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Star Wars : les secrets énergétiques du sabre-laser

Star Wars

Combat final entre le Jedi Luke Skywalker et Dark Vador dans l’épisode IV « Le retour du Jedi » de la saga Star Wars. (©photo) 

« Au lieu de « Que la Force soit avec toi ! », il faudrait plutôt dire « Que l’Énergie soit avec toi ! » explique Roland Lehoucq. Dans son ouvrage « Faire des sciences avec Star Wars », cet astrophysicien du CEA cherche à apporter de façon ludique des explications scientifiques aux films de la saga dont le dernier épisode sort aujourd’hui. Il y tente notamment de percer les secrets énergétiques du sabre-laser.

Le sabre-laser : la puissance d’un réacteur nucléaire                                  

Le sabre-laser des Jedi est sûrement le symbole le plus emblématique de Star Wars mais s’agit-il réellement d’un sabre-laser ? Dans la nature, deux faisceaux laser se croisent sans interagir, ce qui peut rendre suspect le choc des « lames » des sabres dans Star Wars. Un faisceau laser n’est par ailleurs visible que s’il est orienté directement dans notre direction ou en cas de présence de particules dans l’air comme de la poussière. Ce faisceau se propage en ligne droite tant qu’il ne rencontre pas d’obstacle le réfléchissant, le réfractant ou l’absorbant et la longueur limitée des sabres de Star Wars peut ainsi interpeller. 

Au-delà de ces premières contradictions, Roland Lehoucq s’interroge sur l’énergie de ces armes. En se basant sur la scène inaugurale du film « La Menace fantôme » (Episode I) dans laquelle un Jedi fait fondre une porte blindée en y plongeant son sabre-laser, l’astrophysicien estime que celui-ci doit dégager une puissance de l’ordre de 1 000 MW, soit l’équivalent d’un réacteur nucléaire. Il se base pour cela sur l’hypothèse que la porte est en acier (dont la fusion, atteinte à une température d’environ 1 500 °C, nécessite une énergie calorifique de 270 kJ/kg) et que le volume fondu équivaut à un cylindre d’un mètre de diamètre et de 60 cm d’épaisseur(1).

Bien que très élevée, cette puissance est largement surpassée par certains lasers utilisés aujourd’hui dans la recherche scientifique (jusqu’à un million de fois plus puissants(2)). Ces derniers ne peuvent en revanche produire que des impulsions extrêmement courtes, de l’ordre de quelques femtosecondes (millionièmes de milliardième de seconde). Or, un Jedi utilise son sabre-laser durant plusieurs secondes pour fondre une porte et bien plus longtemps durant ses combats.

La quantité d’énergie générée par le sabre-laser devient par ailleurs considérable lorsqu’on la ramène à la densité de l’arme. Roland Lehoucq note enfin que la conversion de l’énergie stockée par ce sabre en lumière n’étant a priori pas parfaite, elle impliquerait en toute logique une dissipation de chaleur dans le manche dudit sabre. Une perte d’énergie limitée à 0,01% de cette conversion conduirait alors à une hausse de la température du manche avoisinant 10 000 °C…

Et si le sabre-laser était un « sabre-plasma » ?

Roland Lehoucq propose une explication permettant de résoudre en partie les contradictions du sabre-laser : il s’agirait en réalité d’un « sabre-plasma ». Pour rappel, un plasma correspond à un quatrième état de la matière(3). Il s’agit d’un gaz dont les atomes ont perdu un ou plusieurs électrons à très haute température. Le Soleil constitue un parfait exemple de plasma.

Différentes couleurs de sabres sont alors envisageables en fonction du gaz constituant le plasma et de la température. Une couleur bleutée pourrait par exemple être obtenue aux alentours de 10 000 °C, une couleur plus rouge autour de 2 000 °C. La forme du sabre pourrait par ailleurs être obtenue grâce à un champ magnétique, le plasma étant constitué de gaz aux particules « chargées » (négativement dans le cas des électrons et positivement dans celui des atomes ayant perdu des électrons). Ce champ magnétique pourrait théoriquement être maintenu avec des puissants électroaimants intégrés dans le manche des sabres des Jedi.

Cette problématique du confinement d’un plasma constitue précisément l’ambition des chercheurs travaillant sur le contrôle des réactions de fusion thermonucléaire comme au sein du réacteur expérimental ITER à Cadarache.

Signalons toutefois que l’utilisation d’un sabre-plasma requiert de pouvoir en maintenir la température à tout instant (faute de quoi, les électrons et noyaux se recombinent et l’état de plasma disparaît). Une quantité de gaz suffisante doit également être fournie en permanence pour produire un jet continu de plasma. Dernier inconvénient et non des moindres : un sabre-plasma dégagerait, selon Roland Lehoucq, une chaleur six à dix fois plus forte que la flamme d’une torche classique et serait mille à dix mille fois plus brillant…

La tentative d’explication scientifique des sabres des Jedi atteint ainsi ses limites, les protagonistes de cette saga déclarant eux-mêmes tirer leur énergie de « la Force », décrite comme un « champ d’énergie créé par tous les êtres vivants ». Et si cette énergie vous paraît suspecte d’un point de vue scientifique, il vous faudra abandonner la théorie pour la magie de la fiction.

Bande annonce de l'épisode VII de Star Wars sorti le 16 décembre 2015 (©Star Wars)

L'ouvrage « Faire des sciences avec Star Wars » de Roland Lehoucq peut être téléchargé gratuitement ici.