Présentation
Auteur(s)
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François PARLANGE : Adjoint au Chef du Service Tokamak - Exploitation et Pilotage au CEA Cadarache
-
Christian LELOUP : Ancien Chef du Service de Technologie et d’Ingénierie Fusion au CEA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Un appareil de recherches sur la fusion thermonucléaire contrôlée par confinement magnétique, tel le tokamak Tore Supra implanté dans le centre d’études du CEA de Cadarache (Bouches‐du‐Rhône), concentre un grand nombre d’équipements où l’électrotechnique et l’électronique de puissance jouent un rôle dominant et sont parfois poussées à leurs limites actuelles. On peut citer :
-
de grands aimants supraconducteurs ;
-
de grands aimants en cuivre refroidi ;
-
des alimentations à thyristors de forte puissance (320 MVA installés) ;
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des sources hyperfréquence de plusieurs mégawatts ;
-
des injecteurs d’atomes accélérés de plusieurs mégawatts ;
-
des systèmes de cryogénie, d’extraction de chaleur, de pompage ultravide ;
etc.
Les composants développés pour ces applications sont nombreux et souvent originaux : supraconducteur pour champ magnétique variable, coupe‐circuit statique à fort pouvoir de coupure pour courant continu (0,7 GVA), tétrodes 2 MW, klystrons 500 kW, gyrotrons 500 kW, pompe électromécanique fonctionnant à très basse température (3 K), etc. Tore Supra est un bon exemple de la diversité des applications de l’électricité et un témoignage de la progression constante des techniques maîtrisées par les électriciens.
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2. Tokamak Tore Supra
2.1 Objectifs et spécificités
Tore Supra est l’un des cinq grands tokamaks en service aujourd’hui dans le monde. Ses caractéristiques sont données dans le tableau 1. Son objectif principal est l’expérimentation des impulsions de longue durée. C’est le premier tokamak de grande taille dont le champ toroïdal continu est créé par un bobinage supraconducteur ; de plus, il expérimente des moyens de générer du courant dans le plasma en accélérant des électrons par des ondes électromagnétiques, qui prennent ainsi le relais des bobines inductrices. Ces deux particularités permettent à Tore Supra de s’affranchir, au moins en partie, de la limitation de la durée des impulsions par l’échauffement de bobines en cuivre. Des impulsions de 2 min ont ainsi été réalisées en 1996. Cela permet en particulier d’aborder les problèmes d’interaction entre le plasma et les composants situés à proximité immédiate (première paroi), avec les densités de puissance qui seront celles d’un réacteur, et cela, en régime presque stationnaire.
HAUT DE PAGE2.2 Composants internes
L’énergie perdue par le plasma, par rayonnement et par conduction, est interceptée par une première paroi dans laquelle circule de l’eau pressurisée à 230 oC. Des limiteurs localisés peuvent, aussi, être utilisés pour définir la frontière du plasma. Les parties les plus exposées sont recouvertes de tuiles réfractaires de carbone. Derrière cette première paroi, on trouve la chambre à vide, puis un écran maintenu à 80 K pour protéger les bobines de champ toroïdal refroidies à 1,7 K. L’ensemble est enfermé dans un cryostat (figure 2).
HAUT DE PAGE2.3 Système de champ poloïdal
Le système de champ poloïdal a un rôle multiple :
-
induire le courant l p dans le plasma (figure 3) ;
-
maintenir le tore de plasma dans la...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REBUT (P.H.), GAMBIER (D.) - La fusion nucléaire contrôlée. - La Recherche, no 242, p. 436-444, 6 fig., avr. 1992.
-
(2) - Différents auteurs - La fusion thermonucléaire contrôlée. - Revue Générale Nucléaire, no spécial, p. 19 à 100, 19 articles, janv./fév. 1991.
-
(3) - TURCK (B.) - La fusion thermonucléaire contrôlée et les aimants supraconducteurs. - Revue Générale du Froid, p. 33-38, 9 fig., nov. 1995.
-
(4) - BAREYT (B.), BEUZIT (H.) et al - The Tore Supra poloidal field system power supplies (Les alimentations de puissance du système de champ poloïdal de Tore Supra). - Compte rendus du 14e SOFT, vol. 1, p. 875-882, Pergamon Press (1986).
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