Bâtiments de conversion électrique

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Le chantier

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Comme un ordinateur portable ou un téléphone mobile, les systèmes supraconducteurs de la machine ITER doivent être alimentés en courant continu. Leur fonctionnement exige donc un « adaptateur » pour convertir le courant alternatif en provenance du réseau qui alimente l'ensemble de l'installation ITER.

Sur la plateforme ITER, deux bâtiments jumeaux vont remplir cette fonction. Longs de 150 mètres, densément occupés par des équipements électriques de toute nature, les Bâtiments de conversion électrique sont l'étape intermédiaire entre le poste de distribution électrique RTE, où le courant arrive sous une tension de 400 kV, et les bobines supraconductrices qui, elles, requièrent des tensions en courant continu comprises entre 0.10 kV and 1.35 kV selon leur taille.

Avant de parvenir au système magnétique, le courant électrique subit une cascade de transformations. Dans un premier temps, trois transformateurs abaissent sa tension de 400 kV à 69 kV et 22 kV. Ce courant passe ensuite au travers de modules de conversion, au nombre de 32, situés dans les Bâtiments de conversion électrique. (Chaque module comprend un transformateur, un convertisseur et une section de barre d'alimentation).

Chaque transformateur/convertisseur est dédié à l'un des systèmes magnétiques de la machine (solénoïde central, bobines de champ toroïdal ou poloïdal, ou encore bobines de correction) et abaisse la tension jusqu'à une valeur de l'ordre de 1 kV. C'est à cette étape que les « redresseurs » transforment le courant alternatif en courant continu.  

La forte intensité du courant, qui doit être transporté jusqu'aux systèmes magnétiques de la machine à l'intérieur du Bâtiment tokamak, exclut de recourir à des câbles traditionnels, quelle que soit leur section. On utilise donc des barres d'alimentation en aluminium, activement refroidies par circulation d'eau sous pression. Il ne faut pas moins de 5 kilomètres de barres pour connecter les redresseurs aux aimants de la machine en empruntant des passerelles surélevées et en traversant le Bâtiment diagnostics, dont les barres occuperont pratiquement deux étages.

On trouve également dans le Complexe tokamak les équipements conçus pour décharger, en cas de « quench », la très grande quantité d'énergie stockée (jusqu'à 50 GJ) dans les systèmes magnétiques ITER. (Un « quench » est une décroissance rapide du courant qui se produit lorsque les aimants perdent leur supraconductivité).

Les Bâtiments de conversion en chiffres :

• Surface : 15 000 m² (dont 5,700 m² extérieurs)
• Nombre de bâtiments : 2
• Dimensions par bâtiment : 150 mètres de long, 30 mètres de large
• Nombre de transformateurs/convertisseurs : 32 pour le premier plasma, 44 pour les opérations à pleine puissance
• Construction (2016 — 2019) : Agence européenne Fusion for Energy
• Equipements (livraisons 2018 — 2020) : Chine (transformateur, convertisseurs, équipements de compensation réactive), Corée (transformateurs, convertisseurs), Russie (barres d'alimentation, équipements de commutation), et Inde (circuit de refroidissement).
• Début des tests intégrés : 2023 (prévisionnel)