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Le chantier

Sur trois niveaux, le Bâtiment radiofréquence abrite les équipements conçus pour générer les d'ondes électromagnétiques à haute fréquence qui sont à la base de deux techniques de chauffage du plasma : le chauffage à résonance cyclotronique électronique (ECRH) et le chauffage à résonance cyclotronique ionique (ICRH). (Click to view larger version...)
Sur trois niveaux, le Bâtiment radiofréquence abrite les équipements conçus pour générer les d'ondes électromagnétiques à haute fréquence qui sont à la base de deux techniques de chauffage du plasma : le chauffage à résonance cyclotronique électronique (ECRH) et le chauffage à résonance cyclotronique ionique (ICRH).
Adossé au Hall d'assemblage, le Bâtiment radiofréquence abrite les équipements conçus pour générer les d'ondes électromagnétiques à haute fréquence qui sont à la base de deux techniques de chauffage du plasma : le chauffage à résonance cyclotronique électronique (ECRH) et le chauffage à résonance cyclotronique ionique (ICRH).

Ces systèmes de chauffage auxiliaires, indispensables pour atteindre les conditions de fusion, transfèrent de l'énergie au plasma à une fréquence proche de celle de la fréquence de giration d'une des populations de particules (ions ou électrons). Cet apport d'énergie « en résonance » accroit le mouvement chaotique des particules et, par là-même, leur température. 

Les deux sources d'ondes électromagnétiques de haute fréquence (ECRH et ICRH) produiront un apport de 40 MW de puissance au plasma. (Un troisième système de chauffage auxiliaire, l'injection de neutres, apportera 33 MW supplémentaires.) Sans ces systèmes de chauffage, qui déclenchent le plasma et permettent de le maintenir, il n'y aurait pas de puissance de fusion dans ITER.

La technique de chauffage à résonance cyclotronique électronique (ECRH) chauffe le plasma par le biais d'un faisceau de rayonnement électromagnétique de haute intensité d'une fréquence de 170 GHz, qui correspond à la fréquence de résonance des électrons. Ces électrons entrent ensuite en collision avec les ions et leur transfèrent l'énergie absorbée. Dans le chauffage à résonance cyclotronique ionique (ICRH), l'énergie est transférée aux ions du plasma par un faisceau de rayonnement électromagnétique à haute intensité d'une fréquence de 40 à 55 MHz. Les deux techniques sont fondées sur le même principe— la conversion d'énergie électrique en rayonnement électromagnétique qui est émis vers le plasma ; cependant, les équipements et les technologies mises en œuvre par chacune de ces techniques diffèrent considérablement.

Comme les micro-ondes dans un four du même nom, qui élève la température des aliments, le système ECRH transmet de l'énergie au plasma à travers des ondes à haute fréquence. Le système ICRH est plutôt comparable à un émetteur radio très puissant, capable de diffuser des informations d'un bout de la planète à l'autre. À ITER toutefois, plusieurs amplificateurs seront nécessaires pour atteindre la puissance requise.

À l'intérieur du Bâtiment radiofréquence, une structure de trois niveaux, deux niveaux seront réservés aux équipements d'alimentation électrique. Trente unités (12 ECRH et 18 ICRH) fourniront 100 MW de puissance d'entrée aux générateurs d'ondes situés au 3e niveau (des gyrotrons pour le système ECRH et des tubes à grilles (tétrodes) pour le système ICRH).

Vue du bâtiment radiofréquence adossé au hall d'Assemblage. (Click to view larger version...)
Vue du bâtiment radiofréquence adossé au hall d'Assemblage.
Les ondes générées dans le Bâtiment radiofréquence seront guidées jusqu'à la machine par de robustes lignes de transmission traversant le Bâtiment d'assemblage et le Bâtiment tokamak. En bout de ligne, cinq antennes ECRH et deux antennes ICRH injecteront les ondes dans le plasma. 

L'agence domestique européenne Fusion for Energy a finalisé la majeure partie des activités de construction ; seules les finitions restent à réaliser (peinture, cloisons intérieures, installation électrique). Le bâtiment sera transféré aux équipes d'ITER Organization au début de l'année 2022. Les premières unités d'alimentation électrique seront installées en 2022.

Le Bâtiment radiofréquence en chiffres

  • Dimensions du bâtiment: 25 m de haut, 50 m de long (est/ouest), 43 m de large (nord/sud)
  • Nombre d'étages: 3
  • Construction: 2016-2022 (Agence domestique européenne Fusion for Energy)
  • Équipements ECRH: Europe (6 gyrotrons, 8 alimentations haute tension, 4 antennes); Inde (2 gyrotrons, 4 alimentations haute tension); Japon (8 gyrotrons, 1 antenne équatoriale); Russie (8 gyrotrons); États-Unis (lignes de transmission)
  • Équipements ICRH: ITER Organization (2 antennes, 10 alimentations haute tension), Inde (9 amplificateurs à tubes, 8 alimentations haute tension), États-Unis (lignes de transmission)
  • Livraison des équipements: 2021-2027
  • Installation des équipements: 2022-2028
  • Début des tests intégrés: ECRH attendu en 2025; ICRH attendu en 2029