Des diamants pour surveiller le cœur brûlant des réacteurs à fusion.
Imaginez un matériau capable de résister à un ouragan de particules, une chaleur à faire fondre l’acier et un chaos nucléaire digne d’une supernova miniature. Ce matériau existe déjà et vous le connaissez bien puisqu’il s’agit… du diamant.
Celui n’a bien entendu pas grand chose à voir avec celui rencontré en bijouterie puisqu’il est produit en laboratoire et taillé pour survivre dans le cœur d’un réacteur à fusion.
À l’université de Californie à Santa Cruz, 555 000 dollars (478 000 euros) viennent d’être alloués à une équipe de physiciens pour transformer ce joyau synthétique en capteur nucléaire ultra-résistant, capable de suivre en temps réel les réactions à fusion nucléaire, là où les capteurs classiques grillent instantanément.
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Adieu silicium, bonjour carbone cristallin pour suivre les performances des réacteurs à fusion nucléaire ?
Depuis des années, les chercheurs de SCIPP (Santa Cruz Institute for Particle Physics) travaillaient avec le silicium. Le matériau standard des capteurs de particules. Fiable, précis, répandu.
Sauf que le silicium, face aux flux de neutrons intenses d’un plasma de fusion, fond et devient par conséquent inutilisable. Les ingénieurs cherchent donc depuis des années un substitut plus robuste. C’est là qu’entre en scène Advent Diamond, une petite entreprise spécialisée dans les capteurs sur substrat diamant.
Grâce à une subvention d’amorçage de 48 000 euros, SCIPP et Advent ont pu s’associer pour concevoir un prototype de capteur LGAD (Low-Gain Avalanche Diode)… mais en diamant cette fois.
Résultat : un capteur dix fois plus résistant, capable de suivre la réaction en continu, à quelques nanomètres de la source d’énergie.
La fusion devient sérieuse, les financements aussi
Depuis que le Lawrence Livermore National Laboratory a réussi l’allumage de la fusion en 2022, les financements affluent. Le ministère américain de l’Énergie a lancé des « hubs » dédiés, les investisseurs privés ont mis plus de 10 milliards d’euros sur la table, et la Californie prépare déjà un réacteur pilote pour les années 2030.
Dans ce contexte, l’université de Californie a distribué 8 millions d’euros sur trois ans à plusieurs campus et laboratoires afin de constituer une boîte à outils complète pour surveiller, modéliser et contrôler les réactions de fusion, à l’échelle industrielle.
SCIPP se charge des capteurs, UC San Diego travaille sur les matériaux, UCLA et UC Irvine explorent les mécanismes physiques.
Un défi nommé « plasma »
Pour comprendre l’intérêt de ces détecteurs diamantés, il faut parler un instant du plasma. Dans un réacteur à fusion, le plasma atteint plus de 150 millions de degrés. C’est bien plus chaud que le cœur du Soleil.
Dans cet enfer thermonucléaire, les noyaux d’hydrogène fusionnent, libérant de l’énergie… et une pluie de particules énergétiques. Pour que le système soit contrôlable, il faut suivre ce qui se passe à chaque microseconde, détecter les instabilités, mesurer les flux de neutrons, suivre le profil de combustion.
C’est précisément ce que pourront faire ces capteurs en diamant, en résistant à des doses de radiation qui pulvériseraient tout autre composant.
Un capteur pour les étoiles (ou presque)
La technologie mise au point à Santa Cruz pourrait même servir ailleurs que sur Terre. Le même type de capteur pourrait surveiller les réacteurs expérimentaux spatiaux, où les conditions sont similaires. Ou encore les missions d’exploration dans des environnements à fort rayonnement, comme autour de Jupiter ou dans les ceintures de Van Allen.
L’avenir de la fusion : surveillé comme du lait sur le feu
Le projet est porté par Simone Mazza, chercheuse à SCIPP. Avec ses collègues, elle conçoit un système de mesure durci contre les radiations extrêmes, capable d’être intégré dans le cœur d’un tokamak ou d’un stellarator.
La collaboration avec Advent Diamond est rare, car seules deux ou trois entreprises dans le monde savent fabriquer ce type de capteur. Et il faudra encore plusieurs années pour valider leur endurance en condition réelle.
En octobre 2025, le gouverneur de Californie, Gavin Newsom, a annoncé une rallonge de 5 millions d’euros pour soutenir la filière.
La première centrale de démonstration est envisagée d’ici 2045.
Sources :
- University of California, UC Office of the President – Fusion Energy Grants, communiqué du 10 novembre 2025
- UC Santa Cruz, SCIPP Diamond Detectors Project Overview, 2025
- Advent Diamond, Diamond Radiation Detectors: Technology Sheet, 2025
- US Department of Energy, Fusion Energy Hubs Program, 2025
- California Senate Bill 25, Fusion Power Development Act, version adoptée octobre 2025
- Nature Reviews Materials, Diamond Sensors for High Radiation Environments, vol. 10, 2024
Image : Expériences menées dans le laboratoire du professeur Farhat Beg de l’UC San Diego, chercheur principal d’un projet destiné à étudier des matériaux soumis à des conditions extrêmes de fusion, en collaboration avec des physiciens de l’UC Santa Cruz. (Crédit : David Baillot / UC San Diego)
Je suis très sceptique devant votre article, la température de combustion du diamant étant inférieure à 1700°celcius.