La technologie de compression à bas coût pour la fusion de First Light Fusion obtient une validation expérimentale, le coût de la source d'entraînement pourrait être réduit d'un ordre de grandeur

fr.wedoany.com Rapport : L'entreprise britannique d'innovation en fusion commerciale First Light Fusion a annoncé que son dispositif à puissance pulsée développé en interne, « M3 » (installation à puissance pulsée M3), a mené à bien une série d'expériences de validation de principe, confirmant expérimentalement le mécanisme physique fondamental de compression du combustible au cœur de sa voie propriétaire FLARE (Fusion via Low-power Assembly and Rapid Excitation, fusion par assemblage à faible puissance et excitation rapide). Cette expérience a démontré que, grâce à une structure à doublure multicouche (Multi-layered liner) conçue avec précision, il est possible de comprimer efficacement le combustible de fusion à un état de haute densité en utilisant une source d'entraînement de configuration plus simple et de puissance crête plus faible.

La logique de conception centrale de la voie technologique FLARE réside dans le découplage du processus de fusion par confinement inertiel (Inertial Confinement Fusion, ICF) — s'inspirant du principe d'ingénierie du moteur à combustion interne consistant à « comprimer d'abord le mélange gazeux, puis l'allumer au moment opportun », elle divise le processus physique de la fusion en deux étapes indépendantes : la compression et l'assemblage préalables du combustible à haute densité, et le déclenchement de l'allumage par une impulsion ultra-rapide externe. L'expérience M3 de cette fois a spécifiquement réalisé une validation isolée de la première étape de compression, brisant les contraintes d'ingénierie de la fusion inertielle traditionnelle qui doit nécessairement s'appuyer sur des sources d'entraînement à impulsions de pointe de très grande taille, de haute précision et au coût prohibitif.

Sur le plan de la faisabilité d'ingénierie commerciale, les dispositifs d'entraînement à haute puissance traditionnels subissent facilement, en régime de décharge répétée, des contraintes mécaniques et thermiques considérables, entraînant une probabilité élevée de défaillance des composants critiques, des arrêts fréquents pour maintenance et des dépenses d'investissement difficiles à maîtriser. La voie FLARE transfère de manière innovante les fonctions d'accord de forme d'onde et de contrôle temporel du processus de compression « à l'intérieur de la structure de la cible elle-même » (Target-led compression), convertissant, grâce à la structure de cible à enveloppe multicouche, l'impulsion de courant de base en entrée en une onde de choc progressive à gradient contrôlé, permettant ainsi de réaliser progressivement une compression ultra-haute densité du combustible tout en supprimant efficacement la surchauffe précoce. Les calculs de l'entreprise indiquent que cette conception permet de simplifier considérablement la construction du générateur externe et de renforcer la robustesse opérationnelle ; le coût final de la source d'entraînement de compression FLARE pourrait être réduit d'un ordre de grandeur par rapport aux systèmes de fusion inertielle comparables.

En tant que premier jalon après l'achèvement d'un financement stratégique de 25 millions de livres sterling cette année, cette série d'expériences ne vise pas directement l'allumage de la fusion ou l'obtention d'un gain net d'énergie, mais cherche à éliminer systématiquement les risques physiques fondamentaux clés de la voie technologique centrale FLARE. Le professeur Jeremy Chittenden (Prof. Jeremy Chittenden), président du comité consultatif scientifique de First Light Fusion et directeur du centre de recherche sur la fusion par confinement inertiel de l'Imperial College London (Imperial College London), a souligné que le fait de pousser les matériaux vers un état de ultra-haute pression à l'aide d'une doublure multicouche sur un générateur basse tension constitue une preuve solide de la faisabilité scientifique du concept FLARE. Prochainement, l'entreprise poursuivra, sur la base de ce procédé de doublure multicouche adapté à une production de masse à l'échelle, des expériences d'échauffement intégré à haute température et haute densité dans des conditions représentatives du combustible de fusion.