Le « four à micro-ondes » le plus puissant du monde va être construit par le français Thales pour la fusion nucléaire.
Prenez le four à micro-ondes de votre cuisine. Mille watts, 2,45 gigahertz, de quoi réchauffer une assiette de lasagnes en deux minutes, multipliez sa puissance par deux mille, montez la fréquence d’un facteur cinquante et vous obtenez un appareil capable de porter de la matière à quarante millions de degrés. Cette « bête » s’appelle un gyrotron, et c’est le groupe français Thales qui vient d’être chargé d’en fabriquer la version la plus puissante jamais construite.
Elle a été commandée par l’Institut Max Planck de physique des plasmas pour le projet HiPMiB grâce à six millions d’euros financés par le ministère allemand de la Recherche.
La mission du gyrotron sera de chauffer le plasma du grand réacteur de fusion allemand Wendelstein 7-X, qui n’est pas un projet « tout à fait » comme les autres dans le monde de la fusion comme on va le voir.
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Le record du plus puissant gyrotron du monde va être battu par Thales au cœur de Wendelstein 7-X
Chauffer à quarante millions de degrés, mais pour quoi faire ?
Pour marier deux noyaux d’hydrogène et ainsi obtenir une fusion nucléaire, il faut recréer les conditions qui règnent au cœur d’une étoile. Autrement dit, chauffer un gaz à des dizaines de millions de degrés, jusqu’à ce qu’il devienne du plasma, un état de la matière où les électrons se font la malle et laissent les noyaux à nu. À cette température, plus aucun matériau connu ne résiste. On l’enferme donc dans une cage invisible faite de champs magnétiques, en veillant à ce qu’il ne touche jamais les parois.
Une fois le plasma piégé, il faut le chauffer. C’est précisément la fonction du gyrotron. L’appareil crache un faisceau de micro-ondes surpuissant qui vient déposer son énergie dans le plasma, comme votre four fait vibrer les molécules d’eau de votre plat pour le réchauffer.
Même principe physique, échelle radicalement différente. Les physiciens appellent ça le chauffage par résonance cyclotronique électronique. Chez Wendelstein 7-X, c’est de loin la méthode de chauffage numéro un.
Wendelstein 7-X, le pari allemand de la forme tordue
Un mot sur la bête que ces gyrotrons doivent alimenter.
À Greifswald, tout au nord-est de l’Allemagne, Wendelstein 7-X est le plus grand stellarator de la planète.
Au contraire d’ITER dont le tokamak est parfaitement toroïdal (en forme de beignet), celui du réacteur allemand a ainsi la forme d’un beignet qu’on aurait tordu dans tous les sens, une forme cauchemardesque à concevoir et à fabriquer. Cette torsion lui offre en revanche un cadeau précieux : il peut tourner en continu, sans jamais s’arrêter.
En mai 2025, Wendelstein 7-X a battu le record mondial de « triple produit », un indicateur roi de la fusion qui combine densité, température et durée du plasma.
La machine a tenu un plasma performant pendant 43 secondes, coiffant au poteau les meilleurs tokamaks sur ce type de longue durée. Elle a aussi maintenu des plasmas pendant huit minutes, et vise maintenant la demi-heure.
Pour aller plus loin, il lui faut plus de puissance de chauffe. C’est tout l’enjeu des nouveaux gyrotrons.
Deux mégawatts, et une question de place
L’objectif de Wendelstein 7-X, c’est d’atteindre 30 mégawatts de puissance de chauffage. Aujourd’hui, la machine aligne onze gyrotrons, des vieux prototypes de 1999 (0,6 mégawatt) jusqu’au champion actuel signé Thales, le TH1507U, qui a délivré 1,3 mégawatt pendant 180 secondes (un record que Media24 vous racontait déjà en juin 2025).
Le souci est bêtement pratique. Wendelstein 7-X ne possède que douze emplacements pour ses gyrotrons. Pas un de plus. Ajouter un émetteur supplémentaire, ce serait construire un nouveau bâtiment, percer des tunnels pour la transmission, gonfler le réseau électrique, le tout pour une dizaine de millions d’euros pièce. La seule voie raisonnable, c’est de doubler la puissance de chaque appareil. Passer de 1 à 2 mégawatts par faisceau. Deux fois plus de chaleur, sans toucher au nombre de places.
Le Français Thales est le seul en Europe à savoir fabriquer ces gyrotrons de forte puissance, un club mondial ultra-fermé qu’il ne partage qu’avec quelques Japonais et Russes. Thales fournit déjà les gyrotrons d’ITER, et détient le record du monde avec son TH1507U. Dans le projet HiPMiB, chacun a son rôle. Le KIT de Karlsruhe, la plus grosse tête chercheuse d’Europe en micro-ondes, dégrossit le terrain avec un prototype de labo pour impulsions courtes. Thales prend ensuite le relais pour en tirer un vrai démonstrateur industriel de 2 mégawatts, capable de tenir la demi-heure sans broncher. L’université de Stuttgart et l’Institut Max Planck, eux, se chargent d’acheminer le faisceau jusqu’au plasma.
Un véritable casse-tête thermique
Doubler la puissance, ça ne se fait pas en tournant un bouton. Le premier mur, c’est la chaleur. Dans le ventre du gyrotron, les parois du résonateur, la petite cavité où naissent les micro-ondes, encaissent une charge de 20 mégawatts par mètre carré. Pour vous donner une idée, c’est quelques milliers de fois l’ensoleillement reçu au sol par une plage un jour d’été, concentré sur une paroi de cuivre qu’on refroidit à l’eau. Les ingénieurs du KIT vont devoir inventer un refroidissement par microcanaux pour évacuer cette fournaise avant que le métal ne rende l’âme.
La transmission du faisceau n’est pas plus simple. Les micro-ondes voyagent du gyrotron jusqu’à la chambre du plasma en rebondissant sur une série de miroirs, presque comme de la lumière. À 2 mégawatts pendant trente minutes, les pièces chauffent, les joints des vannes à vide se fatiguent, et le moindre grain de poussière peut déclencher un arc électrique en plein vol. Les équipes de Stuttgart planchent donc sur des faisceaux plus larges, des lignes refroidies à l’air sec et des détecteurs capables de repérer un défaut en une fraction de seconde.
Pour finir, voici un petit panel non-exhaustif des plus grands projets de réacteurs à fusion de la planète et leurs caractéristiques :
| Projet | Pays | Type | Particularité |
|---|---|---|---|
| Wendelstein 7-X | Allemagne | Stellarator | Plus grand stellarator du monde, record du triple produit sur 43 secondes |
| ITER | France (international) | Tokamak | Plus grand projet de fusion au monde, gyrotrons fournis par Thales |
| EAST | Chine | Tokamak | Détient plusieurs records de durée de plasma haute performance |
| JT-60SA | Japon (avec Europe) | Tokamak | Plus grand tokamak en fonctionnement en attendant ITER |
| Proxima Fusion | Allemagne | Stellarator (privé) | Spin-off de Wendelstein 7-X, vise une centrale commerciale dans les années 2030 |
| Commonwealth Fusion | États-Unis | Tokamak (privé) | Aimants supraconducteurs haute température, projet SPARC |
Sources :
Institut Max Planck de physique des plasmas (IPP), Wendelstein 7-X: Start of a project to build the world’s most powerful microwave oven (27 juillet 2026)
https://www.ipp.mpg.de/5507410/07_26
Communiqué officiel du lancement du projet HiPMiB, détails techniques sur les gyrotrons de 2 mégawatts, répartition des rôles entre IPP, KIT, Université de Stuttgart et Thales, et déclarations du Dr Heinrich Laqua.
Thales Group, Thales and the Max Planck Institute for Plasma Physics set a world record in the field of nuclear fusion (octobre 2024)
https://www.thalesgroup.com/en/worldwide/group/press_release/thales-and-max-planck-institute-plasma-physics-set-world-record-field
Présentation du gyrotron TH1507U (record de 1,3 mégawatt à 140 GHz pendant 180 secondes), rôle de Thales comme seul fabricant européen de gyrotrons haute puissance et collaboration avec le consortium EGYC.
EUROfusion, Recap 2025: new records and collaborations (janvier 2026)
From WEST to EAST – EUROfusion sets new records and collaborations in 2025
Panorama des grands projets européens de fusion en 2025-2026 (Wendelstein 7-X, ITER, WEST) et positionnement des records de durée de plasma sur les différentes installations.
Image de mise en avant : Le dernier des cinq modules de l’expérience stellarator Wendelstein 7-X a été installé fin 2011 – crédit : Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Tino Schulz — Public Relations Department, Max-Planck-Institut
