Taille, prévisions et tendances du marché mondial pour la période 2025-2037
La taille du Marché de la fusion nucléaire était de 331,6 milliards USD en 2024 et devrait atteindre 633,8 milliards USD d'ici la fin 2037, avec un TCAC de 5,1 % au cours de la période de prévision, c'est-à-dire 2025-2037. En 2025, la taille de l'industrie de la fusion nucléaire est évaluée à 345,13 milliards USD.
Le marché de la fusion nucléaire connaît une croissance rapide, tirée par les progrès technologiques, l'augmentation des investissements privés et l'augmentation de la population mondiale. Cependant, le système énergétique existant est écologiquement non durable, économiquement instable et contribue à l’insécurité mondiale. Pour répondre à cette demande croissante, une transition vers une source d'énergie propre, abordable et abondante est essentielle, ce qui nécessite une percée dans les technologies d'énergie propre.
De plus, des projets phares tels que le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) sont en construction dans le sud de la France. ITER est le plus grand tokamak au monde, un dispositif de fusion magnétique destiné à prouver la viabilité de la fusion en tant que source d’énergie à grande échelle et sans carbone. En confinant et en chauffant le plasma dans un champ magnétique, ITER vise à réaliser un gain énergétique net grâce à la fusion thermonucléaire, ouvrant ainsi la voie à de futures centrales électriques à fusion. Ce projet ITER rassemble 35 pays, dont la Chine, l'Union européenne, l'Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis, dans un effort collaboratif visant à faire progresser la science de la fusion et la technologie des réacteurs.
D'autre part, des initiatives privées telles que TAE Technologies, une société basée en Californie, ont obtenu d'importants fonds privés totalisant environ 1,2 milliard de dollars pour développer la technologie de fusion. TAE se concentre sur les réacteurs avancés à configuration de champ réservé (FRC) pilotés par faisceau, visant à fournir une source d'énergie propre et durable. La commercialisation de l’énergie de fusion transformera le paysage énergétique mondial, offrant une solution durable aux besoins énergétiques croissants de la planète. Les centrales nucléaires conventionnelles génèrent de l’énergie par fission, un processus dans lequel des atomes lourds comme l’uranium se désintègrent et libèrent de l’énergie. En revanche, la fusion produit de l'énergie en combinant des noyaux atomiques légers tels que l'hydrogène à des températures et des pressions extrêmement élevées.
La plupart des conceptions de réacteurs à fusion se concentrent sur l'utilisation des isotopes de l'hydrogène, à savoir le deutérium (D) et le tritium (T), pour générer du plasma. Le plasma est un état de la matière à haute énergie composé d'atomes ionisés et de particules chargées. La fusion se produit plus rapidement avec ces isotopes qu’avec l’hydrogène ordinaire, car elle nécessite des températures et des densités plus faibles. Contrairement à la fission, la fusion deutérium-tritium ne génère qu'un rayonnement neutronique de courte durée et ne produit pas de déchets radioactifs à longue durée de vie.
Secteur de la fusion nucléaire : moteurs de croissance et défis
Moteurs de croissance
- Besoin croissant d'outillage dans l'industrie : le marché de la fusion nucléaire connaît une demande croissante d'outils et d'infrastructures spécialisés, essentiels à la construction et à la maintenance des réacteurs à fusion. La fabrication de composants de réacteur à fusion présente des défis tels que le développement de matériaux capables de supporter une chaleur extrême et le rayonnement neutronique, la gestion d'un dégagement de chaleur intense et l'obtention de tolérances techniques précises. Ceci est fortement motivé par la conception complexe et les exigences opérationnelles de la technologie de fusion, où un outillage de précision est essentiel pour atteindre les conditions essentielles à des réactions de fusion soutenues.
Le développement et la production d'outils spécialisés pour la fusion nucléaire jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la science et de l'ingénierie des matériaux tout en renforçant l'écosystème de la chaîne d'approvisionnement de l'industrie. Par exemple, l'Autorité britannique de l'énergie atomique (UKAEA) collabore avec un partenaire industriel pour accélérer la conception de centrales à fusion à l'aide d'outils numériques de nouvelle génération, dans le but d'améliorer l'intégration et l'efficacité de la conception.
Cela améliore l’efficacité opérationnelle et la sécurité des usines de fusion, ce qui stimule le marché de la fusion nucléaire grâce à des investissements accrus et à des collaborations interindustrielles. Par exemple, les progrès réalisés dans les systèmes robotiques de haute précision pour la manipulation des composants faisant face au plasma ont considérablement amélioré les performances et la longévité des réacteurs. Des entreprises telles que General Atomic et Tokamak Energy sont à l'avant-garde du développement de telles solutions innovantes.
- Progrès technologiques de génération IV : l'essor soudain de l'énergie nucléaire offre une sécurité, une efficacité et une durabilité améliorées par rapport à ses prédécesseurs. Ces améliorations sont particulièrement importantes pour le marché de la fusion nucléaire, où les réacteurs traditionnels produisent des déchets radioactifs à vie longue nécessitant un stockage sécurisé sur de longues périodes. De plus, les réacteurs conventionnels n'utilisent qu'une petite fraction du potentiel énergétique du combustible nucléaire, ce qui entraîne des inefficacités, et garantir la sécurité des réacteurs pour prévenir les accidents est une préoccupation majeure dans le domaine de l'énergie nucléaire. Relever des défis de longue date tels que la gestion des déchets, l'efficacité énergétique et la sécurité opérationnelle est à l'origine des progrès de la technologie de génération IV.
L’intégration des technologies de génération IV dans les réacteurs à fusion améliore leur faisabilité et leur attractivité, entraînant une augmentation des investissements dans la recherche et le développement et favorisant l’expansion du marché de la fusion nucléaire. Par exemple, le réacteur rapide refroidi au sodium (SFR) est conçu pour consommer les actinides du combustible nucléaire usé, minimisant ainsi les déchets radioactifs à long terme. Le réacteur à très haute température (VHTR) utilise des caractéristiques de sécurité inhérentes, telles qu'un coefficient de température négatif, qui diminue naturellement la puissance de sortie du réacteur si la température augmente de manière excessive.
China TR-PM est un petit réacteur nucléaire modulaire. Il s'agit d'un réacteur IV de génération IV à lit de galets et refroidisseur de gaz à haute température (HTGR) qui a commencé à produire de l'électricité en décembre 2021 et est entré en exploitation commerciale fin 2023. Le premier réacteur opérationnel de génération IV au monde démontre le potentiel des technologies nucléaires améliorées pour améliorer la sécurité et l'efficacité des réacteurs.
De même, le développement par TerraPower du réacteur Natrium, qui combine un réacteur rapide au sodium avec un système de stockage d'énergie à sels fondus, illustre le potentiel des progrès de la génération IV pour révolutionner la production d'énergie. La convergence de la génération IV, les améliorations et le développement des technologies de fusion favorisent un environnement dynamique pour l'innovation, suscitant l'intérêt des gouvernements, des investisseurs privés et des collaborations internationales engagées à façonner l'avenir de la production énergétique.
Défis
- Coût élevé de l'énergie nucléaire : le coût élevé de la technologie de fusion nucléaire reste un obstacle majeur à son adoption généralisée et à l'expansion du marché de la fusion nucléaire. Le développement de réacteurs à fusion nécessite des investissements importants, non seulement pour la construction mais également pour des recherches et développements approfondis. Ces coûts élevés proviennent des complexités technologiques, de la nécessité de disposer de matériaux améliorés capables de résister à des conditions extrêmes et du délai prolongé nécessaire pour faire passer un réacteur du concept au développement opérationnel.
En conséquence, le fardeau financier élevé place la fusion nucléaire dans une situation désavantageuse par rapport aux sources d’énergie renouvelables plus établies et plus rentables. Par conséquent, la croissance du marché de la fusion nucléaire est limitée, car les investisseurs et les gouvernements évaluent la viabilité économique des projets de fusion par rapport aux méthodes alternatives de production d'énergie.
- Défis techniques pour parvenir à une fusion durable : parvenir à une réaction de fusion nucléaire contrôlée qui génère plus d'énergie qu'elle n'en consomme reste un défi technique important. Maintenir les températures et pressions extrêmes requises pour la fusion est très complexe, et la technologie actuelle n’a pas encore atteint un gain énergétique net stable et continu, une étape essentielle pour une production d’énergie pratique et évolutive. Ce défi majeur entrave la transition des réacteurs à fusion expérimentaux vers des systèmes opérationnels, retardant les délais de développement et soulevant des inquiétudes quant à la faisabilité de la fusion en tant que source d'énergie fiable.
Marché de la fusion nucléaire : informations clés
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Année de référence |
2024 |
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Année de prévision |
2025-2037 |
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TCAC |
5,1% |
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Taille du marché de l’année de référence (2024) |
331,6 milliards de dollars |
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Taille du marché de l’année de prévision (2037) |
633,8 milliards de dollars |
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Portée régionale |
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Segmentation de la fusion nucléaire
Technologie (confinement inertiel et confinement magnétique)
Le segment du confinement inertiel devrait dominer plus de 72,1 % de part de marché de la fusion nucléaire d'ici 2037. Dans la fusion par confinement inertiel, les dispositifs utilisent des sources d'énergie intenses telles que des lasers ou des faisceaux d'ions, pour comprimer rapidement de petites pastilles sphériques contenant du combustible deutérium-tritium 9D-T) à des densités exceptionnellement élevées. Cette compression génère des ondes de choc qui chauffent le carburant et, lorsqu'un seuil critique est atteint, une inflammation se produit, conduisant à des réactions de fusion. La National Ignition Facility (NIF) des États-Unis a réalisé des progrès notables dans ce domaine en août 2021, lorsqu'elle a annoncé un rendement de fusion de 1,3 mégajoules (MJ), ce qui représente une avancée considérable vers la réalisation de l'allumage.
Dans une centrale électrique à fusion conceptuelle utilisant l'ICF, le processus impliquerait l'allumage rapide et répétitif de pastilles de combustible potentiellement plusieurs fois par seconde. L’immense chaleur produite par ces réactions de fusion serait ensuite durcie pour générer de la vapeur, qui à son tour entraînerait des turbines pour produire de l’électricité. Cette approche vise à reproduire le mécanisme de production d'énergie solaire, offrant ainsi la perspective d'une source d'énergie propre et pratiquement illimitée pour l'avenir.
D'autre part, le confinement magnétique contribue à une part de 27,1 % du marché de la fusion nucléaire au cours de la période de prévision. Le système magnétique utilise un électro-aimant pour contenir le plasma confiné dans une chambre toroïdale (en forme de beignet). Dans les tokamaks, le plasma est chauffé à une température supérieure à 100 millions de degrés Celsius, comme l'a démontré la Chine. Tokamak supraconducteur expérimental avancé (EAST), qui a maintenu de telles températures pendant plus de 1 000 secondes. La méthode de chauffage comprend un fort courant électrique dans le plasma et utilise des systèmes auxiliaires comme le chauffage par micro-ondes. Par exemple, le projet ITER prévoit d'utiliser un système de chauffage par résonance cyclotron électronique (ECRH) pour chauffer les électrons dans le plasma à l'aide d'un rayonnement électromagnétique de haute intensité.
Pendant le processus de fusion, le plasma atteint des températures extrêmement élevées, nécessitant un confinement efficace pour maintenir une stabilité et une efficacité élevées. Les champs magnétiques sont particulièrement bien adaptés à cet effet, car les ions et les électrons chargés suivent naturellement les lignes du champ magnétique, empêchant ainsi la perte d’énergie. Pour éviter tout contact avec les parois du réacteur qui entraînerait une dissipation de chaleur et une perte d'énergie, le plasma est confiné dans un champ magnétique toroïdal.
Pour un confinement optimal, une composante de champ poloïdal est superposée au champ toroïdal, créant une structure magnétique hélicoïdale qui contient et contrôle efficacement le plasma. Avec sa solution éprouvée de progrès continu, le confinement inertiel figure au premier rang des solutions potentielles à la demande énergétique mondiale. La force dominante du secteur technologique témoigne de la confiance entre les investisseurs publics et privés.
Carburant (Deutérium/tritium, Deutérium, Deutérium et Hélium-3, Proton Bore)
Le deutérium et le tritium, deux isotopes lourds de l'hydrogène, servent de combustibles principaux dans les réactions de fusion nucléaire. Le deutérium, constituant environ 0,0312 % de l’hydrogène naturel, peut être extrait efficacement de l’eau de mer, ce qui en fait une ressource quasiment inépuisable. Le tritium, en revanche, est rare en raison de sa courte demi-vie de 12,3 ans. Cependant, il peut être synthétisé dans un réacteur à fusion en le produisant à partir du lithium grâce à des réactions avec des neutrons produits lors de la fusion. Le deutérium et l'hélium-3, un isotope rare sur Terre, nécessitent une extraction à partir de sources extraterrestres ou une production via d'autres réactions nucléaires.
La recherche vise à utiliser la réaction de fusion proton-bore-11 à l'avenir, car elle ne produit pas directement de neutrons, bien que certaines réactions puissent se produire. Théoriquement, le deutérium contenu dans 1 litre d’eau a le potentiel de générer la même quantité d’énergie que la combustion de 300 litres de pétrole. Ce vaste potentiel énergétique signifie que l'océan terrestre détient suffisamment de réserves de deutérium pour répondre à la demande énergétique mondiale pendant des millions d'années.
Notre analyse approfondie du marché mondial de la fusion nucléaire comprend les segments suivants :
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Technologie |
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Carburant |
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Statistiques du marché européen
D'ici 2037, le marché européen de la fusion nucléaire devrait représenter plus de 35,9 % des revenus. Elle reste à l'avant-garde de la recherche sur la fusion nucléaire, portée par des efforts de collaboration tels que le projet ITER en France. La fusion nucléaire sera la principale source d’énergie dans la seconde partie du siècle, et l’Europe est bien placée pour montrer la voie si ses ressources sont correctement gérées. En France etAllemagne, la demande croissante d'électricité est motivée par une électrification accrue dans divers magasins, notamment les transports, la climatisation des locaux, les gros appareils électroménagers et les services d'information et d'information. technologies de communication (TIC).
Des progrès significatifs ont été réalisés dans l'élargissement de l'accès à l'électricité afin de minimiser le nombre de personnes sans électricité en dessous de 1 milliard, soit 11 % de la population mondiale, en particulier dans les zones rurales. La Commission européenne a publié la feuille de route Énergie 2050, mettant en avant l’énergie nucléaire comme élément fondamental de la transition énergétique. Cela souligne que l’énergie nucléaire joue un rôle crucial dans la fourniture d’électricité à faible émission de carbone tout en maintenant la rentabilité. De plus, il présente 5 scénarios pour parvenir à une réduction de 80 % des émissions de gaz à effet de serre en intégrant l'énergie nucléaire, les énergies renouvelables, le captage et le stockage du carbone (CSC). Dans tous les scénarios, l’électricité devrait jouer un rôle de plus en plus dominant, doublant presque sa part dans la consommation finale d’énergie nucléaire. Ce leadership est renforcé par des investissements importants de l'Union européenne, axés sur la parité réseau et la production d'énergie durable.
Analyse du marché Asie-Pacifique
La demande mondiale d'énergie devrait augmenter considérablement au cours des prochaines décennies, sous l'effet de la croissance démographique et de l'expansion économique de pays en développement tels que la Chine et l'Inde. L’énergie nucléaire joue un rôle crucial pour répondre à cette demande, en fournissant une source fiable d’électricité de base tout en répondant aux préoccupations liées au changement climatique mondial. En tant que source d’énergie à faible émission de carbone, l’énergie nucléaire présente l’un des cycles de vie les plus faibles en émissions de gaz à effet de serre par unité d’énergie produite, comparable aux sources d’énergie renouvelables. Contrairement à la production d'électricité à partir de combustibles fossiles, le nucléaire produit des émissions minimes de gaz à effet de serre au cours de son cycle de vie, ce qui en fait un élément essentiel des stratégies visant à atténuer le changement climatique.
Entreprises dominant le paysage de la fusion nucléaire
- Zap Énergie
- Présentation de l'entreprise
- Stratégie commerciale
- Offres de produits clés
- Performances financières
- Indicateurs de performances clés
- Analyse des risques
- Développement récent
- Présence régionale
- Analyse SWOT
- Technologies TAE
- Fusion du Commonwealth
- Helion Énergie
- Lockheed Martin
- Hyperjet Fusion
- Marvel Fusion
- Type 1 énergie
- HB11
- Énergie de fusion Agni
Les principaux acteurs tirent parti d'approches innovantes en matière de réacteurs à fusion compacts et de technologies améliorées de confinement magnétique pour maintenir la faisabilité et l'évolutivité de l'énergie de fusion. Attirer d’importants investisseurs publics et privés. Leur expertise et leur infrastructure les placent à l'avant-garde de la progression de l'énergie de fusion vers une mise en œuvre pratique.
In the News
- En février 2025, Pine Island New Energy Partners (PINEP), une société de capital-investissement, et Type One Energy, la plus grande société de fusion stellaire du marché, ont annoncé un partenariat stratégique visant à accélérer le développement d'une chaîne d'approvisionnement plus robuste pour le secteur de l'énergie de fusion. Alors que le secteur mondial de la fusion approche rapidement de la commercialisation, la nécessité d'optimiser et d'étendre l'offre de composants spécialisés et de compétences de fabrication avancées devient plus pressante que jamais.
- En juin 2024, Helion Energy s'est activement engagé dans l'exploitation de l'énergie de fusion pour contribuer à un avenir énergétique durable à Washington et au-delà. L’organisation développe l’une des premières centrales électriques à fusion au monde. Actuellement, Helion Energy collabore avec des clients notables, notamment Microsoft et Nucor, pour faire passer la technologie de fusion des concepts théoriques aux applications pratiques.
Crédits des auteurs: Dhruv Bhatia
- Report ID: 7377
- Published Date: May 02, 2025
- Report Format: PDF, PPT
