ITER : la bobine n° 17 réussit un essai à froid à 34 kA, la moitié de son courant de service

La bobine de champ toroïdal n° 17 d'ITER a passé un essai à froid à 34 kA, la moitié de son courant de service de 68 kA. Le 30 octobre, elle a quitté l'installation d'essai à froid des aimants de Cadarache, en France. L'aimant en forme de D pèse 330 tonnes. Il sera stocké temporairement avant d'être intégré au module de secteur final de la chambre à plasma.

Pourquoi ce résultat compte

ITER est un tokamak réunissant 35 pays, en construction dans le sud de la France pour démontrer la faisabilité de la fusion. Il ne produira pas d'électricité. Ses aimants doivent maintenir le plasma à 150 000 000 de degrés Celsius, soit environ dix fois le cœur du Soleil, à distance des parois de la machine. La conception prévoit 500 MW de puissance de fusion pour 50 MW de chauffage, un gain Q=10, et vise une exploitation deutérium-tritium en 2 039.

L'essai de la bobine

L'installation d'essai à froid des aimants a refroidi la bobine n° 17 à 4 000 millikelvins, soit moins 269 degrés Celsius, puis l'a alimentée à 34 kA. Un supraconducteur ne transporte du courant sans résistance qu'en dessous d'une température critique. Le refroidissement a amené le conducteur dans cet état. L'essai à 34 kA représentait plus de trois fois les 10 kA de la première campagne de l'installation, lancée en mai 2 026 avec la bobine n° 7. Les essais de la bobine n° 17 ont commencé en août 2 026.

Le banc de Cadarache teste la cryogénie, les systèmes de vide, les alimentations électriques, les lignes d'alimentation et les systèmes de contrôle avant que les aimants n'entrent dans le tokamak. Chaque campagne d'essai dure de quatre à six mois par bobine, selon ITER.

Ce que l'essai démontre

Les ingénieurs ont mesuré la déformation de la bobine sous les charges électromagnétiques et l'ont comparée aux modèles structurels. « C'est une étape importante que d'atteindre 34 kA et de confirmer que la bobine se comporte comme les modèles le prévoyaient », a déclaré Adrien Deydier, ingénieur mécanique principal d'ITER impliqué dans les essais. La campagne a aussi donné aux équipes une expérience d'exploitation avant la mise en service intégrée du système d'aimants, a-t-il ajouté.

Le programme d'essais à froid des aimants vise à valider l'isolation de masse haute tension à différentes températures, à démontrer la détection des transitions résistives et à vérifier les performances des bobines au courant nominal, selon ITER.

La suite

ITER indique que les ingénieurs refroidiront la bobine n° 19, une pièce de rechange, à 4 000 millikelvins en avril 2 027 et la testeront à 34 kA. Cette campagne sera la première à utiliser des connexions étanches au sens de Paschen entre la ligne d'alimentation située dans le cryostat et la bobine. Elle reproduira la configuration du tokamak et permettra de tester l'isolation de masse haute tension.

L'installation sera ensuite ouverte pour installer une structure de renfort destinée à empêcher la déformation de la bobine au courant nominal de 68 kA. Les ingénieurs chaufferont aussi volontairement des sections de la bobine pour déclencher une perte de supraconductivité, dans le cadre des essais de marge de température. Après la bobine n° 19, l'installation sera reconfigurée pour la bobine de champ poloïdal n° 1. Le système d'aimants d'ITER comprendra 18 bobines de champ toroïdal en forme de D, six bobines de champ poloïdal et un solénoïde central.