Génie de Conception

En Vedette Énergie
ITER : un rythme de progression soutenu

Une mise en œuvre de la stratégie de construction conséquente


7 juin 2021
Par Pierre Deschamps
(Photo credit: ITER)

Le choc des atomes de deutérium et de tritium libère une énergie jusqu’à dix fois plus élevée que la quantité injectée pour provoquer la réaction. Ce processus que l’on désigne sous le nom de fusion nucléaire a longtemps mobilisé sans succès tous les énergéticiens de la planète qui rêvaient de maîtriser cette source d’énergie capable, à grande échelle, de produire de l’électricité non émettrice de CO2.

Ce rêve prit toutefois une forme très concrète en novembre 2010 quand le gouvernement français autorisa par décret la réalisation du réacteur expérimental ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) déjà en construction sur le site nucléaire de Cadarache, en France. L’objectif ultime du projet : mettre en service commercial vers 2035 un réacteur de fusion nucléaire de grande taille.

Pour y parvenir, les instigateurs du projet ont mis en place une coopération scientifique internationale inédite qui réunit l’Europe (les 28 pays de l’Union européenne plus la Suisse), la Chine, l’Inde, le Japon, la République de Corée, la Fédération de Russie et les États-Unis. En outre, la contribution des membres du projet se fait principalement en nature, c’est-à-dire que chaque membre a établi une Agence domestique qui est responsable des pièces à construire qui lui sont attribuées.

Advertisment

C’est ainsi que la bobine de champ poloïdal PF6 (10 mètres de diamètre et d’un poids de 330 tonnes), dont la construction a duré sept ans, a été fournie par l’Europe, mais fabriquée en Chine par l’Institut de physique des plasmas de l’Académie des sciences chinoise (ASIPP). Elle a pris la mer à Shanghai à la fin du mois d’avril puis a atteint le port de Marseille en juin. Une fois sur terre, elle a emprunté sur une distance de quelque cent kilomètres ce que l’on appelle familièrement « l’itinéraire ITER », une voie spécialement aménagée capable d’accueillir des charges les plus lourdes (jusqu’à 500 tonnes, 800 en incluant le poids de la remorque automotrice) et les plus encombrantes (jusqu’à 11 m de large et 10 m de haut). Le 21 avril dernier, elle a été extraite de son support et hissée à 25 mètres de hauteur pour être transférée vers le puits d’assemblage (voir photo ci-dessus).

Au dire, du consortium ITER, l’opération de levage, de manutention et d’installation de la PF6 réalisée le 21 avril dernier a duré huit heures et nécessité un système d’arrimage complexe permettant de faire pivoter la bobine et de la positionner avec une précision de l’ordre 4 millimètres. Composé d’un palonnier à double pont de 92 tonnes destiné au levage de charges lourdes, d’un berceau de levage de 42 tonnes et d’un ensemble d’adaptateurs, le système d’arrimage portait la charge totale à 480 tonnes environ, le troisième levage le plus lourd après ceux de la base du cryostat et du secteur 6 de la chambre à vide effectués précédemment.

Cette opération s’inscrit dans un calendrier de travail assez intense, compte tenu de la taille du chantier et de ses composantes. Depuis juin 2020, quatre bobines de champ toroïdal (~350 tonnes) ont été livrées par le Japon et l’Europe. Le premier secteur de chambre à vide, fabriqué en Corée et intégrant des éléments fournis par la Russie, a été livré au mois d’août et les travaux préparatoires au premier pré-assemblage ont pu commencer. Le cylindre inférieur du cryostat, fourni par l’Inde, a été positionné dans la fosse d’assemblage. Le soudage de cet élément à la base du cryostat est en cours. Les berceaux de basculement utilisés pour l’assemblage des écrans thermiques, des bobines de champ toroïdal et des secteurs de chambre à vide ont été qualifiés.

Comme l’annonce ITER, les travaux s’intensifieront au cours des prochains mois. Déjà, en juin, la première bobine du solénoïde central, testée à 4 K (-193 °C) au cours de l’année 2020 aux États-Unis, devrait être livrée sous peu. La Corée devrait fournir le secteur n°7 de la chambre à vide au cours du mois de juillet 2021. Ce sera le deuxième secteur de 440 tonnes à arriver sur le site ITER et le deuxième à être assemblé avec deux bobines de champ toroïdal et des panneaux d’écran thermique sur un outil dédié dans le Hall d’assemblage. L’ensemble ainsi créé sera inséré dans la fosse du tokamak (le dispositif de confinement magnétique du site) au début de l’année 2022.

En novembre de cette année, la dernière section du cryostat – un couvercle de 665 tonnes – sera parachevée par les équipes de l’agence domestique indienne, alors qu’en décembre auront lieu les tests d’acceptation usine de la plus petite des bobines de champ poloïdal (PF1) fabriquée par la Russie. Cette bobine mesure 9 mètres de diamètre et pèse 183 tonnes. En décembre également, Les agences domestiques du Japon et de l’Europe fourniront des bobines de champ toroïdal (en produisant respectivement 8 et 10 bobines). Cette phase de production – qui aura duré dix ans – se conclura par les tests usine des dernières unités de production. Enfin, en février 2022, les premiers secteurs de la chambre à vide seront alignés et soudés directement dans le puits d’assemblage.

Force est de constater que les travaux de l’ITER avancent à marche forcée alors que plusieurs composantes seront prochainement livrées, testées ou même installées. Le projet que de nombreux experts – dont des prix Nobel – ridiculisait lors de son lancement, devient peu à peu une réalité. Dans un avenir de moins en moins lointain, l’énergie du soleil et des étoiles brillera sur Terre.
https://www.iter.org/fr/accueil