Dans le domaine de la recherche en fusion nucléaire, la quête de maîtriser une source d'énergie propre et inépuisable se heurte à des défis scientifiques majeurs. L'un des obstacles les plus redoutables est la difficulté à contenir le plasma à des températures extrêmement élevées, nécessaires pour reproduire sur Terre le processus de fusion qui alimente le cœur du soleil.
Un Ingrédient de Cuisine au Service de la Science
Dans une étude innovante, des chercheurs ont eu recours à un ingrédient surprenant : la mayonnaise. Ce matériau visqueux a été utilisé pour simuler et comprendre les comportements complexes des alliages métalliques sous contrainte, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives dans la conception des structures capables de résister aux conditions extrêmes de la fusion nucléaire. Cette approche ingénieuse, qui allie science des matériaux et mécanique des fluides, pourrait bien marquer une avancée décisive vers la réalisation de la fusion nucléaire contrôlée, un rêve qui pourrait révolutionner la production d'énergie mondiale.
Les Secrets des Comportements Fluides Dévoilés
Selon un rapport de sélection relayé par Euronews, des scientifiques ont versé de la mayonnaise dans une machine à beurre et l'ont fait tourner pour comprendre les conditions qui la font couler.
Arindam Banerjee, ingénieur en mécanique à l'université de Lehigh en Pennsylvanie, qui a dirigé l'étude, a déclaré : « Nous utilisons la mayonnaise car elle se comporte comme un solide, mais lorsqu'elle est soumise à un gradient de pression, elle montre des propriétés liquides et coule. »
L'expérience avec la mayonnaise est en réalité une tentative d'aboutir à un alliage métallique pouvant être utilisé pour construire l'enveloppe métallique du plasma chaud dans le processus de fusion nucléaire et l'empêcher d'exploser.
Fusion Nucléaire : L'Énigme des Températures Extrêmes
La fusion nucléaire est le processus qui se produit au cœur de la plus grande machine de fusion nucléaire de notre système solaire : le soleil.
Bien que l'humanité ait battu le record de la température produite au centre du soleil, soit environ 15 millions de degrés Celsius, la difficulté de reproduire complètement le processus de fusion nucléaire sur Terre réside dans l'incapacité à contenir facilement le plasma à une température aussi élevée.
Maintenir l'état du plasma dans le soleil est possible en raison de la forte gravité générée par une grande masse, mais c'est beaucoup plus difficile sur Terre en raison de la masse plus faible et donc de la gravité plus faible.
En réalité, la température du plasma est si élevée qu'aucun matériau solide ne peut la supporter. En conséquence, les scientifiques utilisent des champs magnétiques pour contrôler la force de la fusion.
Cependant, si les lois de la physique dans un tel état pouvaient être découvertes et que les scientifiques pouvaient maintenir le plasma dans un état stable sans ces conditions extrêmes, le rêve de l'homme d'atteindre une énergie de fusion stable pourrait devenir réalité.
Produire de l'énergie durable de cette manière signifierait une source d'énergie illimitée et propre, mettant fin à la dépendance aux combustibles fossiles.
De la Cuisine au Laboratoire : Une Révélation Scientifique
Dans leurs expériences, l'équipe de recherche a découvert que le métal fondu se comporte comme de la mayonnaise à des températures plus basses ; il peut être élastique (c'est-à-dire qu'il revient à sa forme d'origine lorsqu'on retire la pression) et plastique (c'est-à-dire qu'il ne revient pas à sa forme d'origine).
À ce sujet, M. Banerjee déclare : « Si vous pressez la mayonnaise, elle commencera à changer de forme, mais si vous arrêtez la pression, elle reviendra à son état d'origine. Nous avons donc une phase élastique suivie d'une phase plastique stable. La phase suivante est lorsque la mayonnaise commence à couler, et c'est là que l'instabilité commence. »
Quand les Propriétés de la Mayonnaise Illuminent la Science des Matériaux
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont placé de la mayonnaise dans un appareil de laboratoire qui accélère l'émulsion d'huile d'œuf jusqu'à ce que la sauce commence à couler. Dans ces conditions, les chercheurs ont pu identifier les états plastique, élastique, et instable dans le changement d'état de la sauce.
Le Dr Banerjee déclare : « Nous avons atteint les conditions où l'état élastique peut être récupéré, et nous avons découvert comment cela peut être utilisé pour retarder ou supprimer complètement l'instabilité. » Les chercheurs affirment que l'étude illustre également les conditions qui permettent de produire plus d'énergie.
En conclusion, l’étude novatrice utilisant la mayonnaise pour simuler les comportements des alliages métalliques dans des conditions extrêmes marque une avancée fascinante dans la recherche sur la fusion nucléaire. En exploitant les propriétés visqueuses de cet ingrédient culinaire, les chercheurs espèrent ouvrir de nouvelles voies pour maîtriser le plasma chaud nécessaire à la fusion, un objectif crucial pour l’avenir de l’énergie propre et durable.
