Equipe Plasmas de fusion

Le plasma est l’un des quatre états fondamentaux de la matière ; il s’agit d’un fluide constitué d’ions et d’électrons. Il existe des plasmas naturels, comme les étoiles, le vent solaire, la magnétosphère, ou la foudre, et d’autres qui sont produits artificiellement, en chauffant un gaz ou en le soumettant à un champ électrique : enseignes de type « néon », propulseurs spatiaux, réacteurs de traitement des matériaux, etc.

La fusion thermonucléaire est le processus par lequel deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Ce processus est naturellement à l’œuvre dans les étoiles. La masse du ou des produits de la réaction de fusion étant inférieure à la somme des masses des noyaux initiaux, la différence est transformée en énergie selon la formule d’Einstein E = mc². Réaliser la fusion thermonucléaire de l’hydrogène sur Terre est l’une des pistes envisagées pour fournir de l’électricité à l’horizon des prochaines décennies, en complément d’autres énergies renouvelables.

En dépit d’atouts considérables, tels que la disponibilité du combustible, et le fait qu’il s’agisse d’une énergie décarbonée et d’un procédé propre pour l’essentiel, il reste plusieurs étapes à franchir avant de pouvoir industrialiser le procédé. Afin d’y parvenir, plusieurs concepts de réacteur à fusion sont explorés par la communauté internationale. L’équipe participe à des travaux explorant 3 configurations : le tokamak (configuration du projet ITER), le stellarator (machine Wendelstein 7-X) et la fusion inertielle (Laser MegaJoule). Ces travaux sont menés dans le cadre de collaborations avec des équipes de la Fédération de Recherche Fusion par Confinement Magnétique, notamment l’Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique du CEA Cadarache, et de nombreux laboratoires étrangers : Instituts Max-Planck de physique des plasmas de Garching et Greifswald, IPP Prague, Universités de Ghent, de Bâle, de Kyushu, IST-IPFN de Lisbonne, Ioffé Institute de Saint Petersburg, UCSD San Diego, Hefei Institutes of Physical Science, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne et d’autres encore.