Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

Contexte des contributions Irfu à JT-60SA

Dans le cadre de l’accord entre l’Europe (F4E) et le Japon (JAEA) sur l’approche élargie pour la fusion contrôlée par confinement magnétique, l’Europe  a en charge 50 % de la remise à niveau du tokamak JT-60U situé à Naka au Japon. Cette remise à niveau, qui consiste, entre autres, à utiliser des bobines supraconductrices pour le confinement du plasma donnera le jour à une nouvelle version du tokamak nommé JT-60SA . Ainsi, ce tokamak comportera 18 bobines toroïdales (TF Coils), 7 bobines poloïdales (EF Coils) et 1 solénoïde central (CS) entièrement supraconducteurs.

Initialement dans le partage Europe-Japon, le pré-assemblage des OIS et des bobines devait s’effectué au Japon sous la responsabilité de F4E. Début 2014, dans un souci de rationalisation des procédures, F4E a proposé de réaliser ce montage à Saclay après le test cryogénique des bobines TF devant être réalisé à la station d’essai (CTF) également implantée à Saclay. Après une étude d’avant projet sommaire réalisée par les ingénieurs de Saclay, le CEA a pu signer en mai 2014 un accord de collaboration avec F4E.

L'Irfu a en charge l’approvisionnement de l’ensemble des structures mécaniques du système de champ magnétique du Tokamak JT-60SA. Ces structures comprennent :

● les 18 Supports Gravitaires (GS), reprenant le poids du système magnétique,

● les 18 structures de maintien externes (OIS), reprenant les efforts hors du plan exercés sur les bobines de champ toroïdal (Toroidal Field Coils, TFC),

● et les 18 jeux de liaison interbobine internes (Inner Intercoil Structures, IIS) qui solidarisent les bobines entre elles.

L'Irfu a en charge le pré-assemblage

Les efforts mécaniques hors plan exercés, en fonctionnement, sur les bobines de champ toroïdal (bobines TF) de JT-60SA sont repris par des structures de maintien externe (Outer Intercoil Structures, OIS). Le pré-assemblage consiste à insérer précisément (± 1 mm) l’OIS sur la bobine et à le fixer au moyen d’une liaison rotulée avant son expédition au Japon.

Ce montage (OIS sur bobine) se fera après le test cryogénique de la bobine dans la station d’essai (CTF) également implantée à Saclay.

L'outillage necessaire pour l'assemblage

L’étude d’implantation a été finalisée et le bâtiment 198 du site de Saclay (jouxtant le bâtiment qui abrite la station cryogénique CTF) a été mis à disposition pour l’implantation de l’installation de
pré-assemblage. Dans le courant de l’été 2015, les aménagements nécessaires : réfection de la chaussée entre le bâtiment CTF et le bâtiment 198, l’ouverture d’une porte supplémentaire de grandes dimensions,  la réfection du sol et l’installation des outillages ont été finalisés. Chacune des dix-huit bobines TF produites pour moitié par Alstom et ASG, ainsi que les dix-huit OIS associés fabriqués par SDMS pourront être pré-assemblés dans des conditions de précision, de propreté et de sécurité optimales, conformément au cahier des charges.

Contacts : Christophe Mayri (Irfu/SACM), Gaël Disset (Irfu/SIS)