Fusion nucléaire : des physiciens californiens réalisent une avancée historique

Dans le cadre d’expériences impliquant près de 200 lasers, une équipe de chercheurs américains a récemment franchi une nouvelle étape dans la quête d’une source d’énergie propre et illimitée.

Une installation hors normes

Bâtiment de dix étages couvrant une surface équivalente à trois terrains de football, le National Ignition Facility (NIF), en Californie, abrite un ensemble de 192 lasers qui peuvent se combiner pour délivrer 1,9 mégajoule d’énergie laser ultraviolette dans une minuscule chambre située au cœur de l’installation. Ces impulsions ne durent qu’un milliardième de seconde, mais concentrées sur une cible de la taille d’un plomb de chasse, elles peuvent générer des températures et des pressions considérables qui pourraient marquer le début d’une nouvelle ère pour la production d’énergie.

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Comme pour toutes les expériences de fusion nucléaire, l’idée est de recréer les réactions se produisant dans les entrailles du Soleil, où une température et une pression extrêmes se combinent pour forcer la fusion d’atomes séparés en hélium, ce qui libère d’énormes quantités d’énergie. L’approche adoptée par le NIF est connue sous le nom de « fusion par confinement inertiel » et, depuis son premier test il y a douze ans, les scientifiques ont franchi des étapes importantes.

En 2010, l’équipe avait frappé une cible avec un laser d’un mégajoule, avant d’effectuer deux ans plus tard un tir record de 500 billions de watts. Une grande avancée était intervenue en 2014, lors d’une expérience impliquant des lasers concentrés sur une minuscule capsule en plastique remplie de deutérium et de tritium, ayant généré une quantité d’énergie supérieure à celle utilisée pour provoquer la réaction.

Atteindre le « seuil d’ignition »

Il s’agissait d’un jalon important dans la quête du « seuil d’ignition », à partir duquel les réactions de fusion créeraient un plasma suffisamment chaud pour produire un effet d’emballement, c’est-à-dire un cycle de réactions auto-entretenu. Comme le rapporte le magazine Science, l’équipe du NIF avait ensuite mené des expériences ayant permis de produire entre 100 kilojoules et 170 kilojoules.

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Les scientifiques affirment aujourd’hui avoir réalisé une nouvelle avancée historique, lors d’expériences menées début août ayant permis d’atteindre un rendement de plus de 1,3 mégajoule. Bien que ces travaux doivent encore être évalués par des pairs (un processus qui aidera notamment l’équipe à déterminer les raisons techniques de ce grand succès), l’analyse initiale indique une quantité d’énergie produite d’environ 10 quadrillions de watts, huit fois supérieure à celle générée lors des expériences réalisées au printemps dernier, ce qui les rapproche de leur objectif.

À ce stade, l’équipe met en avant les améliorations apportées à la conception du boîtier renfermant la capsule de combustible, une meilleure précision du laser et des modifications augmentant l’énergie produite par de telles réactions, pour expliquer ces gains substantiels. La prochaine série d’expériences devrait démarrer dans les prochains mois.