale : la miniaturisation via un concept de « Tokamak simplifié ». Son dispositif expérimental SUNIST-2, construit en 279 jours par une équipe de 50 personnes, a atteint 17 millions de degrés Celsius, avec une intensité de courant passant de 100 kA à 480 kA en seulement 11 mois. La clé de leur innovation réside dans une stratégie de « réconnexion magnétique » : au lieu de chauffer le plasma continuellement (comme dans les dispositifs traditionnels), Xinghuan utilise des impulsions courtes (environ 6 secondes) pour chauffer le plasma, le faire fusionner, puis le laisser refroidir avant de relancer le cycle — un peu comme un moteur à explosion. Cette approche évite les problèmes de confinement prolongé et réduit drastiquement les coûts de construction, estimés à environ 1 milliard de yuans pour une installation de niveau industriel, contre des centaines de milliards pour des projets comme ITER. Avec une équipe de 170 personnes, dont 140 ingénieurs, Xinghuan Fusion prouve que la fusion nucléaire est devenue un problème d’ingénierie plus que de physique fondamentale. Leur objectif : construire une centrale pilote, StarRing-1, pour valider l’approche à grande échelle. Enfin, la Chine semble en position de compétition avec les États-Unis, non pas par la seule avancée technologique, mais par sa capacité à intégrer science, ingénierie et industrialisation de manière rapide et efficace. Selon le FIA, la production d’électricité à partir de fusion pourrait devenir réalité entre 2031 et 2035. Avec des innovations comme celles de Xinghuan Fusion, la « Soleil artificiel » n’est plus une chimère — elle devient un objectif ingénierie, économiquement accessible, et potentiellement atteignable dans une décennie.
