La mayonnaise pourrait détenir le secret d’une réaction de fusion nucléaire stable

La fusion nucléaire est une réaction physique très complexe dont la réalisation reste encore difficile pour les humains. D’ailleurs, la nature même de cette réaction recèle encore des mystères pour les scientifiques. L’un de ces mystères vient cependant d’être résolu grâce à quelque chose d’inattendu : la mayonnaise.

Quel rapport entre la mayonnaise et la fusion nucléaire ?

Lorsqu’on pense à la fusion nucléaire, ce qui nous vient naturellement à l’esprit sont des formules de physique, d’immenses centrales nucléaires et des technologies particulièrement complexes. En revanche, quasiment personne ne penserait à associer la réaction de fusion nucléaire à la mayonnaise. Et pourtant, il existe bel et bien une analogie entre ces deux choses. En fait, ce qu’il faut savoir à propos de la mayonnaise, c’est qu’il existe une similitude entre son comportement et celui du plasma.

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Et si cette similitude peut sembler infime, elle a permis à des chercheurs de l’université Lehigh en Pennsylvanie, aux États-Unis, de résoudre un mystère au sujet de la réaction de fusion nucléaire. Dans cette étude, les scientifiques ont utilisé la mayonnaise pour étudier un procédé connu sous le nom de fusion par confinement inertiel. Ce procédé consiste à comprimer et à chauffer rapidement de petites capsules métalliques remplies d’isotopes d’hydrogène. Lorsqu’il réussit, ce procédé imite les conditions rencontrées au cœur du Soleil, où la fusion nucléaire se produit naturellement.

En effet, lorsque ces capsules fondent, elles forment du plasma, l’état chargé de la matière qui peut générer de l’énergie. Cependant, pour reproduire ces conditions sur Terre, il faut soumettre les capsules de fusion à une pression et des températures extrêmement élevées. Bien évidemment, reproduire de telles conditions est difficile. De plus, avec ce processus, l’état du plasma crée des instabilités hydrodynamiques et cela peut réduire le rendement énergétique. Ce problème est connu sous le nom d’instabilité de Rayleigh-Taylor.

Une avancée importante dans le domaine de la fusion nucléaire

Dans leur étude, les chercheurs ont voulu étudier ce problème qui se produit entre des matériaux de densités différentes lorsque les gradients de densité et de pression sont dans des directions opposées, créant une stratification instable. C’est là que la mayonnaise entre en jeu. En fait, tout comme le plasma, la mayonnaise se comporte comme un solide, mais lorsqu’elle est soumise à un gradient de pression, elle commence à couler. Grâce à ce parallèle entre la mayonnaise et le plasma, les scientifiques ont pu étudier l’instabilité de Rayleigh-Taylor dans un environnement contrôlé, et ce, sans avoir besoin de pression ou de températures extrêmes.

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Pour ce faire, l’équipe a utilisé une installation de roue rotative unique pour simuler les conditions d’écoulement du plasma et observer le comportement de la mayonnaise sous contrainte. Cela leur a permis de comprendre la transition entre les différentes phases d’une fusion nucléaire, notamment la phase élastique pendant laquelle le matériau revient à sa forme initiale après suppression des contraintes ; mais aussi la phase plastique, lorsque l’instabilité commence. L’étude a également permis de déterminer quelles conditions permettaient d’obtenir un meilleur rendement énergétique.

Et même s’il y a de grandes différences entre la mayonnaise et les capsules métalliques d’hydrogène, les résultats de cette étude – qui a été publiée dans la revue Physical Review E. – pourraient être cruciaux pour concevoir des capsules de fusion plus stables, empêchant potentiellement les instabilités qui entravent actuellement l’efficacité des réactions de fusion. Pour rappel, la fusion nucléaire se rapproche de plus en plus de la stabilité.