Fusion nucléaire: le tokamak japonais franchit une nouvelle étape

Publié par Adrien le 09/12/2020 à 09:00
Source: CEA IRFU
La mise en service progressive du tokamak japonais JT60-SA vient de passer un jalon important le 26 novembre: les 18 bobines toroïdales supraconductrices de la machine ont atteint leur température de fonctionnement nominal à 4.5 Kelvin (-269°C).


Comparaison de la taille du tokamak avec un humain

Après la fin de l'assemblage du tokamak japonais le 31 mars 2020 et malgré un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) sanitaire difficile, le commissioning de JT60-SA vient de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) une étape décisive avec la mise en froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des aimants supraconducteurs. Cette opération a démarré le 20 octobre et pas moins de 47 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) auront été nécessaires pour refroidir les 700 tonnes du système cryomagnétique du tokamak.

Pour cette première mise en froid, le système cryogénique a fonctionné très près de ses performances nominales révélant au passage la réalité des marges de dimensionnement qui pourront être mises à profit pendant l'opération de la machine.


Descente en froid des aimants toroïdaux (TF coils) de JT60-SA

Les prochaines étapes de la mise en service vont être un étuvage à 200°C de la chambre à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) de JT-60SA pendant une quinzaine de jours, la mise en service des alimentations électriques des aimants et la production des premiers champs magnétiques pendant la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) quinzaine de décembre 2020.

Les progrès peuvent être suivi, presque en direct, sur le site JT60-SA.

Les premiers plasmas devraient arriver au tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) début de 2021 et une nouvelle page de la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur la fusion nucléaire (La fusion nucléaire (dite parfois thermonucléaire) est, avec la fission, l’un des...) par confinement magnétique pourra commencer à s'écrire !

Remontons le temps

La construction du tokamak JT-60SA s'est achevée au Japon le 30 mars 2020, conclusion de quinze années d'efforts. Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) collaboratif entre l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...) et le Japon vise à construire le plus grand tokamak au monde (Le mot monde peut désigner :) avant la mise en fonction d'Iter, utilisant les technologies de la supraconductivité (La supraconductivité (ou supraconduction) est un phénomène caractérisé par...), dans le cadre de l'Approche élargie à Iter.

Le 16 janvier 2018, la dixième et dernière bobine de champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) toroïdal pour JT-60SA, sortie des ateliers GE2 Power (ex Alstom) de Belfort, et construite sous la responsabilité du CEA, a passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) avec succès les tests de réception finaux. Dix bobines complémentaires sont fabriquées en Italie par ASG3, sous la responsabilité de l'organisme de recherche ENEA4. Le réacteur (Un réacteur peut désigner :) JT-60SA n'utilisera que dix-huit bobines, deux bobines (italiennes) étant fabriquées en plus afin principalement de garantir le planning de fourniture et pallier tout contretemps.

La fabrication des bobines à Belfort a concerné la réalisation du bobinage magnétique, à partir de câbles supraconducteurs, l'insertion de ce bobinage dans un boitier en acier inoxydable (Les aciers inoxydables jouent un grand rôle dans d'innombrables domaines : vie...) permettant de fournir à la bobine la rigidité mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) requise nécessaire à son fonctionnement, l'usinage mécanique permettant de conférer à la bobine la précision géométrique submillimétrique spécifiée et enfin le raccordement des éléments nécessaires pour l'alimentation électrique (Le terme d'alimentation électrique désigne un ensemble de systèmes capables de fournir de...) et le refroidissement cryogénique, sans oublier la réalisation de l'ensemble des tests et contrôles qualités intermédiaires.

Les câbles supraconducteurs, en partie spécifiés par le CEA, de même que les éléments des boitiers ont été fournis par F4E. La ligne de production des bobines était divisée en 12 postes de travail correspondant aux 12 étapes fondamentales de fabrication qui ont toutes été qualifiées au préalable sur des maquettes de fabrication représentatives. Chaque bobine a parcouru l'ensemble de la ligne de production en un peu plus de 18 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) et jusqu'à cinq bobines ont été présentes simultanément sur les différents postes de de travail. L'objectif était de pouvoir livrer, après la première bobine, une bobine tous les deux mois. Ce rythme a pu être atteint sur les sept premières bobines.

Contacts:
Walid Abdel-Maksoud (Irfu), (IRFM)
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