pérawatt

Un pétawatt (PW) équivaut à 1015 watts, soit un quadrillion de watts. Pour mettre cela en perspective : la capacité mondiale de production électrique est d'environ 8 000 gigawatts, ce qui signifie qu'un seul pétawatt est environ 125 000 fois plus grand que toute l'énergie que toutes les centrales électriques de la Terre peuvent produire simultanément. L'unité existe en métrologie car les systèmes laser et les accélérateurs de particules peuvent générer brièvement une puissance de crête de l'ordre du pétawatt, même s'ils délivrent cette puissance pendant seulement des femtosecondes ou des picosecondes à la fois.

Le pétawatt apparaît presque exclusivement dans la physique des hautes énergies et la recherche avancée en photonique. Les installations laser modernes de classe pétawatt, telles que celles utilisant la technologie d'amplification par dérive de fréquence (CPA), compressent des impulsions extrêmement énergétiques en des durées incroyablement courtes. Un laser délivrant 1 pétawatt pendant 1 femtoseconde transfère 1 joule d'énergie. Étant donné que la durée de l'impulsion est si brève, l'énergie totale déposée reste modeste par rapport à ce que le chiffre de puissance instantanée suggère. Cette distinction entre la puissance de crête et l'énergie totale est extrêmement importante lors de la discussion de ces systèmes.

Pourquoi la terminologie est importante

La confusion entre la puissance instantanée de crête et la puissance moyenne, ou entre la puissance et l'énergie, est courante lors de la discussion des systèmes pétawatt. Un chercheur déclarant que son laser atteint 1 pétawatt décrit sa puissance instantanée au pic de l'impulsion, et non sa sortie continue. La consommation électrique réelle de l'installation peut n'être que de quelques mégawatts, la majeure partie de l'énergie étant perdue sous forme de chaleur dans les systèmes d'amplification et de refroidissement. La documentation commerciale et les spécifications des équipements doivent donc toujours préciser la durée de l'impulsion, le taux de répétition et l'efficacité, en plus des chiffres de puissance.

Le pétawatt se situe à l'extrémité supérieure de l'échelle de puissance du SI. Au-dessus se trouve l'exawatt (1018 W), qui n'a aucune application pratique connue. En dessous se trouve le térawatt (1012 W), utilisé pour estimer les densités de puissance dans les expériences de fusion et modéliser les flux d'énergie mondiaux. Comprendre où une mesure donnée se situe sur ce spectre, et si elle représente une puissance de crête, moyenne ou instantanée, détermine si le nombre est physiquement significatif ou simplement un grand nombre.