Raccourci vers la fusion nucléaire : le faisceau laser chauffe directement le plasma

Le système laser Omega de l'Université de Rochester est l'un des plus puissants de sa catégorie. En même temps, la lumière laser qui y est générée est d'une qualité particulièrement élevée, ce qui garantit un transfert d'énergie efficace vers la cible.

Ces conditions sont idéales pour optimiser une expérience menée sur le site en 2022 qui a libéré 50 % d'énergie de plus que le laser n'en a délivré. La quantité totale est toutefois restée modeste : 0,3 kilowattheure a été obtenu, alors qu'il avait fallu injecter environ 150 fois plus d'énergie lors de l'essai préliminaire.

L'expérience a encore connu quelques accrocs. Le plasma, c'est-à-dire les matériaux de base à très haute température pour la fusion nucléaire, de sorte que les atomes et les électrons sont complètement séparés les uns des autres, a dû être enfermé dans une capsule recouverte d'or.

Ce n'est qu'alors que la combinaison d'une pression extrême et d'une température de plusieurs millions de degrés a permis d'obtenir les conditions qui prévalent également à l'intérieur du soleil. Là, le processus de fusion nucléaire et l'important surplus d'énergie sont connus pour fonctionner de manière très fiable.

Alors qu'il faut plus de 180 millions de degrés Fahrenheit (100 millions de degrés Celsius) pour obtenir une pression normale sur Terre, la température au cœur du soleil n'est que de 27 millions de degrés Fahrenheit (15 millions de degrés Celsius).

Une mise en œuvre pratique envisageable

L'expérience ne semble donc pas nécessairement réalisable et extensible. Elle montre cependant que l'énergie de la lumière laser suffit à stimuler le plasma lui-même pour provoquer la fusion nucléaire dans une zone définie en augmentant la pression.

Cependant, il faudrait un million de capsules d'or par jour et dix impulsions laser par seconde pour obtenir des quantités d'énergie pertinentes.

Il est temps d'adopter une autre approche. Avec des capsules en silicium, disponible en quantités quasi illimitées, et un design modifié, un plasma a pu être généré, mais pas encore assez chaud.

Grâce aux mathématiques, l'expérience sur le système laser Omega peut être mise à l'échelle. Des capsules plus grandes et une puissance laser plus élevée pour un meilleur transfert d'énergie devraient suffire à réaliser la fusion nucléaire. Même si le bilan énergétique reste négatif.

Le point positif est qu'il s'agit d'un système techniquement maîtrisable qui a le potentiel de fonctionner à grande échelle. Ce n'est pas pour rien que plusieurs start-ups travaillent déjà à sa mise en œuvre pratique, comme par exemple l'entreprise germano-américaine Focused Energy basée à Austin et à Darmstadt.