Matériaux britanniques révolutionnaires pour protéger les réacteurs de fusion contre la chaleur extrême

Au centre d’un réacteur à fusion, les matériaux doivent résister à des champs magnétiques très puissants et à des températures équivalentes à celles du cœur du soleil. Les ingénieurs savent depuis longtemps que le **tungstène**, résistant à la fusion, et le **cuivre**, qui dissipe rapidement la chaleur, forment un duo idéal dans ces conditions.

Cependant, leur association représente un véritable défi métallurgique, car leurs points de fusion et leurs taux d’expansion diffèrent énormément. En conséquence, ils ont tendance à se fissurer ou à se séparer lorsqu’on essaie de les assembler par des méthodes de **soudure traditionnelles**.

L’équipe de recherche souligne que “les méthodes de fabrication classiques ne permettent pas de combiner ces métaux de manière efficace, mais les nouvelles techniques d’impression additive offrent des perspectives prometteuses.”

Le Centre de Fabrication Additive de l’Université de Nottingham (CfAM) surmonte ces limites grâce à une technique innovante appelée **Fusion de Lit de Poudre Laser Multi-Métal (MM-LPBF)**. Plutôt que d’assembler deux blocs de métal, ils impriment en 3D les matériaux couche par couche.

Cette **”fusion moléculaire”** permet de créer des métamatériaux. En contrôlant la composition du métal à une échelle microscopique, DIADEM établit une transition fluide entre le tungstène et le cuivre, ce qui élimine les joints faibles qui peuvent entraîner des défaillances des composants.

Le professeur Richard Hague, directeur du CfAM, commente : “L’assemblage de deux métaux différents est un problème crucial pour le secteur de la fusion, car pouvoir les mélanger est essentiel pour progresser.” Il ajoute que, bien que la fusion soit l’objectif immédiat, cette science des matériaux imprimés en 3D pourra à terme transformer les moteurs aéronautiques et les implants médicaux de haute technologie.

Ce projet va bien au-delà d’une simple expérience en laboratoire ; il constitue un pilier fondamental pour le programme STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) du Royaume-Uni, qui vise à commercialiser l’énergie de fusion.

DIADEM rassemble l’**Autorité Atomique du Royaume-Uni (UKAEA)** et des géants industriels comme **Rolls-Royce**. Ce programme bénéficie également du soutien du programme de Fabrication Audacieuse de l’EPSRC, témoignant d’un tournant stratégique vers une ingénierie à **haut risque et à forte récompense**.

La finalité est de faire évoluer la fusion d’une théorie scientifique vers une “réalité commerciale” en fabriquant des pièces plus durables et plus efficaces sur le plan énergétique que celles disponibles actuellement.

Avec cette initiative, le Royaume-Uni ne cherche pas seulement à alimenter son propre réseau électrique, mais aspire également à devenir un **exportateur mondial** du matériel spécialisé nécessaire à la transition énergétique propre.