Dans la plupart des tokamaks, et dans West en particulier, le plasma est chauffé par des ondes radiofréquence entre 30 et 60 MHz rayonnées par des antennes dites à résonance cyclotronique ionique (ICRH, Ion Cyclotron Resonance Heating). Ces antennes présentent l'avantage d'être suffisamment compactes pour pouvoir être introduites à proximité du plasma de fusion à travers un queusot (fenêtre dans l'enceinte à vide). Or, les tokamaks du futur demanderont une puissance radiofréquence supérieure à distribuer avec les mêmes contraintes d'encombrement et l'extrapolation de ces antennes à de plus fortes densités de puissance semble aujourd'hui aux limites du savoir-faire.

C'est pourquoi les chercheurs s'intéressent à une autre famille d'antennes. Les antennes dites à ondes progressives (Travelling Waves Arrays) permettraient de relâcher la contrainte d'encombrement en se déployant à l'intérieur de la chambre à vide, au lieu d'occuper un queusot. Cette distribution des antennes permet de réduire la densité de puissance d'émission pour une même puissance couplée au plasma, et donc les champs électriques nécessaires. Les risques d'arc électrique diminuent et la fiabilité des antennes s'accroît ! De plus, cette géométrie serait a priori plus favorable au couplage des ondes radiofréquence au plasma et leur émission à large bande (10 MHz) ne requiert aucun réglage (et donc aucun élément mobile) à l'intérieur de la machine.

Une maquette simplifiée d'une antenne à ondes progressives a été testée à forte puissance sur le banc de test de l'IRFM TITAN (Test Bed for Iter ICRH Antenna) :

• 2 MW pendant 3 s (puissance maximale du générateur d'ondes radiofréquence)
• 500 kW pendant 60 s.

Les mesures (RF, infrarouge, etc.) réalisées sont conformes aux modélisations : l'antenne est large bande (10 MHz), ne nécessite aucun réglage au cours de son utilisation et la tension à l'intérieur est inférieure à celles des antennes conventionnelles pour des puissances similaires. Des avantages essentiels pour des antennes de chauffage des ions dans les futures machines de fusion !

Cette maquette a été conçue dans le cadre d'un projet EUROfusion piloté par le Laboratoire de physique des plasmas de l'École royale militaire (Belgique) et fabriquée en Chine à l'Institut de physique des plasmas de l'Académie des sciences (ASIPP). Elle a ensuite été assemblée à l'IRFM et installée en mars dans la chambre à vide de TITAN, où elle a été testée.