Wendelstein 7-X: lancement de l’expérimentation à l’automne 2022

Au cours des deux premières phases d’expérimentation (2015/2016 et 2017/2018), les scientifiques de l’Institut Max-Planck de physique de plasmas (IPP) ont franchi des étapes importantes: en décembre 2015, le premier plasma hélium a été généré dans l’installation de fusion Wendelstein 7-X de Greifswald, avant un premier plasma hydrogène quelques mois plus tard. En juin 2018, le stellarator a enregistré un nouveau record mondial: il a généré un «produit de fusion» d’une teneur énergétique encore jamais atteinte. Cette valeur arithmétique, qui représente le produit de la température ionique, de la densité du plasma et de la durée du confinement énergétique, permet de déterminer le chemin restant à parcourir avant d’atteindre des valeurs rendant possible un plasma en combustion.

L’étape de développement suivante, qui a pris plusieurs années, avait pour objectif de passer à des composants refroidis à l’eau dans la chambre à vide, afin de doubler le chauffage à l’entrée et, ainsi, d’augmenter la puissance. Cette version optimisée du stellarator repose sur un divertor refroidi à l’eau (High-Heat-Flux-Divertor). Ainsi, les 120 nouveaux modules de divertor équipés d’un système de refroidissement permettent à l’installation de fonctionner avec des énergies de plasma sensiblement plus élevées. Dans le cadre du nouvel équipement du Wendelstein 7-X, pas moins de 6,8 kilomètres de tubes – de formes et de largeurs différentes – ont dû être fabriqués, isolés, ajustés et soudés. Au total, 657 circuits de refroidissements indépendants les uns des autres transportent la chaleur à l’intérieur du Wendelstein 7-X. Trois systèmes de chauffage d’une puissance globale plus de deux fois plus élevée permettront de générer de futures énergies de plasma plus élevées. Par ailleurs, 60 kilomètres de câbles et de tuyaux ont été installés – en plus des 280 déjà présents. Et 40 diagnostics ont fait l’objet d’une extension ou d’une réinstallation afin de pouvoir mesurer le plasma de manière plus exacte et plus globale.

Ainsi, dans quelques années, un plasma pourra être entretenu sur une durée jusqu’à 30 minutes. La première période d’essai de la nouvelle campagne devrait durer jusqu’en mars 2023.

«Ce rééquipement nous permettra, dans quelques années, de stabiliser des plasmas haute puissance pouvant atteindre 18 gigajoules durant une demi-heure», a expliqué le professeur Thomas Klinger, responsable du domaine Dynamique et transport du stellarator à l’IPP. «L’enjeu consiste désormais à nous rapprocher petit à petit de cet objectif et d’en apprendre davantage sur le fonctionnement de plasmas hautement énergétiques qui ne solliciterait ni trop rapidement ni trop fortement la machine».

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