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

L'entreprise britannique d'innovation en fusion commerciale First Light Fusion a annoncé que son dispositif à puissance pulsée « M3 » (M3 pulse power facility), développé en interne, 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 de fusion 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 de revêtement multicouche conçue avec précision (Multi-layered liner), 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 campagne a spécifiquement réalisé une validation isolée de la première étape, le processus de compression, brisant ainsi le verrou d'ingénierie de la fusion inertielle traditionnelle qui exige de s'appuyer sur des sources d'entraînement à impulsions de pointe surdimensionnées, ultra-précises et coûteuses.

Sur le plan de la faisabilité d'ingénierie commerciale, les dispositifs d'entraînement à haute puissance traditionnels subissent, en régime de décharge répétée, d'importantes contraintes mécaniques et thermiques, entraînant un taux de défaillance élevé des composants critiques, des arrêts fréquents pour maintenance et des dépenses d'investissement difficiles à maîtriser. La voie FLARE transfère et intègre de manière innovante les fonctions de mise en forme de l'onde et de contrôle temporel du processus de compression « directement dans 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 une onde de choc progressive à gradient contrôlé, permettant ainsi d'atteindre progressivement une compression ultra-haute densité du combustible tout en supprimant efficacement la surchauffe précoce. Les estimations 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 depuis l'achèvement d'un financement stratégique de 25 millions de livres sterling cette année, cette campagne d'expériences ne visait pas directement l'allumage de la fusion ou l'obtention d'un gain net d'énergie, mais cherchait à éliminer systématiquement les risques physiques fondamentaux clés de la voie technologique FLARE. Le professeur Jeremy Chittenden (Prof. Jeremy Chittenden), président du conseil scientifique consultatif de First Light Fusion et directeur du centre de recherche sur la fusion inertielle de l'Imperial College London (Imperial College London), a souligné que la démonstration de la capacité à porter des matériaux à des états de très haute pression à l'aide de revêtements multicouches 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 revêtement multicouche adapté à la production de masse, des expériences de chauffage intégré à haute température et haute densité dans des conditions représentatives du combustible de fusion.