Dans le cadre de la fusion par confinement inertiel (FCI), la cible cryogénique deutérium-tritium (DT) constitue un élément clé du système. Son design, qu'il s'agisse de configurations solide/gaz ou liquide/gaz, doit répondre à des exigences strictes en termes d'uniformité et de reproductibilité, car il impacte directement le gain thermonucléaire et, par conséq​uent, l'efficacité énergétique globale du réacteur. Une homogénéité quasi parfaite est indispensable pour garantir des réactions de fusion optimales comme pour le réacteur TARANIS, projet porté par la startup française GenF. C'est dans ce contexte que les structures poreuses fabriquées par polymérisation à 2 photons (2PP) se révèlent particulièrement prometteuses. Grâce à leur haute précision dimensionnelle, ces mousses micrométriques permettent une imprégnation en hydrogène liquide (LH₂). Une fois cette étape maîtrisée, il est possible de solidifier le LH₂, obtenant ainsi une homogénéité optimale en hydrogène solide.

Pour étudier et maîtriser les processus d'imprégnation des cibles cryogéniques, une cellule expérimentale dédiée, baptisée CHIMERA, a été conçue. Sa fonction principale est de reproduire des conditions cryogéniques contrôlées (température et pression) et de provoquer une condensation directement au contact de l'échantillon, permettant ainsi une imprégnation par effet capillaire dans la structure poreuse. Grâce à ce dispositif, une première imprégnation en hydrogène liquide (LH₂), suivie d'une solidification, a pu être réalisée. Cette première dynamique, dont les paramètres (vitesse, front, uniformité) restent à quantifier, ouvre la voie à une compréhension approfondie des mécanismes en jeu.

Les résultats obtenus avec la cellule CHIMERA marquent une première étape décisive dans la maîtrise des processus d'imprégnation et de solidification des cibles cryogéniques avec mousses en 2PP. La prochaine campagne d'essais aura pour objectif de quantifier précisément la dynamique d'imprégnation, en étudiant notamment l'influence de la structure et de la densité des mousses 2PP sur ce phénomène. Ces données permettront d'affiner les modèles et d'optimiser les paramètres pour garantir une homogénéité et une reproductibilité conformes aux exigences des réacteurs FCI.

À plus long terme, l'objectif est de concevoir une solution adaptée à une cadence élevée (10 Hz), indispensable pour alimenter le réacteur TARANIS en conditions réelles. La finalité est de transposer ces résultats vers un système capable de produire des cibles cryogéniques performantes, à haute cadence, tout en maintenant les critères de design nécessaires pour maximiser le gain thermonucléaire.