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La Russie a livré l'aimant poloïde en forme d'anneau de 9 mètres de diamètre qui couronnera le haut du tokamak Iter.
Iter complète le système d'aimant pulsé le plus grand et le plus puissant au monde
Dans une réalisation historique de Fusion Energy, Iter a complété tous les composants du plus grand système électromagnéaire pulsé le plus grand et le plus puissant du monde.
Iter est une collaboration internationale de plus de 30 pays pour démontrer la viabilité de la fusion – la puissance du soleil et des étoiles – comme une source d'énergie abondante, sûre et sans carbone pour la planète.
Le composant final était le sixième module du solénoïde central, construit et testé aux États-Unis. Lorsqu'il est assemblé sur le site Iter du sud de la France, le solénoïde central sera l'aimant le plus puissant du système, suffisamment fort pour soulever un porte-avions.
Le solénoïde central fonctionnera en tandem avec six aimants de champ poloïdal en forme d'anneau (PF), construits et livrés par la Russie, l'Europe et la Chine.
Le système aimant pulsé entièrement assemblé pèsera près de 3 000 tonnes. Il fonctionnera comme le cœur électromagnétique du réacteur en forme de beignet d'Iter, appelé tokamak.
Comment fonctionne ce système d'électromaigrettes supraconductives pulsé?
Étape 1. Quelques grammes d'hydrogène – le deutérium et le gaz tritium – sont injectés dans la gigantesque chambre de Tokamak d'Iter.
Étape 2. Le système aimant pulsé envoie un courant électrique pour ioniser l'hydrogène gazeux, créant un plasma, un nuage de particules chargées.
Étape 3. Les aimants créent une « cage invisible » qui limite et façonne le plasma ionisé.
Étape 4. Les systèmes de chauffage externes augmentent la température du plasma à 150 millions de degrés Celsius, dix fois plus chaud que le noyau du soleil.
Étape 5. À cette température, les noyaux atomiques des particules de plasma se combinent et fusionnent, libérant une énergie thermique massive.
Un gain d'énergie de 10 fois
En pleine opération, Iter devrait produire 500 mégawatts de puissance de fusion de seulement 50 mégawatts de puissance de chauffage d'entrée, un gain de dix fois. À ce niveau d'efficacité, la réaction de fusion se réalise largement, devenant un «plasma brûlant».
En intégrant tous les systèmes nécessaires à la fusion à une échelle industrielle, Iter sert de laboratoire de recherche massif et complexe pour ses 30 pays membres, fournissant les connaissances et les données nécessaires pour optimiser le pouvoir de fusion commercial.
Un modèle mondial
La réalisation géopolitique d'Iter est également remarquable: la collaboration soutenue des sept membres d'Iter – China, Europe, Inde, Japon, Corée, Russie et États-Unis. Des milliers de scientifiques et d'ingénieurs ont contribué des composants de centaines d'usines sur trois continents pour construire une seule machine.
Pietro Barabaschi, directeur général d'Iter, a déclaré: « Ce qui rend Iter unique, ce n'est pas seulement sa complexité technique, mais le cadre de la coopération internationale qui l'a soutenu par des paysages politiques changeants. »
« Cette réalisation prouve que lorsque l'humanité est confrontée à des défis existentiels comme le changement climatique et la sécurité énergétique, nous pouvons surmonter les différences nationales pour faire progresser les solutions. »
« Le projet ITER est l'incarnation de l'espoir. Avec Iter, nous montrons qu'un avenir énergétique durable et un chemin pacifique sont possibles. »
En 2024, Iter a atteint 100% de ses objectifs de construction. Avec la plupart des principaux composants livrés, le tokamak iter est maintenant en phase d'assemblage. En avril 2025, le premier module du secteur des navires à vide a été inséré dans la fosse Tokamak, environ 3 semaines avant la date prévue.
Étendre la collaboration au secteur privé
Les cinq dernières années ont connu une augmentation de l'investissement du secteur privé dans la R&D de l'énergie de fusion. En novembre 2023, le Conseil Iter a reconnu la valeur et l'opportunité représentées par cette tendance.
Ils ont encouragé l'organisation ITER et ses agences nationales à s'engager activement dans le secteur privé, pour transférer les connaissances accumulées d'Iter pour accélérer les progrès vers la fusion une réalité.
En 2024, Iter a lancé un projet d'engagement de fusion du secteur privé, avec plusieurs canaux pour partager les connaissances, la documentation, les données et l'expertise, ainsi que la collaboration sur la R&D. Cette initiative de transfert technologique comprend le partage d'informations sur la chaîne d'approvisionnement mondiale d'Iter, une autre façon de retourner la valeur aux gouvernements membres et à leurs entreprises.
En avril 2025, Iter a organisé un atelier public-privé pour collaborer à la meilleure innovation technologique pour résoudre les défis restants de Fusion.
Comment les membres d'Iter ont-ils contribué à cette réalisation?
En vertu de l'accord ITER, les membres contribuent à la majeure partie du coût de la construction ITER sous la forme de composants de construction et de fourniture. Cet arrangement signifie que le financement de chaque membre va principalement dans ses propres entreprises, pour fabriquer la technologie difficile d'Iter. Ce faisant, ces entreprises stimulent également l'innovation et acquièrent une expertise, créant une chaîne d'approvisionnement mondiale de fusion.
L'Europe, en tant que membre de l'hôte, contribue à 45% du coût de l'ITER Tokamak et de ses systèmes de soutien. La Chine, l'Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis contribuent chacune à 9%, mais tous les membres ont accès à 100% de la propriété intellectuelle.
Les États-Unis ont construit le solénoïde central, composé de six modules, plus une pièce de rechange.
Les États-Unis ont également livré pour iter la structure de support « exosquelette » qui permettra au solénoïde central de résister aux forces extrêmes qu'elle générera. L'exosquelette comprend plus de 9 000 pièces individuelles, fabriquées par huit fournisseurs américains.
De plus, les États-Unis ont fabriqué environ 8% du niobium-tin (NB3Sn) supraconducteurs utilisés dans les aimants de champ toroïdal d'Iter.
La Russie a livré l'aimant poloïde en forme d'anneau de 9 mètres de diamètre qui couronnera le haut du tokamak Iter.
En travaillant en étroite collaboration avec l'Europe, la Russie a également produit environ 120 tonnes de supraconducteurs de niobium-titanium (NBTI), comprenant environ 40% du total requis pour les aimants de champ poloïdal d'Iter.
De plus, la Russie a produit environ 20% du Niobium-Tin (NB3Sn) supraconducteurs pour les aimants de champ toroïdal d'Iter.
Et la Russie a fabriqué les bus géants qui fourniront de la puissance aux aimants à la tension et à l'ampérage requis, ainsi que les bouchons de port supérieurs pour les secteurs des navires à vide d'Iter.
L'Europe a fabriqué quatre des aimants de champ poloïdal en forme d'anneau sur place en France, allant de 17 à 24 mètres de diamètre.
L'Europe a travaillé en étroite collaboration avec la Russie pour fabriquer les supraconducteurs de niobium-titane (NBTI) utilisés dans les aimants PF 1 et 6.
L'Europe a également livré 10 des aimants de champ toroïdal d'Iter et a produit une partie substantielle du niobium-tin (NB3Sn) supraconducteurs utilisés dans ces aimants TF.
Et l'Europe crée cinq des neuf secteurs du navire à vide Tokamak, la chambre en forme de beignet où la fusion aura lieu.
La Chine, sous un arrangement avec l'Europe, a fabriqué un aimant de champ poloïdal de 10 mètres. Il a déjà été installé au bas de la tokamak ITER partiellement assemblée.
La Chine a également contribué les supraconducteurs de niobium-titanium (NBTI) pour les aimants PF 2, 3, 4 et 5, environ 65% du total de l'aimant PF – plus environ 8% des supraconducteurs des aimants de champ toroïdal.
De plus, la Chine contribue à 18 aimants de bobine de correction supraconductants, positionnés autour du tokamak pour affiner les réactions plasmatiques.
La Chine a livré les 31 mangeoires aimants, les grandes voies multiples qui fourniront l'électricité aux électromagets d'administration de l'ITER ainsi que l'hélium liquide pour refroidir les aimants à -269 ° C, la température nécessaire à la supraconductivité.
Le Japon a produit et envoyé aux États-Unis les 43 kilomètres de Niobium-Tin (NB3Sn) brin de supraconducteur qui a été utilisé pour créer les modules de solénoïde central.
Le Japon a également produit 8 des 18 aimants de champ toroïdal (TF), plus une pièce de rechange, ainsi que toutes les structures de boîtier pour les aimants TF.
Le Japon a également produit 25% du Niobium-Tin (NB3Sn) supraconducteurs qui sont entrés dans les aimants de champ toroïdal.
La Corée a produit l'outillage utilisé pour pré-assembler les plus grands composants d'ITER, permettant à ITER de s'adapter aux bobines de champ toroïdal et aux boucliers thermiques aux secteurs des vaisseaux à vide avec précision millimétrique.
La Corée a également fabriqué 20% du Niobium-Tin (NB3Sn) supraconducteurs pour les aimants de champ toroïdal.
De plus, la Corée a fabriqué les boucliers thermiques qui fournissent une barrière physique entre le plasma de fusion ultra-chaud et les aimants ultra-froids.
Et la Corée a livré quatre des neuf secteurs du navire à vide Tokamak.
L'Inde a fabriqué le Cryostat Iter, le thermos de 30 mètres de haut et de 30 mètres de diamètre qui abrite l'intégralité de Tokamak Iter.
L'Inde a également fourni les cryolines qui distribuent l'hélium liquide pour refroidir les aimants d'Iter.
De plus, l'Inde a été responsable de la livraison du système d'eau de refroidissement d'Iter, du blindage dans le mur du Tokamak et de plusieurs parties des systèmes de chauffage plasma externe.
Au total, les systèmes d'aimants d'Iter comprendront 10 000 tonnes d'aimants supraconducteurs, avec une énergie magnétique stockée combinée de 51 gigajoules. La matière première pour fabriquer ces aimants comprenait plus de 100 000 kilomètres de brin supraconducteur, fabriqués dans neuf usines dans six pays.
Spécifications techniques pour chaque système d'aimant ITER
Solénoïde central (aimant cylindrique)
Hauteur: 18 mètres (59 pieds)
Diamètre: 4,25 mètres (14 pieds)
Poids: ~ 1 000 tonnes
Fonction du champ magnétique: 13 Tesla (280 000 fois plus fort que le champ magnétique de la Terre)
Énergie magnétique stockée: 6,4 gigajoules
Initiera et maintiendra un courant de plasma de 15 mA pour 300 à 500 secondes d'impulsions
Fabriqué aux États-Unis
Matériel: Niobium-Tin (NB3Sn) brin supraconducteur produit au Japon
Refroidissement: opéré à 4,5 Kelvin (-269 ° C) en utilisant la cryogénique de l'hélium liquide pour maintenir la supraconductivité
Structure (exosquelette): construite pour résister à 100 MN (Meganewtons) de force – équivalent à deux fois la poussée d'un lancement de la navette spatiale.
Aimants de champ poloïdal (aimants en forme d'anneau)
Diamètres: variable de plage de 9 mètres (PF1) à 10 mètres (PF6) à 17 mètres (PF2, PF5) à 25 mètres (PF3, PF4)
Poids: de 160 à 400 tonnes
Fabriqué en Russie, en Europe (France) et en Chine
Matériel: Niobium-Titanium (NBTI) Stronage supraconducteur produit en Europe, en Chine et en Russie
Refroidissement: opéré à 4,5 Kelvin (-269 ° C) en utilisant la cryogénique de l'hélium liquide pour maintenir la supraconductivité
Bobines de champ toroïdal (aimants en forme de D, achevés fin 2023)
Chaque bobine: 17 mètres de haut × 9 mètres de large
Poids: ~ 360 tonnes chacun
Fabriqué en Europe (Italie) et au Japon
Matériel: Niobium-Tin (NB3Sn) brin supraconducteur produit en Europe, en Corée, en Russie et aux États-Unis
Refroidissement: opéré à 4,5 Kelvin (-269 ° C) en utilisant l'hélium liquide pour maintenir la supraconductivité
Bobines de correction et mangeoires aimant
Coils de correction: fabriqués par la Chine; Critique pour les ajustements de stabilité du plasma fin.
Animaux: livrer des signaux de cryogénie, de puissance électrique et d'instrumentation aux aimants; Également produit par la Chine.
https://issues.fr/iter-complete-le-systeme-daimant-pulse-le-plus-grand-et-le-plus-puissant-au-monde/
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