L’installation de fusion Wendelstein 7-X de Greifswald est en cours d’équipement

Le revêtement intérieur refroidi à l’eau de la cuve du plasma permettra à l’installation de fusion de fonctionner avec une puissance thermique plus élevée et des impulsions de plasma plus longues. La fabrication de la pièce maîtresse du nouveau revêtement, le divertor, a été réalisée par la partie de l’IPP de Garching.

Le divertor est le composant de la cuve de plasma le plus fortement sollicité. Les plaques du divertor suivent le contour arrondi du bord du plasma dans dix bandes doubles larges situées contre la paroi intérieure de la cuve. Ces plaques protègent les zones de la paroi sur lesquelles les particules sont déviées magnétiquement du bord du plasma. Une pompe qui éloigne les particules du plasma et les impuretés a été placée derrière un espace situé au centre de chaque bande double. Cela permet d’ajuster la pureté et la densité du plasma.

Les expérimentations menées sur le Wendelstein 7-X ont été provisoirement achevées fin 2018, à l’issue de deux étapes de travail couronnées de succès. Depuis, l’heure est à la transformation de la cuve du plasma. «Il s'agissait tout d'abord d’enlever ce qui était présent. Désormais, le montage des nouvelles particules peut commencer», a déclaré Hans-Stephan Bosch, dont le domaine est responsable de l’exploitation technique de l’installation. Jusqu’à présent, la plupart des composants protégeant la paroi étaient utilisés sans être refroidis. À partir de la prochaine phase d’expérimentations, des parties importantes de la paroi seront refroidies à l’eau: «Cela permettra au Wendelstein 7-X de générer des impulsions qui pourront durer jusqu’à 30 minutes», estime M. Bosch.

Une fabrication exigeante

Les nouvelles plaques du divertor refroidies à l’eau, qui remplacent les plaques non refroidies actuelles, devront pouvoir résister à une charge maximale de 10 MW/m² lors des expérimentations à venir – soit une charge comparable à la charge thermique du bouclier thermique d'une navette spatiale qui ferait son retour dans l’atmosphère terrestre. Toutefois, sans refroidissement de l’eau, les briques réfractaires en carbone renforcé par des fibres de verre ne seraient pas en mesure de résister à cette charge durant les impulsions du plasma prévues sur une durée de 30 minutes. C’est pourquoi elles sont soudées à des plaques refroidies à l’eau composées d'un alliage de cuivre-chrome-zircon. Le fluide réfrigérant amené par des petits tubes en acier veille à l'évacuation de l’énergie thermique.

Fonctionnement du plasma à nouveau à partir de fin 2021

Le fonctionnement du plasma devrait être relancé fin 2021. Dans un premier temps, il fonctionnera avec un refroidissement

réduit

par l’eau, une puissance thermique faible et des impulsions de plasma courtes afin de pouvoir tester l’ensemble des composants en fonctionnement à l’issue de cette longue pause. Le refroidissement complet permettra ensuite d’obtenir des impulsions plus longues ainsi que des énergies de jusqu’à un gigajoule – une valeur à laquelle on arrivera progressivement. À la place des impulsions de cent secondes maximales actuelles, avec des puissances thermiques de 2 MW et des énergies de plasma de 200 MJ, le divertor haute puissance refroidi rendra possible des impulsions pouvant atteindre 30 minutes à pleine puissance thermique. Ainsi, le Wendelstein 7-X pourra démontrer le véritable atout des stellarators: la capacité au fonctionnement continu.

Le Wendelstein 7-X est la plus grande installation de fusion au monde du type stellarator. Bien qu’elle ne génère aucune énergie, elle permettra de démontrer l’aptitude de ce type de construction pour de futures centrales. Le Wendelstein 7-X doit permettre pour la première fois d’atteindre une qualité de confinement du plasma dans un stellarator, qui soit comparable à celle d’installation concurrentes de type tokamak.