Une entreprise américaine de fusion progresse dans les essais de fusion deutérium-hélium-3

American Fusion Inc. a publié le 27 août les progrès des essais en cours de son moteur à fusion Texatron (Texatron Fusion Engine), ainsi que les résultats de calculs et d'observations expérimentales concernant les conditions de fusion deutérium-hélium-3 (D-³He). La société indique que le programme d'essais évalue deux configurations Texatron, d'environ 500 kW et 5 MW, la technologie de base étant la compression magnétique pulsée propriétaire.

Les travaux de développement de Texatron se concentrent sur l'utilisation de brèves impulsions électromagnétiques intenses pour comprimer et chauffer le plasma en un temps extrêmement court, afin de créer simultanément les conditions nécessaires à la fusion : température élevée, pression élevée, densité élevée et un temps de confinement suffisant. American Fusion Inc. indique que son équipe a réalisé des essais de confinement magnétique reproductibles et atteint une pression de confinement maximale d'environ 100 000 atmosphères. La prochaine étape de l'entreprise consistera à continuer de caractériser les conditions de température, de densité et de confinement nécessaires pour atteindre l'allumage de la fusion deutérium-hélium-3 et, à terme, un gain net d'énergie.

John E. Brandenburg, directeur technique d'American Fusion Inc., a déclaré que la réalisation de conditions plasmatiques pulsées à haute pression reproductibles constitue une étape clé dans la feuille de route de développement de Texatron. L'entreprise se concentre actuellement sur l'amélioration continue des caractéristiques de température, de densité et de confinement, ainsi que sur la mesure et la validation de chaque impulsion. Il a également souligné que la fusion dépend de l'état global du plasma, et non d'un seul paramètre de mesure.

La fusion deutérium-hélium-3 étudiée par American Fusion Inc. désigne le processus par lequel un noyau de deutérium fusionne avec un noyau d'hélium-3, produisant des particules chargées à haute énergie. Contrairement aux approches conventionnelles de confinement magnétique en régime stationnaire, Texatron adopte une architecture de compression magnétique pulsée, visant à créer les conditions de fusion requises à chaque impulsion. L'entreprise a évalué deux géométries : le modèle de développement d'environ 500 kW utilise une chambre de 11 pouces avec une colonne de plasma d'environ 25,4 mm de diamètre ; le modèle de développement d'environ 5 MW utilise une chambre de 23 pouces avec une colonne de plasma d'environ 50,8 mm de diamètre. Dans les calculs correspondants, la longueur du plasma est approximée par la circonférence de la chambre respective, et le temps de confinement maximal est modélisé à 1 microseconde.

La température plasmatique cible fixée pour cette analyse est d'environ 60 keV, soit environ 700 millions de kelvins. American Fusion Inc. indique que ses calculs combinent cette température cible, une pression plasmatique maximale d'environ 100 000 atmosphères et un temps de confinement maximal de 1 microseconde. L'entreprise précise toutefois qu'atteindre environ 700 millions de kelvins ou réaliser 100 000 atmosphères ne prouve pas en soi l'allumage de la fusion deutérium-hélium-3. Un véritable allumage nécessite que la température, la densité du plasma et le temps de confinement de l'énergie satisfassent conjointement aux exigences, tout en surmontant les pertes d'énergie par rayonnement, transport, etc.

Selon les calculs de l'entreprise, le volume du plasma de la configuration de 11 pouces est d'environ 445 cm³, et celui de la configuration de 23 pouces d'environ 3 720 cm³, cette dernière étant environ 8,36 fois supérieure à la première. Dans les mêmes hypothèses, la configuration de 500 kW correspond à une quantité totale d'ions combustibles D+³He d'environ 1,88×10²⁰, avec une estimation d'environ 1,3×10¹⁵ réactions de fusion deutérium-hélium-3 par impulsion, pour une énergie de fusion totale calculée d'environ 3,9 kJ ; la configuration de 5 MW correspond à une quantité totale d'ions combustibles d'environ 1,57×10²¹, avec une estimation d'environ 1,1×10¹⁶ réactions par impulsion, pour une énergie de fusion totale calculée d'environ 32,6 kJ.

American Fusion Inc. précise expressément que les données ci-dessus concernant le nombre de réactions, l'énergie et la puissance instantanée sont calculées à partir des dimensions de l'appareil, de sa géométrie et des conditions plasmatiques supposées ; il ne s'agit pas de mesures réelles de production de fusion, de gain net d'énergie ou de production électrique continue, et ces données ne doivent pas être interprétées comme la réalisation d'un allumage par fusion. L'entreprise estime que l'avantage potentiel d'une configuration Texatron plus grande réside dans le fait qu'elle peut offrir un volume de plasma réactionnel plus important dans les mêmes conditions plasmatiques, mais la taille de l'appareil ne déclenche pas en soi la fusion ; le facteur clé reste le triple produit de fusion constitué par la densité, la température et le temps de confinement.

À une pression plasmatique d'environ 100 000 atmosphères, le calcul simplifié de la pression magnétique correspond à un champ magnétique d'environ 160 teslas pour une valeur de bêta du plasma égale à 1. American Fusion Inc. indique que ce résultat ne signifie pas que Texatron nécessite un aimant externe de 160 teslas au sens conventionnel. Texatron est un système plasmatique électromagnétique pulsé ; ses exigences opérationnelles réelles dépendront de paramètres techniques tels que la géométrie du champ magnétique, le courant du plasma, le facteur d'amplification du champ magnétique, le taux de compression et les caractéristiques des impulsions.

L'entreprise indique également que ses nouveaux espaces temporaires d'assemblage et de développement sont en cours de construction, et qu'une nouvelle chambre à vide portable est arrivée sur le nouveau site le 26 août 2026, pour soutenir les prochaines expériences Texatron. Brent Nelson, président exécutif d'American Fusion Inc., a déclaré que l'entreprise reconnaît qu'il reste encore un travail scientifique et technique considérable à accomplir avant d'atteindre l'allumage ou un gain net d'énergie, mais que le programme d'essais actuel progresse régulièrement.

La prochaine phase d'analyse d'American Fusion Inc. se concentrera sur l'établissement d'objectifs d'allumage deutérium-hélium-3 plus précis, plutôt que de s'appuyer sur un seul indicateur de pression ou de température. L'entreprise prévoit d'évaluer la pression et la densité du plasma nécessaires pour atteindre des temps de confinement d'environ 1 microseconde et plus, dans une plage de températures d'environ 50 à 200 keV, en intégrant dans l'analyse les produits de la fusion deutérium-hélium-3, le rayonnement de freinage (bremsstrahlung) et les autres pertes d'énergie majeures du plasma. L'objectif à long terme de l'entreprise est de développer Texatron en une plateforme énergétique de fusion sans carbone et évolutive.