La startup américaine Zap Energy a atteint une pression de plasma record de 1,6 gigapascals avec son dispositif FuZE-3. Cette performance, obtenue grâce à une conception innovante, représente une avancée significative dans la quête d'une énergie de fusion viable et compacte, rapprochant l'entreprise du seuil de gain énergétique net.
L'objectif ultime de l'énergie de fusion est de reproduire sur Terre les réactions qui animent le soleil. Pour y parvenir, il faut confiner un plasma, un état de la matière où les atomes sont dissociés, à des températures et des densités extrêmes.
C'est dans ce contexte hautement compétitif que la société américaine Zap Energy vient de présenter des résultats qui pourraient bien changer la donne.
Une technologie qui se démarque des géants
Contrairement aux immenses et coûteux tokamaks ou aux réacteurs pilotés par des lasers surpuissants, l'approche de Zap Energy est radicalement différente. Connue sous le nom de fusion Z-pinch à flux cisaillé stabilisé, elle repose sur une colonne de plasma fine et élancée.
Plutôt que de s'appuyer sur des bobines magnétiques complexes, le système utilise un courant électrique intense pour que le plasma génère son propre champ magnétique, lequel se charge de le comprimer et de le chauffer. L'avantage est de taille : atteindre des conditions extrêmes dans un dispositif beaucoup plus compact.
FuZE-3 : la clé d'une compression inédite ?
Le dispositif FuZE-3, le plus récent et le plus avancé de l'entreprise, est la machine derrière ce succès. Il a permis d'atteindre une pression totale de plasma avoisinant 1,6 gigapascals (GPa), soit environ 10 000 fois la pression atmosphérique au niveau de la mer, ou dix fois celle qui règne au fond de la fosse des Mariannes.
La grande nouveauté de FuZE-3 réside dans l'intégration d'une troisième électrode. Cette conception astucieuse permet de dissocier les forces qui accélèrent le plasma de celles qui le compriment, offrant un contrôle bien plus fin sur l'ensemble du processus physique.
Des chiffres qui parlent d'eux-mêmes
Les mesures, validées par une technique de diagnostic considérée comme la référence absolue, la diffusion Thomson optique, sont éloquentes. Les campagnes d'essais ont montré des tirs répétés atteignant des densités d'électrons très élevées et des températures dépassant le kilo-électronvolt (keV), des conditions indispensables pour la fusion nucléaire.
Bien que ces conditions extrêmes n'aient été maintenues que pendant une microseconde, leur stabilité et la répétabilité des tirs sont des signes très encourageants pour les physiciens.
L'horizon du gain énergétique net en ligne de mire
Ces résultats, bien que qualifiés de préliminaires par l'équipe, constituent une marche importante vers le Saint Graal de la fusion : le gain d'énergie scientifique, ou Q>1.
C'est le point de bascule où un système produit enfin plus d'énergie qu'il n'en consomme pour fonctionner. L'équipe de Zap Energy, galvanisée, ne compte pas s'arrêter en si bon chemin.
Comme le souligne Ben Levitt, vice-président de la R&D, l'entreprise n'en est qu'à ses débuts avec FuZE-3. Une nouvelle génération de plateformes FuZE est déjà en préparation et devrait entrer en service dès cet hiver, intégrant les leçons apprises pour continuer à progresser vers une future centrale électrique commerciale.
