Iter & West : la fusion nucléaire a le vent en poupe à Cadarache - Sfen

Iter & West : la fusion nucléaire a le vent en poupe à Cadarache

Publié le 14 mai 2024
  • Fusion nucléaire
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La fusion nucléaire se développe rapidement, y compris sur le territoire français. D’une part, le réacteur WEST du CEA a terminé sa campagne expérimentale en établissant un nouveau record. D’autre part, l’ultime bobine à champ poloïdal pour ITER a été livrée.

WEST, pour Tungsten (symbole chimique « W ») Environment in Steady-state Tokamak, est un tokamak de recherche sur la fusion nucléaire par confinement magnétique, implanté sur le site du CEA à Cadarache. Il utilise le tungstène comme matériau de revêtement des parois intérieures. Ce dernier, grâce à ses propriétés de forte résistance à la chaleur, pourrait être le mieux adapté pour les futures centrales à fusion. À quelques kilomètres de ce site se trouve ITER. Impliquant plus de 35 pays, c’est le projet de fusion nucléaire le plus ambitieux, bénéficiant de toutes les études menées à travers le monde (dont celles de WEST en partie) dans ce domaine.

Un nouveau record

Après un peu moins de quatre mois de campagne expérimentale, le tokamak WEST a établi son nouveau record de fusion. Le plasma est monté à une température de 50 millions de degrés Celsius pour une durée de six minutes et 4 secondes (avec 1,15 gigajoules de puissance injectée). C’est 15 % d’énergie en plus que la configuration précédente du tokamak avec une densité électronique du plasma deux fois supérieure.

Au-delà du record, cette campagne a été l’occasion de réaliser de nouvelles avancées, qui dans le futur pourront peut-être être mises en œuvre pour l’exploitation d’ITER. Premièrement, une méthode de diagnostic par rayons X, développée par des chercheurs du PPPL (Princeton Plasma Physics Laboratory ), a permis de mesurer efficacement la température des électrons au sein du plasma et la densité des impuretés, composées en grande partie de tungstène érodé de la paroi, qui pourraient affectées le fonctionnement du tokamak. Deuxièmement, des scénarios expérimentaux ont aussi été menés pour explorer la répartition des températures au sein du plasma de sorte à améliorer la durée de vie des composants qui font face au plasma.

Nouvelle bobine pour ITER

La sixième et dernière bobine à champ poloïdal a été achevée et livrée sur le site d’ITER à Cadarache. Ces larges bobines circulaires correspondent à des aimants géants, positionnés autour de la cuve, qui permettront de confiner le plasma de sorte à le tenir à distance des parois. Cette sixième bobine, la PF3, est la plus imposante du lot puisqu’elle mesure 24,7m, pour un poids de 384 tonnes. Elle fait partie des quatre qui ont été réalisées dans l’installation de bobinage à proximité du site de Cadarache grâce au concours de nombreuses entreprises européennes. Les deux autres, plus petites, ont été produites en Chine et en Russie.

L’achèvement de ce dernier chantier a montré que les équipes de F4E (FusionforEnergy) ont vécues une véritable montée en expertise tout du long, contribuant à un gain de temps significatif sur la totalité du projet. En effet, comme l’explique Enrico Vizio, responsable du programme Acting Magnets de F4E, il a fallu « environ 2 ans et 9 mois pour terminer PF3, soit environ 15 % de moins que PF4 et environ 40 % de moins que PF5. » La bobine PF3 a maintenant rejoint la réserve, au côté de trois autres, dans l’attente de son installation sur le tokamak. Deux bobines ont d’ores et déjà été installées. ■

Schéma : Positionnement des bobines à champ poloïdal, NB : PF6 est le fruit d’un consortium sino européen, Source : ©ITER

Par François Terminet (Sfen)

Photo : Intérieur du tokamak WEST, Source : ©CEA-IRFM

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