Lettres d'information

Choisissez ce que vous souhaitez recevoir :


Merci de renseigner votre adresse de messagerie électronique :

@
Couverture
 (Click to view larger version...)
Les 440 modules de couverture qui tapissent les surfaces internes de la chambre à vide protègent la chambre et les aimants de la chaleur et des flux de neutrons issus de la réaction de fusion. Ils ralentissent les neutrons, transformant leur énergie cinétique en énergie thermique qui sera dissipée par l'eau de refroidissement. Dans les centrales de fusion, cette énergie sera utilisée pour produire de l'électricité.

Chaque module mesure 1 x 1,5 mètre et pèse jusqu'à 4,6 tonnes. Il en existe quelque 180 variantes (en fonction de l'emplacement du module au sein de la chambre à vide). Toutes ont en commun une première paroi démontable positionnée directement face au plasma et chargée d'en évacuer la charge thermique, ainsi qu'un bouclier assurant une protection contre les neutrons. Les modules doivent en outre permettre le passage de plusieurs systèmes de diagnostic, des dispositifs de visualisation et des systèmes de chauffage du plasma.

La couverture est l'un des composants d'ITER les plus critiques et les plus délicats à réaliser du point de vue technique car elle se trouve, tout comme le divertor, directement positionnée face au plasma chaud. En raison de ses propriétés physiques exceptionnelles (il contamine peu le plasma et retient peu l'hydrogène), on a choisi le béryllium comme matériau de revêtement de la première paroi. Le bouclier sera constitué d'inox et de cuivre à haute résistance.

En raison de l'intensité des dépôts de chaleur que l'on anticipe, la couverture est conçue pour supporter une charge thermique maximale de 736 MW ; ITER sera également la première machine de fusion dotée d'une couverture à refroidissement actif.

À un stade ultérieur du programme ITER, des modules expérimentaux, dits « tritigènes », testeront diverses solutions visant à générer le tritium dans l'enceinte même de la machine. ITER consommera la quasi-totalité de l'inventaire mondial de tritium (une quarantaine de kilos) et les futures centrales de fusion devront produire in situ le tritium qui alimentera la réaction. L'avenir industriel de la fusion passe nécessairement par l'autosuffisance en tritium.

Première paroi
 (Click to view larger version...)
Les panneaux de première paroi protègent le bouclier de protection du contact direct avec le plasma. Ils assurent également la protection de l'enceinte et des modules de couverture en et évacuant le flux thermique rayonné par le plasma. Parce qu'il contamine peu le plasma, le béryllium a été choisi pour le revêtement de la première paroi ; les autres matériaux utilisés dans le système de couverture sont l'alliage cuivre-chrome-zirconium (CuCrZr) pour le dissipateur thermique et l'acier 316L (N).

En fonction de leur position à l'intérieur de la chambre à vide, ces panneaux sont soumis à différents flux thermiques. Des années de recherche et de développement (semi-prototypes, prototypes échelle 1, analyses) ont permis de mettre au point deux types de panneaux différents : l'un a été conçu pour supporter des flux thermiques de l'ordre de 2 MW/m2 et l'autre jusqu'à 4,7 MW/m2. Ce deuxième type de panneau est installé dans les zones de la chambre à vide où l'interaction entre le plasma et la paroi est la plus intense. Pendant la durée de vie opérationnelle du tokamak ITER, ces panneaux seront remplacés au moins une fois.

La première paroi est composée de « doigts ». Chacun de ces doigts est fixé à une structure poloïdale qui forme l'armature structurelle de chaque panneau de la première paroi et à travers laquelle circule l'eau de refroidissement. La première paroi sera couplée à un bouclier thermique refroidi à l'eau—l'élément structurel de la couverture.

Sur le même sujet

Modules massifs
Les modules massifs de couverture assurent la protection de l'enceinte à vide et des composants extérieurs (bobines magnétiques) contre le flux neutronique du plasma. Ils sont refroidis par une boucle d'eau pressurisée qui arrive aux blocs de blindage et en repart à travers des collecteurs et des canalisations de raccordement. Chaque module sera fixé à l'enceinte à vide par quatre attaches. L'installation des 440 modules massifs représente un défi technologique majeur : elle repose sur un système de télémanipulation particulièrement sophistiqué en prévision des opérations de maintenance qui seront réalisées pendant l'exploitation en deutérium-tritium, et sur une approche particulièrement délicate pour les opérations d'assemblage des modules, compte tenu des très faibles tolérances prévues (10 mm globalement et +/- 4 mm entre modules). Pour respecter les tolérances requises, les éléments qui nécessitent une adaptation seront individuellement usinés pendant la phase d'installation.

Vidéos associées