Les Américains veulent « voir » la fusion nucléaire de l’intérieur.
La recherche sur la fusion nucléaire a connu l’an dernier de nombreuses avancées qui nous rapproche toujours un peu plus du rêve absolu de l’humanité dans l’énergie.
En France, le tokamak WEST a frappé fort début 2025 : un plasma tenu plus de 22 minutes au-delà des 50 millions de degrés, avec environ 2,6 gigajoules injectés.
En Chine, EAST a réussi à tenir des plasmas pendant 1 000 secondes à 100 millions de degrés et une montée en densité accompagnée d’une meilleure stabilité.
Le stellarator allemand Wendelstein 7-X a quant à lui établi un record de « triple produit », un indicateur clé qui combine densité, température et confinement.
Du côté américain, le National Ignition Facility a franchi un cap avec 8,6 mégajoules produits et un gain énergétique désormais bien au-delà du seuil symbolique de 1 et Helion Energy a atteint 150 millions de degrés en deutérium-tritium sur son prototype Polaris, une première pour une machine développée hors des grands programmes publics.
Un problème en revanche semble revenir régulièrement sur la table : comment observer un plasma à 150 millions de degrés… sans jamais le toucher ?
Les Américains de la Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ont développé de nouveaux systèmes qu’ils comptent déployer désormais directement au cœur des réacteurs. Les réacteurs français WEST et japonais JT-60SA ont répondu présents !
Lire aussi :
- La France étend son influence stratégique aux dépens de la Russie en Europe de l’Est grâce à ce nouveau combustible nucléaire baptisé VERA-440
- La France veut reprendre l’avantage dans le nucléaire avec des acteurs comme le provençal Otrera qui propose un SMR inspiré du projet Astrid
Un nouveau partenariat scientifique autour de la fusion nucléaire entre Américains, Japonais et Français pur « voir » l’intérieur des réacteurs
Comprendre la fusion commence par la voir
Dans un réacteur à fusion, le moins qu’on puisse dire c’est que l’environnement est extrême, avec un plasma surchauffé à des centaines de millions de degrés, instable, en mouvement constant, confiné par des champs magnétiques. Il y est théoriquement impossible d’y placer une sonde classique.
Pour avancer, les scientifiques doivent donc « voir » ce plasma autrement.
C’est tout l’objectif du nouveau projet piloté par le PPPL, en collaboration avec des partenaires comme le Massachusetts Institute of Technology (MIT) et plusieurs laboratoires internationaux : analyser les rayons X émis par le plasma pour en déduire ses propriétés internes
Derrière cette idée se cache une technologie extrêmement complexe.
WEST et JT-60SA deviennent des laboratoires d’observation globale
Le projet cible deux installations clés :
- WEST en France
- JT-60SA au Japon
Sur WEST, deux nouveaux systèmes d’imagerie X vont être installés pour compléter les observations existantes.
Jusqu’ici, les mesures se concentraient sur le cœur du plasma.
Problème : cela revient à observer uniquement « le nombril », sans comprendre ce qui se passe ailleurs.
Avec ces nouveaux capteurs dits off-axis, les chercheurs pourront enfin :
- observer différentes zones du plasma simultanément
- cartographier température, rotation et impuretés
- suivre l’évolution du plasma du centre jusqu’à ses bords
Une vision complète, et surtout beaucoup plus réaliste !
Une technologie clé : le spectromètre XICS
Au cœur du dispositif, un outil : le XICS (X-ray Imaging Crystal Spectrometer).
Son rôle est fondamental puisqu’il permet de mesurer la température du plasma, sa vitesse et la direction des flux ainsi que la concentration d’impuretés.
Ces impuretés sont un point critique. Trop nombreuses, elles refroidissent le plasma et peuvent interrompre la réaction de fusion.
L’intérêt du XICS, c’est sa précision.
Contrairement à d’autres systèmes, il reste fiable même lorsque les conditions évoluent rapidement (ce qui est fréquent dans un tokamak).
Photographie réalisée le 23 juillet 2018 par Christophe Roux pour le CEA IRFM.
Mieux gérer la chaleur, le vrai défi de la fusion
Le projet de PPPL ne se limite pas à observer et vise un objectif beaucoup plus concret : apprendre à gérer la chaleur.
Dans WEST comme toute autre machine, la question est centrale.
Dans le cas du réacteur français, les parois sont faite en tungstène, un matériau considéré comme l’un des meilleurs candidats pour les futurs réacteurs… mais il doit résister à des flux thermiques extrêmes.
Pour cela, les chercheurs développent aussi une caméra X multi-énergie, capable de compléter les données du XICS pour comprendre en détail le transport de chaleur, la circulation des particules et les pertes d’énergie.
En effet, un plasma trop instable ou trop dissipatif ne produira jamais d’énergie nette.
Une coopération mondiale très concrète
Ce projet illustre parfaitement les coopérations internationales qui accompagnent la recherche fondamentale sur la fusion nucléaire (le plus connu étant bien sûr ITER).
Dans le cas du projet porté par PPPL, on se retrouve ainsi sur une alliance scientifique où les États-Unis apportent les instruments, la France et le Japon fournissent les machines avant que les données ne soient partagées et analysées conjointement.
(Photo avec l’aimable autorisation de Sunny Nyhus / PPPL)
Avec un financement d’environ 12,5 millions de dollars (environ 11,5 millions d’euros), le projet implique des équipes déployées sur plusieurs années directement sur site.
Les éléments clés du projet américain :
| Élément | Description | Localisation | Objectif |
| XICS (spectromètre X) | Mesure température, flux, impuretés | France (WEST), Japon (JT-60SA) | Comprendre le comportement du plasma |
| Systèmes off-axis | Observation hors axe du plasma | WEST | Vision complète du plasma |
| Caméra X multi-énergie | Analyse thermique avancée | WEST | Gestion de la chaleur |
| Installation XICS (3,3 tonnes) | Système complet transporté au Japon | JT-60SA | Tests avancés plasma |
| Code SICAS | Simulation du plasma et des impuretés | USA / international | Modélisation globale |
| Budget | ~12,5 millions $ (~11,5 M€) | USA | Accélération R&D fusion |
Le précédent : Tokamk Energy en 2025 a filmé pour la première fois un plasma à l’intérieur d’un tokamak
Dans un registre un peu différent mais pas complètement hors-sujet, en octobre 2025, la société Tokamak Energy avait déjà réussi à filmer pour la première fois l’intérieur d’un plasma de fusion en couleur et à haute vitesse, dans son tokamak sphérique ST40.
Voici le résultat :
À 16 000 images par seconde, les chercheurs ont pu observer en direct ce que, jusque-là, ils ne faisaient qu’interpréter à partir de données abstraites : la trajectoire du deutérium, l’injection de tritium, le comportement du lithium et surtout la dynamique réelle du plasma à près de 20 millions de degrés.
Le projet britannique est ainsi complémentaire de celui de PPPL qui, en plus de l’image, mesure précisément les propriétés physiques du plasma (température, densité, impuretés) avec des diagnostics avancés, pour une analyse scientifique fine et exploitable.
Sources :
- Princeton Plasma Physics Laboratory, Expanding America’s role in fusion systems with France and Japan (2 avril 2026),
https://www.pppl.gov/news/2026/expanding-america%E2%80%99s-role-fusion-systems-france-and-japan
article officiel présentant le renforcement de la coopération internationale entre les États-Unis, la France et le Japon dans le domaine de la fusion nucléaire, avec un focus sur les systèmes, les partenariats scientifiques et les enjeux industriels. - Tokamak Energy, Seeing plasma in colour: new imaging from ST40 (15 octobre 2025),
article détaillant de nouvelles techniques d’imagerie du plasma développées sur le tokamak ST40, permettant une meilleure compréhension du comportement du plasma et des phénomènes physiques au cœur des réacteurs de fusion.
Image de mise en avant :
Alignement optique des diagnostics RADAR dans le tokamak WEST, dédié à la recherche sur la fusion nucléaire.
Photographie réalisée le 4 avril 2019 par Christophe Roux pour le CEA IRFM.
