Rendu du système Unity-2.
Construction du premier cycle de carburant de fusion entièrement intégré et pertinent sur le plan commercial au monde – La construction d’UNITY-2 est en cours aux Laboratoires de Chalk River (LCR), dirigée par une coentreprise composée des LNC et de Kyoto Fusioneering Ltd (KF). Les esprits brillants derrière ce projet de pointe de l’industrie ont uni leurs forces pour donner vie à la validation de principe. Ils ont établi une plateforme de test entièrement intégrée destinée aux partenaires internes et externes afin de constater de première main, valider, tester et faire évoluer les capacités d’UNITY-2 à titre de système de ravitaillement en vue de la mise en oeuvre de la fusion à l’échelle mondiale. Divers promoteurs des technologies ont démontré le processus de fusion avec différents degrés de succès à l’échelle du laboratoire. Avec chaque année qui passe, les chiffres s’améliorent, la fusion est maintenue pendant de plus longues périodes*, l’énergie produite se rapproche d’un gain net. Cependant, un défi clé doit être surmonté avant que l’objectif de bénéficier d’une énergie propre et illimitée soit à notre portée. Ce défi est la disponibilité du carburant de tritium, un ingrédient clé d’un cycle de carburant de fusion autonome.
| *Fait amusant : La réaction de fusion la plus durable a été obtenue par le tokamak West en France le 12 février 2025, qui a maintenu un plasma pendant 1 337 secondes (environ 22 minutes). |
Aujourd’hui, les unités de démonstration de réaction de fusion dépendent de l’inventaire disponible de carburant au tritium dans leurs installations, une ressource rare et limitée. Une fois que le tritium d’une installation d’essai a été utilisé, ce qui se produit rapidement lorsque la boucle d’essai est en marche, la réaction de fusion ne peut pas être maintenue. Pour maintenir la fusion au-delà de quelques minutes, les réacteurs devront produire ou reproduire du tritium à une vitesse supérieure à celle utilisée dans la réaction elle-même et, en fin de compte, ramener ce tritium dans le cycle de fusion. C’est là qu’UNITY-2 entre dans l’équation.
La disponibilité mondiale de tritium dans le secteur civil est actuellement de l’ordre de dizaines de kilogrammes (p. ex. environ 30 kg, en voie de désintégration) avec une production actuelle de seulement quelques kilogrammes par année. L’exigence d’un réacteur de fusion de 1 000 MWe (environ 1 GW) est généralement prévue à environ 50 à 60 kg de tritium par an. Compte tenu de cet écart d’échelle, il n’est pas possible de se fier à la chaîne d’approvisionnement pour bénéficier de ce carburant, d’où l’importance de la reproduction et de la conservation du tritium.
La coentreprise formée des LNC et de KF, Fusion Fuel Cycles Inc. (FFC), travaille à démontrer une boucle de cycle de carburant continu par l’entremise de l’installation d’essai UNITY-2. Dans cette démonstration aura lieu une simulation des gaz de deutérium, tritium et hélium, incluant l’extraction sélective, le recyclage et la purification du carburant de fusion dans des conditions semblables à celles d’un réacteur. L’installation d’essai créera les conditions permettant l’utilisation du carburant de fusion, établissant une source de carburant continue qui retourne le tritium dans la boucle d’essai, permettant à la fusion d’être maintenue plus longtemps, éliminant ainsi la barrière qui empêche actuellement les réacteurs de fusion de générer une énergie propre et illimitée.
Ce système est particulièrement intéressant pour les scientifiques, car il permettra l’injection de différentes combinaisons de compositions chimiques avec le gaz de tritium, ce qui permettra d’ajuster une vaste gamme de technologies de manipulation tout en explorant l’impact de divers contaminants dans le processus.
« Notre installation, ici aux LCR, est unique à l’échelle mondiale », explique Bryden Klein, le représentant et superviseur des opérations d’UNITY-2. « Grâce au soutien financier et en tirant parti des actifs détenus par EACL, UNITY-2 combinera l’expertise unique des deux partenaires de l’entreprise en une seule installation énergétique. Kyoto Fusioneering apporte une distribution distincte en matière de compétence en matière de reproduction du plomb-lithium et les LNC offrent une technologie de classe mondiale de manipulation, de nettoyage, d’entreposage et d’équilibrage du tritium. Tout cela est passionnant, car ensemble, en tant que FFC, nous tirerons parti de notre licence existante et hébergerons le plus grand inventaire civil de tritium au monde. Cela offre aux LNC un avantage unique et lui permet de gérer les matériaux nécessaires pour exploiter UNITY-2 ici même au sein du site. »
Au cours des dernières semaines, FFC a renforcé l’avenir de son projet intégrateur, grâce à un investissement stratégique de 20 millions de dollars américains sur dix ans de General Atomics (GA). Cet engagement à long terme permettra à FFC de démontrer la performance des composants et sous-systèmes essentiels d’UNITY-2, accélérant leur progression dans les niveaux de maturité technologique (NMT) en vue du déploiement commercial. Plus récemment encore, FCC a obtenu un prêt de 20 millions de dollars canadiens de la Japan Bank for International Cooperation (JBIC) et de Mitsubishi UFJ Financial Group Ltd (MUFG Bank). Ce prêt, en plus de l’investissement de GA, permettra que l’industrie mondiale de la fusion continue de croître et que les technologies de cycle de carburant au tritium puissent être testées, éprouvées et déployées à grande échelle, et ce, en temps réel.
Les équipes de sous-traitance et de déclassement ont travaillé avec acharnement pour préparer le site à la transition qui permettra à FFC de tirer parti de l’infrastructure existante. Pour se préparer à cette nouvelle entreprise, les équipes sur place ont facilité la planification, la récupération et l’échantillonnage intrusifs sécuritaires du site, en collaboration avec les équipes de catégorisation des déchets et d’exploitation.
Le personnel de déclassement récupère les échantillons d’une glacière du système cryogénique en même temps qu’un technicien de protection contre la radiation surveille la contamination.
En jetant un coup d’œil à l’intérieur, et plus particulièrement dans la tour, vous trouverez les équipes de déclassement qui recueillent des échantillons destinés à l’analyse de la contamination avant le démontage et le retrait de l’installation d’essai de détritiation et de reconcentration par électrolyse et échange catalytique (Combined Electrolysis and Catalytic Exchange Upgrading/Detritiation test facility, CECEUD). Pendant ce temps, des remorques destinées à servir de base principale à l’intérieur du côté protégé du site sont érigées par des équipes commerciales afin que ces équipes, à l’instar des équipes d’ingénierie, puissent aller de l’avant avec le projet.
Personnel de déclassement recueillant des échantillons à partir des systèmes existants.
À mesure que la préconstruction et la planification de la conception progressent, les bons de commande pour l’équipement et la fabrication sont en voie d’être réunies dans le cadre du processus d’installation plus vaste. Les fournisseurs de démantèlement et les équipes de fabrication, des LCR et des équipes des partenaires externes, se préparent pour les étapes futures du processus, y compris le développement de réservoirs sous pression et d’autres équipements communs qui seront nécessaires pour terminer l’installation.
« Le permis d’installation s’harmonise avec la portée du projet et nous permettra de faire avancer le projet en temps réel », explique Todd Tallon, superviseur de projet supervisant les efforts de planification et d’exécution. « Nous sommes ravis d’être sur la bonne voie avec la phase de démontage et nous sommes impatients d’installer les plateformes de manutention à partir de l’été prochain. »
Avec l’investissement stratégique de GA et les engagements financiers supplémentaires garantis, FFC a renforcé la base de financement pour UNITY-2 au financement parent déjà engagé des LNC, d’AECL et de Kyotofusioneering. Alors que les préparatifs du site sont presque terminés, le projet passe de la conception à la construction active, avec des travaux déjà en cours cet automne. Elle devrait passer à la vitesse supérieure à la fin de 2025. La mise en service d’UNITY-2 est prévue à la fin de 2026 et l’embauche pour le projet devrait commencer peu de temps après afin de soutenir la mise en service et les activités opérationnelles éventuelles qui sont prévues pour la fin de 2026 et le début de 2027.
