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À l'heure où on voit encore des articles annonçant l'inauguration d'un "soleil artificiel" en Chine, il est intéressant de rappeler qu'en France aussi on dispose d'une telle machine depuis... 1988.
Il s'agit du tokamak Tore Supra, modifié de 2013 à 2016 pour devenir WEST
Il s'agit du tokamak Tore Supra, modifié de 2013 à 2016 pour devenir WEST
Parenthèse : Loin de moi l'idée de dénigrer la nouvelle machine HL-2M opérée par nos collègues Chinois de l'institut SWIP, avec qui nous collaborons sur de nombreux sujets et sans qui le projet WEST n'aurait pu se faire.
Il s'agit de juste de rappeler ce qui existe en France.
Il s'agit de juste de rappeler ce qui existe en France.
D'ailleurs, si vous voulez quelques éléments de contexte sur la machine HL-2M (photo), @Gregdt1 en parle ici:
https://twitter.com/Gregdt1/status/1335201425652060163
Fin de la parenthèse.
https://twitter.com/Gregdt1/status/1335201425652060163
Fin de la parenthèse.
Démarré en 1998, le tokamak Tore Supra tire son nom des mots "tore" et "supraconducteur". Car Tore Supra utilise 18 bobines (aimants) supraconductrices, permettant de générer un champ magnétique de 3.7 Tesla en continu. Une innovation majeure dans les années 1980. (photo 1988)
Bien que Tore Supra ne soit pas le premier tokamak utilisant des bobines supraconductrices au monde (le tokamak 
T15, arrêté depuis, a démarré la même année), c'est le seul qui a été opéré avec succès jusque-là. Des machines supra ont vu le jour depuis : EAST
, KSTAR
, SST1
T15, arrêté depuis, a démarré la même année), c'est le seul qui a été opéré avec succès jusque-là. Des machines supra ont vu le jour depuis : EAST, KSTAR, SST1
Tout a pourtant démarré avec un échec : dans les années 70, le CEA postule avec site de Cadarache postule pour accueillir le premier tokamak Européen de grande taille : le JET. Mais le site français est rapidement éliminé et JET est construit à Culham, en Angleterre.
Cet échec devient le point de départ d’une nouvelle stratégie au sein du CEA qui, à défaut de posséder la plus grosse installation, explorera les plasmas de longue durée. C’est ainsi que Tore Supra est né.
La construction du réacteur démarre en 1981, avec 45% de fonds
La construction du réacteur démarre en 1981, avec 45% de fonds
Les conducteurs des 18 bobines toroidales de Tore Supra sont réalisés en Niobium Titane (NbTi), un alliage qui devient supraconducteur quand la température est inférieure à 10 Kelvin (-263°C).
La température d'opération de ces aimants est de 1.8K, soit -271°C. Pour atteindre cette température (et la conserver!), la technologie utilisée est inédite : le bain d'hélium pressurisé. Cette technologie sera ensuite utilisée pour le LHC au CERN.
Les bobines sont conçues pour opérer à un courant nominal de 1400 Ampères (A), générant près de 9 Tesla (T) sur le conducteur.
En pratique, on les utilise à 1250 A pour conserver quelques marges d'opération. Au centre de la machine, le champ magnétique est de 3.7 Tesla.
En pratique, on les utilise à 1250 A pour conserver quelques marges d'opération. Au centre de la machine, le champ magnétique est de 3.7 Tesla.
Les machines supraconductrices comme Tore Supra peuvent explorer la réalisation de plasmas sur de longues durées, jusqu'à plusieurs minutes actuellement.
Et qui dit longues durées, dit également refroidissement.
Et qui dit longues durées, dit également refroidissement.
Tore Supra fut longtemps (encore?) le seul tokamak à pouvoir extraire en continu la puissance injectée dans le plasma grâce à des composants face au plasma refroidis par une boucle d'eau pressurisée.
Ce n’est qu’au début des années 2000 que le 1er bouclier thermique réellement efficace a été mis au point permettant à Tore Supra de progresser encore. En 2003, un plasma de 6 minutes 30 établit un record mondial, battu seulement en 2015 par le tokamak EAST ()
)
En 2013, le CEA décide de moderniser le tokamak Tore Supra. Deux nouvelles bobines sont installées à l'intérieur de la machine pour pouvoir réaliser des plasmas "point-X", dont la forme est proche de prévus dans ITER, le grand voisin.
Tore Supra devient ainsi "WEST", pour Tungsten (Symbole chimique: W) Environment in Steady-state Tokamak. C'est également un clin d'oeil à nos collègues Chinois, qui opèrent un tokamak appelé "EAST".
WEST est une machine ouverte aux collaborateurs étrangers et elle n'aurait pu se faire sans eux. Plusieurs instituts étrangers ont largement contribué en nature au projet : alimentations électriques (), nouvelles antennes radiofréquences (), acquisition de données (), etc.
), nouvelles antennes radiofréquences (), acquisition de données (), etc.
Démarré en 2016, les campagnes expérimentales réalisées sur le tokamak WEST se poursuivent depuis, pendant plusieurs mois par an et séparées par des phases de maintenance et d'améliorations. https://www.iter.org/fr/newsline/-/3364
La dernière en date est la 5ème campagne, dite "C5". Des nouvelles tuiles en nitrure de bore ont été installées dans la machine (en blanc sur la photo) et cette campagne a (notamment) pour objectif d'étudier les plasmas réalisés dans ce nouvel environnement.
La vidéo au début de ce thread (et remise ici) est d'ailleurs un plasma réalisé pendant cette campagne.
Seul le contour du plasma est visible, car c'est la région qui émet de la lumière dans la gamme optique, enregistrée par la caméra.
Seul le contour du plasma est visible, car c'est la région qui émet de la lumière dans la gamme optique, enregistrée par la caméra.
Le centre du plasma, plus chaud (entre 10 et 20 millions de degrés sur ce plasma), émet de la lumière dans d'autres gammes de fréquences (UV, X, Gamma) et nécessite des détecteurs adaptés pour mesurer ce qui s'y passe...
C'est tout pour aujourd'hui :)
