Une startup américaine, Zap Energy, a mis au point un dispositif de fusion innovant, FuZe, qui atteint des températures de plasma allant jusqu’à 37 millions de degrés Celsius, ce qui constitue un progrès considérable pour la technologie énergétique. Cette innovation compacte et rentable pourrait potentiellement accélérer la disponibilité de l’énergie de fusion, promettant un avenir plus propre et plus durable.
L’énergie de fusion : une alternative plus propre
La fusion nucléaire, qui imite les processus au cœur du soleil, offre une source d’énergie presque illimitée sans les émissions de carbone associées aux combustibles fossiles. Le processus de fusion consiste à chauffer le plasma, le quatrième état de la matière, à des températures extrêmes, ce qui permet aux noyaux de surmonter leur répulsion mutuelle et de fusionner, libérant ainsi d’énormes quantités d’énergie.
Plasma et fusion nucléaire
Le plasma est constitué de noyaux et d’électrons flottants qui ne conservent pas leur état atomique. La fusion d’atomes dans cet état peut libérer une énergie environ 10 millions de fois plus puissante que la combustion d’une quantité équivalente de charbon. Cependant, atteindre et maintenir les températures du plasma nécessaires à la fusion est un défi scientifique majeur.
L’innovation FuZe
Historique du développement
Initialement financée par l’ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy) du ministère de l’énergie, l’expérience FuZe (Fusion Z-pinch Experiment) a été mise au point par Zap Energy, issue de recherches menées à l’université de Washington en 2020. FuZe utilise un système unique de confinement du plasma pour empêcher le refroidissement rapide des électrons, qui peut entraver le processus de fusion.
Percées techniques
FuZe fait passer de grands courants électriques à travers de minces filaments de plasma, créant ainsi des champs électromagnétiques qui chauffent et compriment le plasma. Les premières versions de cette approche ont été confrontées à des problèmes de plasmas de courte durée, mais Zap Energy a innové une solution qui utilise la stabilisation du flux de cisaillement pour prolonger la durée de vie du
plasma.
Températures record
En collaboration avec des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et de l’Université de Californie à San Diego (UCSD), Zap Energy a atteint des températures de plasma qui rivalisent avec celles du cœur du soleil. Cela a été possible grâce à la diffusion Thomson, une technique dans laquelle des impulsions de lumière verte mesurent la température en analysant les électrons diffusés.
Une fusion rentable
Contrairement à d’autres projets de fusion qui nécessitent une infrastructure à grande échelle, comme des aimants supraconducteurs ou des lasers puissants, FuZe fonctionne sur une base plus simple et moins coûteuse. Cela permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi d’accélérer le développement, faisant de l’énergie de fusion commerciale une réalité plus proche.
Perspectives d’avenir
Le succès de FuZe, dont les résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, a incité Zap Energy à lancer un nouveau projet, Fuze-Q, qui vise à atteindre des températures encore plus élevées avec une capacité énergétique dix fois supérieure à celle de son prédécesseur.
