L’Institut de physique du plasma de Garching (Allemagne) a la responsabilité de la réalisation d’une des machines de recherche du programme européen de fusion thermonucléaire par confinement magnétique, le stellarator Wendelstein 7-X. Cette machine, appelée W7-X, a un diamètre de l’ordre de 15 mètres pour une masse de 550 tonnes, et est constituée de 70 aimants supraconducteurs destinés au confinement du plasma. Le SACM a en charge les tests de réception des 70 aimants fabriqués en Allemagne, en Italie et en Angleterre, avant leur installation définitive sur le stellarator construit à Greifswald en Allemagne.
Tests des aimants
Les tests permettent d’étudier le comportement électrique, thermique et hydraulique de chaque aimant à température ambiante et cryogénique et de valider les bobines avant leur assemblage. Une station d’essais composée de 2 cryostats a été étudiée, conçue, réalisée et qualifiée à Saclay au début des années 2000. Les premiers tests ont débuté en 2003 et se sont terminés fin 2009 par la validation du 70e aimant.
Deux bobines en cours d’installation dans leur cryostat.
Vue d’ensemble de la station d’essais W7-X.
Bilan des tests des aimants
Au total 96 tests cryogéniques ont été nécessaires pour valider les 70 aimants. Ces tests ont mis en évidence des problèmes techniques sur les aimants tels que :
- des fuites d’hélium sur les circuits hydrauliques des aimants,
- des problèmes d’isolement entre couches de conducteurs (test à 3,2 kV, 2 kHz et 20 K),
- des problèmes d’isolement des câbles de protection en cas de transition et des aimants eux-mêmes par rapport à la masse (test à 10 kV et 4,5 K).
Six aimants ont été renvoyés et réparés 3 fois chez les fabricants et six autres renvoyés et réparés 2 fois avant d’être validés. Le nombre d’aimants testés et validés a augmenté chaque année pour atteindre 26 aimants validés au cours de l’année 2008. Ce bilan démontre la nécessité de valider les aimants avant une intégration dans la machine. Toutefois, cela ne permet pas de certifier que les aimants ne présenteront pas de problèmes dans leur configuration finale.
Station d’essais pour la fusion thermonucléaire
Au cours de l’année 2009, a été réalisée la pré-étude de la station d’essais pour le projet JT-60SA qui fait partie de l’accord entre l’Europe et le Japon sur l’approche élargie pour la fusion thermonucléaire contrôlée par confinement magnétique.
• Physique et technologie des aimants supraconducteurs
• Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
