L'IPP consacre 6 millions d'euros à un chauffage micro-ondes plus puissant pour Wendelstein 7-X

L'Institut Max Planck de physique des plasmas va dépenser 6 millions d'euros pour remplacer le chauffage micro-ondes de Wendelstein 7-X par un système plus puissant, a indiqué l'institut le 27 juillet. L'argent vient du ministère fédéral allemand de la recherche. La machine de Greifswald est à mi-parcours d'un arrêt de maintenance et ne redémarrera pas avant septembre.

Pourquoi le chauffage doit être remplacé

Wendelstein 7-X est chauffé principalement par des micro-ondes, au moyen de dispositifs appelés gyrotrons. Onze sont installés, avec une puissance allant d'environ 0,6 mégawatt pour les plus anciens prototypes de 1999 à 1,3 mégawatt pour le détenteur actuel du record, rapporte Autonocion. L'IPP estime qu'atteindre le bêta de 4 à 5 pour cent qu'une centrale exigera probablement demanderait jusqu'à 30 mégawatts de puissance de chauffage, dont l'essentiel viendrait des micro-ondes. Le bêta est le rapport entre la pression du plasma et la pression magnétique.

Le bâtiment limite la solution. Wendelstein 7-X dispose d'exactement 12 emplacements pour gyrotrons. En ajouter un treizième coûterait environ 10 millions d'euros, quelle que soit la puissance du tube, car il faudrait un nouveau bâtiment, de nouveaux tunnels de transmission et une alimentation haute tension bien plus grande, rapporte Autonocion. Le remplacement à 6 millions d'euros évite cette dépense.

La machine et son record

Wendelstein 7-X est le plus grand stellarator, installé à Greifswald sur la côte baltique allemande. Il fonctionne avec 50 bobines supraconductrices, chacune d'environ 3,5 mètres de haut et refroidie à environ moins 270 degrés Celsius. Selon l'IPP, des supercalculateurs ont été nécessaires pour calculer leurs formes.

Le 22 mai 2025, dernier jour de sa campagne OP 2.3, la machine a maintenu un plasma à haute performance pendant 43 secondes et atteint une valeur maximale du triple produit, rapporte World Nuclear News. L'équipe a injecté environ 90 pastilles d'hydrogène congelé, chacune d'environ un millimètre de diamètre, au cours de ces 43 secondes, tandis que les micro-ondes chauffaient le plasma. La température du plasma a dépassé 20 millions de degrés Celsius et culminé près de 30 millions. Le bilan énergétique a atteint 1,8 gigajoule en six minutes, contre 1,3 gigajoule en février 2023.

Quatre semaines plus tard, l'IPP a révisé son affirmation. Des chercheurs du tokamak JET, en Grande-Bretagne, ont partagé des résultats non publiés. L'IPP a alors indiqué que sa page officielle des étapes décrit désormais le résultat de mai 2025 comme « au niveau des records des tokamaks » plutôt que devant eux, rapporte Autonocion. JET avait trois fois le volume de plasma de Wendelstein 7-X.

Le triple produit multiplie la densité du plasma, sa température et le temps de confinement de l'énergie. Les trois doivent être élevés en même temps, d'où l'importance des longues impulsions : elles testent la manière dont le chauffage, l'alimentation en carburant et les parois tiennent ensemble sous contrainte, selon Earth.com.

Les stellarators tordent la cage magnétique en trois dimensions et visent un fonctionnement continu sans courant entraîné dans le plasma. Cela évite les disruptions qui ont mis à l'épreuve les tokamaks, rapporte Earth.com. Un tokamak a besoin d'un fort courant électrique dans le plasma pour l'aider à se confiner, ce qui en fait par nature un dispositif pulsé, selon Autonocion. Wendelstein 7-X ne produira pas d'électricité. Il doit montrer si les stellarators peuvent fonctionner en continu, alors que les tokamaks opèrent par impulsions, rapporte World Nuclear News.

Lors de sa campagne de 2018, Wendelstein 7-X a atteint des décharges allant jusqu'à 100 secondes et des densités de plasma de 2 x 10^20 particules par mètre cube, indique l'IPP. Le chauffage plus puissant vise le déficit que décrit l'IPP : atteindre un bêta de 4 à 5 pour cent demanderait jusqu'à 30 mégawatts, dont l'essentiel viendrait des micro-ondes.