De Mars à l’accélération de particules : Thales, pionnier de l’innovation dans les lasers de haute puissance

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Type Insight
Publié 16 juill. 2026

Thales détient le record du monde du laser le plus puissant. Derrière cette prouesse, c’est une expertise qui se forge dans la recherche fondamentale depuis trois décennies et qui irrigue aujourd'hui de nombreux domaines industriels, sur terre comme dans l’espace.

Le chiffre donne le vertige. Le laser le plus puissant du monde génère des impulsions d’une puissance de 10 pétawatts, soit dix millions de milliards de watts concentrés en vingt millionièmes de milliardième de seconde, soit vingt femtosecondes. Cette prouesse technologique, réalisée en Roumanie sur l'installation scientifique ELI-NP (Extreme Light Infrastructure for Nuclear Physics), est le fruit pour Thales de plus de 30 ans d’innovation dans les lasers à puissance crête élevée.

Il faut remonter au début des années 1990 pour retrouver l’impulsion à l’origine d’un tel leadership. A cette époque, Thales décide de miser sur les rayonnements impulsionnels et les lasers à état solide. S’il utilise et développe la technologie historique de l’amplification directe, à travers des lasers nanosecondes à haute énergie pompés par diode ou par lampe flash, Thales décide d’exploiter, en parallèle et en pionnier, la technique d'amplification par dérive de fréquence, dite CPA (Chirped Pulse Amplification). Elle ouvrira la voie à la création de lasers à impulsions ultracourtes (femtoseconde) d’un niveau de puissance de crête inégalé, et vaudra au chercheur Gérard Mourou, partenaire de Thales, un prix Nobel de physique en 2018.

Lasers martiens

L’ancrage académique et le leadership scientifique de Thales sur le sujet est profond.

Nous le consolidons et l’amplifions aujourd’hui à travers de nombreux partenariats, notamment en France, avec le CNRS et l’École polytechnique

Christophe Simon-Boisson - expert en lasers scientifiques et industriels au sein de Thales Land and Air Systems

Aujourd’hui, le défi consiste à adapter ces technologies aux nouveaux besoins de l’industrie, de la médecine, du spatial ou encore de l’énergie, autour de la fusion nucléaire. « De grands challenges sont devant nous : augmenter la puissance moyenne, le produit de l'énergie par impulsion par le taux de répétition, tout en gagnant en compacité et en efficacité », résume Christophe Simon-Boisson.

Depuis longtemps, les lasers de puissance de Thales sortent du champ scientifique pour devenir des applications industrielles ou spatiales. Sur Terre, ils équipent des lignes de production de semi-conducteurs ou d'écrans plats. Sur Mars, on les trouve à bord des rovers Curiosity et Perseverance de la Nasa, où ils aident à comprendre la nature du sol. Pour s’adapter aux conditions martiennes, Thales a d’ailleurs adapté un produit de son catalogue, lui-même issu de travaux en centre de recherche.

Accélérer… l'accélération de particules

Parmi les domaines d’innovation dans lesquels Thales avance en pionnier, l’un des plus scrutés sera sans doute celui de la fusion nucléaire par confinement inertiel ou fusion laser. Celui-ci vise à construire des centrales à fusion de l’ordre du GW activée par des lasers de haute efficacité énergétique, un défi technologique immense auquel ont décidé de s’atteler les équipes de Thales.

La génération et l’accélération de particules appliquée par interaction laser-plasma font partie d’un autre grand champ d’innovation tout aussi passionnant. L’enjeu de la compactification prend ici tout son sens. « Là où un accélérateur conventionnel a besoin de deux kilomètres pour atteindre 10 gigaélectronvolts, un laser femtoseconde peut y parvenir sur quelques mètres, expose Christophe Simon-Boisson. Certes, cela reste pour l’heure de l’ordre de la prouesse de physicien, mais les perspectives s’ouvrent ». Prochaine étape : augmenter la fréquence pour se rapprocher des performances des accélérateurs conventionnels.

Mais là aussi, le chapitre industriel commence à s’écrire. A l’été 2025, Thales et l’entreprise TAU Systems, qui développe aux Etats-Unis des accélérateurs laser-plasma ultra-rapides de nouvelle génération, ont signé un partenariat inédit. Objectif : commercialiser, pour la première fois, des sources complètes de particules et de rayonnement pilotées par laser, générant des électrons ou des neutrons jusqu'aux rayons X et gamma. Derrière, les applications potentielles sont nombreuses : imagerie des structures semi-conductrices, tests de rayonnement des composants électroniques spatiaux, développement de thérapies contre le cancer ou techniques d'imagerie médicale avancées.

Révolutionner la radiographie industrielle

Ce ne sont pas les seules. Les lasers femtosecondes de nouvelle génération devraient bouleverser la radiographie industrielle de haute précision.

Ils vont nous permettre de créer des pinceaux de rayons X d’une finesse exceptionnelle, offrant une capacité inédite de contrôle non-destructif

Christophe Simon-Boisson - Responsable produits – Lasers scientifiques et industriels

Une innovation qui devrait particulièrement intéresser l’industrie nucléaire ou l’inspection de conteneurs. Sur ce point, Thales participe d’ailleurs au projet MULTISCAN 3D, financé par l’Union européenne.

Un pont entre lasers civils et lasers de défense

Pour avancer à la pointe de l’innovation, Thales peut en tout cas compter sur une cinquantaine de salariés hautement qualifiés. A son échelle, c’est une niche, mais une niche clé au regard des enjeux soulevés.

Le contexte civil étant particulièrement stimulant pour l'innovation, il nous donne accès à des compétences en optique et en laser de pointe qui s’avèrent ensuite très utiles sur les périmètres défense

Tugdual Le Bouar - Directeur des systèmes et solutions laser chez Thales

La dynamique d’innovation autour des lasers ouvre des perspectives de recrutements réguliers chez Thales. « Nous recrutons activement dans le domaine et collaborons étroitement avec le monde académique pour attirer de jeunes docteurs et experts en photonique, rappelle Tugdual Le Bouar. Nous nous démarquons grâce à des projets innovants et des partenariats avec les laboratoires de recherche ». Pour les jeunes ingénieurs, c’est l’assurance de collaborer avec les meilleurs experts mondiaux du domaine.