HL-4 : la Chine prépare un test grandeur nature pour ses aimants supraconducteurs

La Chine ne promet pas encore une centrale à fusion. Avec HL-4 — pour Huanliu-4 — elle s’attaque à un problème plus fondamental : vérifier si des aimants supraconducteurs à haute température peuvent fonctionner de manière fiable dans l’environnement extrêmement contraignant d’une expérience de fusion. 12

HL-4 : éprouver les aimants au-delà du laboratoire

Dans un tokamak, de puissants champs magnétiques servent à maintenir le plasma suffisamment éloigné des parois. Le futur HL-4 doit faire passer les aimants supraconducteurs à haute température — ou HTS, pour high-temperature superconducting — des essais contrôlés en laboratoire à des conditions plus proches de celles d’un futur réacteur.

Les documents présentés lors de la conférence décrivent HL-4 comme un dispositif expérimental de fusion par confinement magnétique de quatrième génération. Sa mission est de vérifier systématiquement la fiabilité d’aimants HTS à champ intense dans des « conditions complexes de fusion ». 810

La nuance est importante. Un aimant peut fonctionner correctement dans un banc d’essai isolé et rencontrer des difficultés bien plus sévères une fois intégré à une machine soumise à la chaleur du plasma, aux radiations et aux forces électromagnétiques considérables produites par un champ magnétique élevé.

L’enjeu ne concerne donc pas uniquement le matériau supraconducteur. Les supports mécaniques, le refroidissement cryogénique, les alimentations électriques, les systèmes de contrôle et l’intégration de l’ensemble dans un tokamak devront eux aussi rester opérationnels.

Une nouvelle étape dans la lignée des tokamaks Huanliu

HL-4 doit prendre la suite d’une série de machines développées par le Southwestern Institute of Physics (SWIP), l’Institut de physique du Sud-Ouest chinois. Cette lignée comprend notamment HL-1, HL-1M, HL-2A et HL-3, ce dernier ayant auparavant été désigné sous le nom de HL-2M. 2627

Les précédents appareils ont accompagné la montée en puissance des recherches chinoises sur les plasmas. HL-3 a obtenu son premier plasma en 2020, puis un fonctionnement en mode de confinement amélioré en 2023. 2627

Les résultats obtenus par HL-3 en 2025 donnent une idée du contexte physique dans lequel s’inscrit la nouvelle machine. Une annonce officielle de la CNNC a fait état d’une température ionique de 117 millions de °C et d’une température électronique de 160 millions de °C. 19 D’autres comptes rendus publiés en 2026 ont arrondi la température des ions à environ 120 millions de °C, tout en conservant la valeur de 160 millions de °C pour les électrons. 1825

La formulation la plus prudente est donc une fourchette de 117 à 120 millions de °C pour les ions, plutôt qu’un chiffre unique présenté comme incontestable.

HL-4 n’a toutefois pas pour objectif principal de battre un nouveau record de température. Il doit déterminer si les aimants et les systèmes associés peuvent supporter durablement les conditions créées par un plasma de très haute performance.

Une feuille de route vers 25 teslas

En parallèle, un consortium d’innovation du delta du Yangtsé, dirigé par China Fusion Energy, a annoncé un programme consacré aux aimants HTS à champ élevé destinés à répondre aux exigences de HL-4. Il réunit neuf organisations de recherche et entreprises, parmi lesquelles China Fusion Energy, Shanghai Superconductor, Eastern Superconductor, l’université Jiao Tong de Shanghai et Shanghai Electric Nuclear Power Group. 56

La feuille de route prévoit de mettre en place d’ici 2028 une première ligne de développement et d’essai d’aimants HTS à haut champ de 25 teslas, puis de fabriquer des prototypes d’ici 2030. 45

L’objectif de 25 teslas donne à HL-4 une portée qui dépasse la seule construction d’un équipement expérimental. Il implique de développer une filière complète : matériaux supraconducteurs, fabrication des bobines, structures de renforcement, cryogénie, alimentations, infrastructures d’essai et intégration dans un environnement de tokamak.

L’aimant de 582 tonnes : un jalon industriel, pas une centrale

Un autre programme chinois montre l’ampleur des défis matériels. À Hefei, des chercheurs ont achevé et testé une bobine supraconductrice de 582 tonnes, présentée comme le plus grand aimant jamais construit pour la fusion. Cette bobine en forme de D mesure environ 21 mètres sur 12 et a été fabriquée pour le tokamak BEST, ou Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak. 113

BEST est conçu avec l’objectif de démontrer un gain net de puissance de fusion et de produire de l’électricité autour de 2030. 14 La réussite des essais de cette bobine constitue donc un jalon important pour la fabrication et l’intégration de composants capables de confiner un plasma extrêmement chaud à une échelle proche de celle d’un réacteur.

Elle ne prouve pas pour autant que la Chine dispose déjà d’un réacteur à fusion commercial, ni qu’elle ait atteint une production d’électricité continue et rentable. L’objectif de BEST pour 2030 reste une démonstration planifiée, tout comme HL-4 et le programme d’aimants de 25 teslas correspondent à des étapes d’ingénierie à venir. 14

La fusion comme politique industrielle

Pris ensemble, HL-4, le consortium consacré aux aimants de 25 teslas et le programme matériel de BEST témoignent d’une stratégie qui dépasse la seule physique des plasmas. La Chine cherche à développer simultanément les matériaux supraconducteurs, la fabrication d’aimants, les grands moyens d’essai et l’ingénierie des réacteurs, en rapprochant instituts de recherche et entreprises industrielles soutenues par l’État. 59

La fusion figure aussi parmi les technologies de pointe considérées comme prioritaires dans le cadre du 15e plan quinquennal chinois, qui couvre la période allant jusqu’en 2030. 33 Certains articles évoquent par ailleurs plus de 300 milliards de yuans d’investissements avant 2030. Ce montant doit être considéré comme une estimation rapportée de politique publique et du secteur, et non comme le budget confirmé de HL-4. 37

L’objectif stratégique est clair : réduire la dépendance à l’égard d’équipements et de matériaux étrangers, construire une chaîne d’approvisionnement nationale et acquérir l’expérience nécessaire pour passer de la physique expérimentale à l’ingénierie des réacteurs. La démarche place la Chine au cœur de la compétition internationale visant à faire de la fusion une technologie énergétique utilisable.

À retenir

L’annonce de Shanghai ne signifie pas que l’électricité issue de la fusion est désormais disponible. Elle marque plutôt le choix d’un prochain verrou technologique : vérifier si des aimants supraconducteurs à haute température peuvent conserver leurs performances dans des conditions proches de celles d’un réacteur.

Les avancées de HL-3 sur les plasmas très chauds, l’aimant de 582 tonnes de BEST et la future filière industrielle HTS montrent que le programme chinois entre dans une phase d’ingénierie à plus grande échelle. Mais les étapes décisives — fonctionnement fiable sur de longues durées, puissance nette et électricité produite à un coût viable — restent encore à franchir.