Les États-Unis : Thea Energy dévoile la conception de la centrale de fusion à stellarator Helios

Le 9 septembre 2026, la société d'énergie de fusion Thea Energy, Inc., située à Kearny, dans le New Jersey aux États-Unis, a annoncé que 16 articles évalués par les pairs portant sur la conception de sa centrale de fusion « Helios » avaient été publiés dans un numéro spécial de Fusion Engineering and Design (FED). Ce numéro spécial, intitulé « Conception de la centrale à stellarator Helios de Thea Energy », présente l'architecture Helios et ses solutions d'ingénierie clés.

Selon Thea Energy, Helios est une architecture de centrale de fusion à stellarator destinée au déploiement commercial, intégrant des bobines magnétiques contrôlables par logiciel pour s'adapter aux conditions réelles, un système d'échappement à divertor de stellarator pour le fonctionnement continu de la production d'énergie de fusion, ainsi qu'un schéma de maintenance sectorisé permettant un fonctionnement à long terme. La société affirme que l'objectif de Helios est de fournir en continu environ 400 mégawatts d'électricité au réseau et d'éviter les risques de rupture du plasma.

David Gates, cofondateur et directeur technique de Thea Energy, a déclaré que Helios adopte une approche de stellarator à bobines planes, visant à résoudre les défis d'ingénierie posés par les bobines modulaires tridimensionnelles complexes des stellarators traditionnels. Il a précisé que cette conception permet de maintenir le fonctionnement malgré les écarts de fabrication et l'usure opérationnelle, ce qui constitue une condition importante pour la compétitivité des coûts et la commercialisation des centrales de fusion.

La conception préliminaire de Helios a précédemment été certifiée lors de la première phase du « programme de développement de la fusion par étapes » du Département de l'énergie des États-Unis (US Department of Energy, DOE). Thea Energy affirme être le premier lauréat de ce programme à avoir obtenu la certification d'étape pour la conception d'une centrale, cette certification ayant été examinée par un groupe indépendant d'experts en fusion. La société prévoit de mettre en service Helios dans les années 2030 ; avant cela, son premier grand dispositif stellarator intégré, « Eos », sera mis en service en premier. Eos utilise la même architecture de stellarator à bobines planes que Helios et validera les performances de fusion liées à la centrale.

Benedikt Geiger, professeur associé à l'Université du Wisconsin-Madison, qui a participé à la rédaction invitée de ce numéro spécial, a déclaré que la solution proposée par l'équipe de Thea Energy couvre les sous-systèmes clés tels que les opérations à distance, le transfert de chaleur, la cryogénie, l'alimentation électrique, les diagnostics et l'instrumentation, ainsi que l'ingénierie des aimants à bobines planes. Parmi ceux-ci, l'utilisation de bobines planes et l'introduction d'un divertor à « point X » sont considérées comme contribuant à réduire la complexité d'ingénierie dans la conception des centrales de fusion à stellarator.

Sophia Henneberg, professeure assistante au Département de science et d'ingénierie nucléaires du Massachusetts Institute of Technology, a déclaré que le stellarator est une voie technologique mature pour la fusion par confinement magnétique, mais que la géométrie complexe des bobines a longtemps limité les choix d'ingénierie. Elle estime que ce numéro spécial de FED présente de manière systématique la conception préliminaire de Helios et constitue l'un des cas où le secteur privé de la fusion soumet ses résultats de recherche à une évaluation rigoureuse par les pairs.

Selon les points clés de conception divulgués par Thea Energy, le rayon principal de Helios est de 8 mètres, avec une conception quasi-axisymétrique et une solution matérielle simplifiée. La société affirme que cela contribue à réduire l'empreinte au sol et le coût de l'installation. Helios adopte également une maintenance sectorisée, où des secteurs annulaires entiers peuvent être démontés radialement, avec un facteur de capacité cible supérieur à 85 % et une durée de vie du système supérieure à 40 ans.

En ce qui concerne le cœur et la durée de vie des composants, la conception de Helios maintient une distance de 1,2 mètre entre le plasma de fusion et les bobines magnétiques afin d'y placer la couverture et la couche de blindage. Thea Energy affirme que cette conception contribue à prolonger la durée de vie des composants. Les analyses neutroniques montrent que la durée de vie minimale du système de première paroi est de 11 ans, avec une durée de vie moyenne de 18 ans. Helios utilisera des matériaux connus pour fabriquer les composants face au plasma et adoptera la technologie de fusion deutérium-tritium.

Helios introduira également un divertor à point X, similaire à celui des tokamaks, dans l'architecture d'une centrale à stellarator. Thea Energy affirme que la géométrie de ce divertor est relativement simple et que son efficacité d'échappement est supérieure à celle des conceptions précédentes de divertors pour stellarators. La société indique également que Helios ne dépend pas de futures percées scientifiques, son champ magnétique maximal dans les bobines supraconductrices étant de 20 teslas, ce qui se situe dans la plage des paramètres d'ingénierie déjà atteints par les aimants supraconducteurs à haute température à grand alésage.

Thea Energy a été fondée en 2022, issue d'une scission de projets liés à l'Université de Princeton et au Princeton Plasma Physics Laboratory, et se concentre sur la commercialisation de l'architecture de stellarator à bobines planes. La société a été sélectionnée dans la première liste de lauréats du « programme de développement de la fusion par étapes » du Département de l'énergie des États-Unis et a bénéficié du soutien de six prix DOE INFUSE et d'un prix ARPA-E SCALEUP.