Le projet, qui se déroule jusqu'à fin 2028, vise à protéger les parois intérieures des futurs réacteurs de fusion – la soi-disant première paroi – avec des couches de tungstène. Le tungstène est le matériau de choix pour les surfaces exposées au plasma en raison de sa résistance à la chaleur et de sa robustesse, capables de supporter des charges allant jusqu'à 10 mégawatts par mètre carré. En tant que métal réfractaire avec un point de fusion supérieur à 3000 degrés Celsius, le tungstène résiste même à des contraintes thermiques extrêmes. Cependant, ce matériau est rare : avec seulement un millionième de la croûte terrestre, il est considéré comme une matière première de conflit et est extrêmement difficile à travailler mécaniquement. Il n'est donc ni économique ni pratique de fabriquer des composants entiers en tungstène. La solution : une fine couche de tungstène sur un matériau porteur plus facile à manipuler.
Électrolytes sans eau
Le défi scientifique réside dans la nature même du métal : les procédés galvanoplastiques classiques, tels qu'ils sont utilisés dans l'industrie, échouent à une barrière physique : le tungstène possède une très faible surpotentiel d'hydrogène. Dans des électrolytes aqueux, aucun métal n'est déposé, mais seulement de l'hydrogène est produit. Le consortium de recherche entre donc dans un nouveau domaine scientifique avec des électrolytes sans eau à base de liquides ioniques et de solvants organiques. « Il n'existe pas de procédé pour le dépôt électrochimique de tungstène pur dans le monde – ni industriellement ni en laboratoire », souligne le responsable du projet Andreas Waibel de l'Institut Fraunhofer IPA.
Les trois partenaires apportent une expertise complémentaire : l'IPP définit les exigences pour les couches et effectue des tests appliqués dans des conditions pertinentes pour la fusion. L'Institut Fraunhofer IPA développe l'ensemble du processus de revêtement dans le but d'une future mise à l'échelle industrielle. IoLiTec apporte son savoir-faire pour la formulation des liquides ioniques spéciaux.
Le projet « GalvanoFusion – Dépôt électrochimique de couches de tungstène pour des réacteurs de fusion à partir d'électrolytes non aqueux » est financé par le ministère fédéral de la recherche, de la technologie et de l'espace (BMFTR) dans le cadre du programme de financement Fusion 2040 – Recherche sur la voie vers la centrale de fusion sous le numéro de financement 13F1034A, avec une durée du 1er janvier 2026 au 31 décembre 2028.
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