Kyoto Fusioneering et Oak Ridge construiront UNITY-3, la première installation mondiale de validation de couverture tritigène

L'entreprise japonaise d'ingénierie énergétique de fusion Kyoto Fusioneering (KF) a annoncé qu'elle construirait, en collaboration avec le laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) aux États-Unis, une installation nommée “UNITY-3” destinée à valider la technologie de couverture tritigène requise pour les centrales à fusion commerciales. Ce projet est présenté comme la première installation au monde dédiée à la démonstration de couvertures tritigènes, et KF transférera simultanément sa base d'activités américaine à Oak Ridge, dans le Tennessee. Le projet bénéficie du soutien de la feuille de route du département de l'Énergie des États-Unis, du fonds d'investissement de la chaîne d'approvisionnement nucléaire du Tennessee et du DOE, ce qui montre que l'industrie de la fusion passe d'une simple percée en physique des plasmas à une phase d'ingénierie, de systématisation et de construction de chaînes d'approvisionnement.

La couverture tritigène est un maillon incontournable pour la commercialisation des centrales à fusion deutérium-tritium. Une centrale D-T commerciale doit générer du tritium dans la couverture sous l'effet des neutrons afin d'atteindre l'autosuffisance en combustible, mais la couverture et le cycle du combustible restent actuellement les segments les moins matures technologiquement de l'industrie de la fusion. Ces dernières années, l'industrie mondiale de la fusion a attiré d'importants capitaux privés, avec un financement cumulé dépassant 12 milliards de dollars, dont plus de 3,5 milliards injectés au cours de la seule année écoulée. Cependant, sans une capacité fiable de production de tritium, ces investissements pourraient finalement rester contraints par le goulot d'étranglement du cycle du combustible. L'importance d'UNITY-3 réside précisément dans la compensation de cette lacune, en offrant une plateforme de validation partageable aux entreprises de fusion de différentes filières.

UNITY-3 utilisera une source de neutrons de fusion D-T à grand volume pilotée par accélérateur pour mesurer le spectre neutronique et la production de tritium de la couverture tritigène dans des conditions proches de l'environnement nucléaire réel. Ces données serviront non seulement à valider les performances de la couverture, mais aussi à calibrer et à réduire les risques des codes de simulation utilisés dans la conception des centrales à fusion. Le DOE, dans sa “Fusion Science & Technology Roadmap”, classe les “systèmes intégrés de neutrons et de couvertures” parmi les infrastructures essentielles reliant les expériences actuelles aux futures centrales de démonstration en fusion ; UNITY-3 répond précisément à ce besoin et fournira à la plateforme de conception numérique de fusion par IA du DOE des données expérimentales de haute précision jamais obtenues auparavant.

Sur le plan du positionnement industriel, KF ambitionne de devenir un “facilitateur” des systèmes d'ingénierie clés des centrales à fusion, en se concentrant sur la couverture, le cycle du combustible, le cycle thermique et les systèmes auxiliaires associés. De nombreuses entreprises de fusion concentrent leurs capitaux et leurs compétences spécialisées sur les voies de confinement du plasma, mais la transformation réelle d'expériences physiques en installations de production d'électricité exige d'importantes capacités en ingénierie nucléaire, en matériaux, en fabrication et en traitement du combustible. Si chaque entreprise intégrait verticalement ces capacités de manière indépendante, les coûts, les délais et les risques techniques augmenteraient considérablement. C'est pourquoi UNITY-3 a été conçu comme une infrastructure partagée, ouverte et indépendante du type de réacteur à fusion, et a déjà reçu le soutien d'entreprises telles que General Atomics, OpenStar Technologies, Realta Fusion, Thea Energy, Type One Energy et Xcimer Energy.

Le choix d'Oak Ridge par KF reflète également l'accélération de la structuration géographique et de la chaîne d'approvisionnement de l'industrie de la fusion. Oak Ridge est depuis longtemps un centre majeur de la science nucléaire, de la science des matériaux, de la science neutronique, de la fabrication avancée et du calcul intensif aux États-Unis, et l'ORNL possède une expertise approfondie dans le domaine des technologies nucléaires. KF apporte quant à elle les capacités d'ingénierie japonaises en matière de couvertures tritigènes, de cycle du combustible au tritium et de systèmes de chauffage du plasma dans l'écosystème américain, favorisant la fabrication locale, la formation des talents et la construction d'une chaîne d'approvisionnement fondée sur des alliances. Combiné aux installations UNITY-1 déjà développées au Japon et UNITY-2 au Canada, UNITY-3 viendra compléter la validation des technologies nucléaires dans un environnement neutronique de fusion réel, permettant au programme UNITY de constituer un système de validation par étapes couvrant le comportement thermohydraulique non nucléaire, le cycle du combustible de bout en bout et les tests de couverture en environnement nucléaire.