Laboratoire d’essai en champ magnétique statique

Une installation d’essai d’ITER obtient une accréditation internationale

Avec des capacités d’essai sans équivalent, le laboratoire d’ITER dédié aux champs magnétiques statiques est désormais en mesure de contribuer à la qualification des équipements et à l’élaboration de normes internationales pour le secteur de la fusion.

Carmelo Riccardo Lopes (à gauche), ingénieur électricien chez ITER, et Massimiliano Camuri, responsable du banc d'essai, installent un moteur triphasé dans le laboratoire d'essais afin d'observer son comportement face à un champ magnétique statique.

L’installation d’essai en champ magnétique statique d’ITER a obtenu l’accréditation ISO/IEC 17025. Les essais de qualification d’équipements de fusion réalisés dans cette installation sont donc désormais officiellement reconnus par les organismes de réglementation, les fournisseurs et les partenaires de l’écosystème mondial de la fusion.

Le laboratoire offre ce qui est considéré comme la meilleure combinaison au monde entre intensité du champ magnétique statique et espace disponible pour les essais, avec un volume utile de 1 mètre cube et un champ pouvant atteindre 275 milliteslas (mT). À titre de comparaison, un aimant de réfrigérateur classique produit un champ magnétique d’environ 5 à 10 mT. L’installation est déjà ouverte aux essais d’équipements pour ITER, les agences domestiques et les instituts de recherche partenaires. Dans le cadre des initiatives d'ITER Organization en matière de partage des connaissances et de coopération, des protocoles sont également en cours d’élaboration afin d’en permettre l’accès à des entités externes des pays membres d’ITER ayant établi une relation contractuelle, de coopération ou de partenariat avec le programme ITER.

Massimiliano Camuri, responsable du banc d'essai, qualifie l’installation de mosca bianca—une « mouche blanche », expression italienne désignant quelque chose de rare ou d’exceptionnel—et souligne qu’elle bénéficiera à de nombreux acteurs de la fusion. « Ce laboratoire est une installation hautement spécialisée, dotée de capacités difficiles à trouver ailleurs », explique-t-il. « Les personnes travaillant sur des projets d’énergie de fusion liés à ITER peuvent désormais utiliser notre laboratoire, et cette opportunité prendra de plus en plus d’importance à mesure que la fusion se développera. »

L'analyse montre que le laboratoire d'ITER offre la meilleure combinaison au monde entre intensité du champ magnétique et volume d'essai. Les comparaisons publiées les plus proches concernent un système du CEA à Cadarache, en France, qui atteint 480 mT dans une zone d'essai d'environ 0,043 mètre cube, et une installation de l'ASIPP en Chine, dotée d'un espace d'essai de 2,1 mètres et d'une intensité de champ de 120 mT.

Dans les dispositifs de fusion par confinement magnétique, les champs magnétiques peuvent affecter les performances des équipements et des composants. À ITER, les équipements installés dans le Complexe tokamak seront exposés aux champs générés par le solénoïde central et les bobines de champ poloïdal, ce qui rend indispensable une évaluation approfondie de performances en amont.

Le laboratoire d’essai en champ magnétique statique, qui a ouvert ses portes en 2023 afin de réaliser ces essais en interne, a déjà produit des résultats importants. Il a notamment permis de mettre en évidence la nécessité d’améliorer des capteurs de courant à fibre optique afin qu’ils puissent fonctionner de manière fiable dans le tokamak.

« Cette installation est un atout précieux pour la qualification des composants », explique Shen Hong, responsable de projet pour les services électriques d’ITER, qui a bénéficié des essais réalisés sur les capteurs. « Le fait d’avoir identifié suffisamment tôt les limites de ces capteurs a permis de réduire le risque de retards importants dans le calendrier de ces activités. »

En novembre 2024, le processus visant à certifier le laboratoire selon les normes internationales a été lancé. Mené par le COFRAC, l’organisme français d’accréditation, il a comporté une évaluation indépendante des méthodes d’essai du laboratoire, de ses équipements, de ses procédures, de ses contrôles qualité et de l’expertise de son personnel. En juillet 2026, le laboratoire a obtenu une accréditation complète selon la norme ISO/IEC 17025.

L'équipe du laboratoire d’essai en champ magnétique statique devant l'installation, avec le certificat d'accréditation. De gauche à droite : Harsh Tanna, Andrey Unzhakov, Dmitry Bukhtiy, Enrique Hernandez, Massimiliano Camuri et Carmelo Riccardo Lopes.

Au-delà de son rôle dans la qualification des équipements, le laboratoire pourrait également contribuer de manière importante à l’élaboration de normes internationales pour les essais d’équipements soumis à des champs magnétiques intenses.

« À l’avenir, le laboratoire est bien placé pour contribuer à l’élaboration de normes internationales spécifiquement consacrées à la qualification sous champ magnétique intense, car de telles normes n’existent pas encore », explique Carmelo Riccardo Lopes, ingénieur électricien à ITER ayant contribué à l’accréditation du laboratoire. « Une norme conçue spécifiquement à cette fin permettrait aux fabricants de travailler à partir d’un objectif de conception unique et sans ambiguïté. Elle permettrait également aux organismes chargés des achats de spécifier des exigences de qualification magnétique, comme ils le font déjà pour les qualifications sismique ou thermique. »