La startup américaine de fusion Xcimer Energy a annoncé que son système laser "Phoenix", situé dans une installation privée, avait été officiellement allumé et mis en service mercredi, heure locale. La société a déclaré qu'elle était actuellement le plus grand appareil laser privé au monde. Xcimer tente de transformer la fusion par confinement inertiel de la technologie de laboratoire en une nouvelle méthode de production d'électricité avec un potentiel commercial basée sur l'expérience National Ignition Facility (NIF).
Le parcours technique de Xcimer est calqué sur le National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory aux États-Unis. En décembre 2022, l'appareil a atteint pour la première fois l'énergie libérée par la réaction de fusion dépassant l'énergie nécessaire à l'allumage, ce qui est considéré comme une étape importante dans la recherche sur la fusion nucléaire. Dans l’expérience NIF, les chercheurs ont utilisé 192 faisceaux laser pour viser une cible de carburant plus petite que la tête d’une gomme à crayon. Le laser a d’abord touché une cavité cible en or, la vaporisant et la convertissant en rayons X. Les rayons X comprimaient ensuite les pastilles de combustible intégrées, provoquant la fusion des atomes qu'elles contenaient et libérant de l'énergie.
En revanche, Xcimer estime qu'en utilisant un système laser plus puissant et plus simple, il devrait réduire la complexité et les coûts du système tout en maintenant ou en augmentant la production d'énergie de fusion, ouvrant ainsi la voie à la commercialisation. Selon le plan de l'entreprise, sa future centrale à fusion sera équipée de deux lasers principaux capables d'émettre des impulsions laser de l'ordre de la microseconde. Ces impulsions seront guidées à travers un ensemble de systèmes optiques similaires à la « compression d'énergie » et transféreront de l'énergie à la cible de combustible dans un délai de l'ordre de la nanoseconde, complétant ainsi la compression du combustible en très peu de temps et augmentant la probabilité de produire des réactions de fusion utilisables.
Le système Phoenix, mis en service cette fois-ci, est considéré comme une étape intermédiaire clé sur la voie des centrales électriques à fusion. Le système utilise la technologie « amplification excimer ». Ce type de laser a été utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs, mais la puissance du système Phoenix a été considérablement augmentée. Xcimer a déclaré aux médias que ce laser au fluorure de krypton (KrF) peut produire plus de 1 kilojoule d'énergie lorsqu'il fonctionne à pleine puissance et que la longueur de son noyau d'amplification laser atteint 38 mètres. La société estime que Phoenix est actuellement à l'avant-garde en termes de puissance et d'ampleur mondiale en matière de systèmes laser privés.
Cependant, Phoenix est encore loin des spécifications requises pour les centrales électriques commerciales. Xcimer estime qu’une véritable centrale électrique à fusion commerciale nécessiterait une énergie laser totale de plus de 12 mégajoules, bien supérieure à la production actuelle de Phoenix. Par conséquent, Phoenix est davantage une plate-forme de vérification technique pour les systèmes ultérieurs à plus grande échelle, comprenant des liens clés tels que l'amplification laser, la mise en forme des impulsions, la transmission optique et l'interaction carburant-cible.
En termes de calendrier, Xcimer prévoit d'achever la construction et les tests d'un système prototype en 2028. Sur cette base, l'entreprise continuera à développer des systèmes intégrés plus grands, dans le but de faire en sorte que l'ensemble du dispositif atteigne la « parité énergétique », c'est-à-dire que la production d'énergie électrique soit au moins équivalente à l'entrée. Selon la vision actuelle de l'entreprise, la construction de la première centrale électrique à fusion à l'échelle commerciale devrait commencer au milieu des années 2030. D’ici là, si la technologie et l’économie parviennent à répondre aux normes, la fusion par confinement inertiel pourrait devenir une force importante dans le nouveau paysage énergétique.
À l'heure actuelle, la concurrence dans le domaine de la fusion mondiale devient de plus en plus féroce et de nombreuses start-up explorent différentes voies et voies de mise en œuvre technique. Dans ce contexte, Xcimer a lancé le « plus grand laser privé du monde » via le système Phoenix, ce qui constitue non seulement une démonstration de force technique, mais aussi un signal adressé au marché des capitaux et aux décideurs politiques : la fusion par confinement inertiel passe progressivement du laboratoire à l'ingénierie et à l'industrialisation. Cependant, passer d’un dispositif expérimental au niveau du kilojoule à une centrale électrique commerciale au niveau du mégajoule nécessite toujours de longues itérations d’ingénierie et des investissements en capital. L’allumage réussi de Phoenix n’est que l’un des points de départ clés de ce processus.