Helion Energy

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Helion Energy Inc.
logo de Helion Energy

Création 2013
Fondateurs David Kirtley, John Slough, Chris Pihl, George Votroubek
Siège social Everett (Washington)
Drapeau États-Unis
Activité Secteur énergétiqueVoir et modifier les données sur Wikidata
Site web https://www.helionenergy.com/

Helion Energy, Inc. est une société américaine dédiée à la fusion nucléaire, située à Everett, dans l'État de Washington[1]. Elle développe une technologie de fusion magnéto-inertielle pour produire du gaz Hélium-3 et de l'électricité grâce à la fusion aneutronique[2],[3].

Organisation[modifier | modifier le code]

Helion Energy a été fondée en 2013 par le Dr David Kirtley, le Dr John Slough, Chris Pihl et le Dr George Votroubek[4].

Les investisseurs de l'entreprise comprennent Y Combinator, Mithril Capital Management et Capricorn Investment Group[5],[6].

Technologie[modifier | modifier le code]

Le réacteur à fusion de la société est basé sur les expériences d'accélérateur de plasmoïde[7],[8] réalisées de 2005 à 2012.

Ce système fonctionne théoriquement à 1 Hz. Toutes les secondes, du plasma est injecté et comprimé pour parvenir aux conditions de pression et de température et de chaleurs nécessaires à la fusion nucléaire. Le plasma se dilate et émet des particules chargées qui permettent de produire directement de l'électricité[9].

Utilisation de Hélium-3 comme carburant[modifier | modifier le code]

Helion projette d'utiliser une combinaison de deutérium et d'hélium-3 comme carburant. Ce mélange permettra une fusion largement aneutronique, émettant seulement 5 % de son énergie sous la forme de neutrons rapides.

L'hélium-3 est produit par des réactions auxiliaires de fusion deutérium-deutérium. Il est capté et réutilisé, éliminant les problèmes de rareté de cet élément[10].

Confinement[modifier | modifier le code]

Helion utilise le champ magnétique d'un plasmoïde à configuration de champ inversé (FRC) pour empêcher les pertes d'énergie du plasma[11].

Compression[modifier | modifier le code]

Deux plasmoïdes FRC (Field-Reversed Configurations) sont accélérés à grande vitesse grâce des champs magnétiques pulsés. Ils fusionnent en un seul plasmoïde FRC au centre de l'appareil[11].

Leurs expériences de 2018 ont permis d'obtenir des plasmas avec des températures de plusieurs keV[12].

Production d'énergie[modifier | modifier le code]

L'énergie produite par la réaction de fusion est directement convertie en électricité. L'expansion du plasma induit courant dans les bobines de compression et d'accélération magnétiques et convertit directement l'énergie des particules α en tension électrique.

Il n'y a donc pas de turbines à vapeur, de tours de refroidissement et de pertes d'énergie associées[11].

Histoire[modifier | modifier le code]

En 2021, la firme a annoncé que son sixième prototype, Trenta, avait atteint 100 millions de degrés C° après un cycle de test de seize mois comptant plus de 10 000 impulsions.

Les champs de compression magnétique ont dépassé dix teslas, les températures des ions ont dépassé 8 keV et les températures des électrons ont dépassé 1 keV[13],[14].

Le prototype de septième génération d'Helion, « Polaris », est en cours de développement et devrait être achevé en 2023[15]. Il doit augmenter la fréquence du pouls d'une impulsion toutes les 10 minutes à une impulsion par seconde pendant de courtes périodes[16].

L'entreprise envisage la production d'électricité nette grâce à la fusion nucléaire dès 2024, comme sous-produit de l'activité du réacteur Polaris[17].

Financement[modifier | modifier le code]

Helion Energy a reçu 7 millions de dollars de la NASA, du département de l'Énergie des États-Unis et du ministère de la Défense[18] auxquels s'ajoutent 1,5 million de dollars du secteur privé en , par le biais des incubateurs d'entreprises Y Combinator et Mithril Capital Management[19].

En 2021, les investissements s'élevaient à 77,8 millions de dollars[20].

En , Helion a reçu 500 millions de dollars de financement pour sa « série E », avec 1,7 milliard de dollars d'engagements supplémentaires, conditionné à la réalisation de jalons spécifiques[21].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Helion Energy Says It Will Offer the World's First Commercial Fusion Power », Interesting Engineering (consulté le ).
  2. (en-US) « Helion », Helion (consulté le )
  3. (en) Bill Virgin, « Redmond's Helion Energy Looks to Nuclear Fusion As the Next Big Thing in Power Generation », Seattle Business Magazine,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  4. « Helion Energy », Helion Energy.
  5. (en-US) « Y Combinator and Mithril Invest in Helion, a Nuclear Fusion Startup », TechCrunch (consulté le ).
  6. (en) Kastalia Medrano, « The Search Is on for (Cheap) Nuclear Fusion », Inverse (consulté le ).
  7. (en) G. Votroubek, J. Slough, S. Andreason et C. Pihl, « Formation of a Stable Field Reversed Configuration through Merging », Journal of Fusion Energy, vol. 27, nos 1-2,‎ , p. 123–127 (ISSN 0164-0313, DOI 10.1007/s10894-007-9103-4, lire en ligne).
  8. John Slough, George Votroubek et Chris Pihl, « Creation of a high-temperature plasma through merging and compression of supersonic field reversed configuration plasmoids », Nuclear Fusion, vol. 51, no 5,‎ , p. 053008 (ISSN 0029-5515, DOI 10.1088/0029-5515/51/5/053008, Bibcode 2011NucFu..51e3008S, lire en ligne).
  9. (en-US) Elizabeth Svoboda, « Is Fusion Power Finally For Real? », Popular Mechanics, (consulté le ).
  10. Advanced fuel cycle and fusion reactors utilizing the same - WO2015163970A2 (lire en ligne).
  11. a b et c (en-US) Brian Wang, « Helion Energy Raised $10.9 Million » (consulté le ).
  12. David Kirtley, Richard Milroy, George Votroubek et John Slough, « Overview of Staged Magnetic Compression of FRC targets », Bulletin of the American Physical Society, vol. 2018,‎ , BM9.005 (Bibcode 2018APS..DPPBM9005K, lire en ligne).
  13. (en-US) « Helion passes 100 million degrees Celsius », sur World Nuclear News, (consulté le ).
  14. (en-US) Brian Wang, « Nuclear Fusion Startup Helion Energy Surpasses 100 Million Degrees Celsius », sur Next Big Future, (consulté le ).
  15. (en) « Helion prepares to build seventh fusion prototype : New Nuclear - World Nuclear News », world-nuclear-news.org (consulté le ).
  16. (en) « Developing a Regulatory Framework for Fusion Energy Systems » [PDF], Nuclear Regulatory Commission, NRC, .
  17. (en) Philip Ball, « The chase for fusion energy », sur www.nature.com (consulté le ).
  18. Mark Halper, « The nearness of fusion: The materials and coolant challenges facing one fusion company mirror fission », The Alvin Weinberg Foundation, .
  19. Kyle Russell, « Y Combinator And Mithril Invest In Helion, A Nuclear Fusion Startup », TechCrunch, .
  20. (en) « Helion Energy - Pitchbook Company Overview », Pitchbook (consulté le ).
  21. (en) Haje Jan Kamps, « Helion secures $2.2B to commercialize fusion energy », sur TechCrunch, (consulté le ).