L’IRFM accompagne le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) depuis son lancement, afin de répondre aux grands défis technologiques et scientifiques du futur réacteur. De par sa configuration particulière, notamment le refroidissement « actif » des composants, Tore Supra constitue une base unique d’expérimentation pour les concepteurs d’ITER.
L’installation du CEA de Cadarache a permis notamment de définir les grands choix d’options sur les « matériaux face au plasma » et l’extraction de puissance dans un réacteur de fusion thermonucléaire.
Avec le projet WEST, Tore Supra devient aujourd’hui une plateforme de tests pour un composant clé du futur tokamak ITER, le « divertor ».
Cette partie du tokamak, qui épouse le plancher de la chambre à vide, reçoit l’essentiel des flux de chaleur et de particules provenant du plasma. Le divertor a pour fonction d’extraire les « cendres » (hélium) produites par la réaction de fusion et d’évacuer une partie de la chaleur générée par le système. A cet endroit, les densités de puissance peuvent atteindre 20 MW/m² : rares sont les matériaux capables de résister à de telles contraintes.
Alors que la 1ère configuration du divertor d’ITER devait employer un matériau carbone, avant de passer au tungstène dans une 2nde phase, les partenaires d’ITER privilégient désormais un démarrage directement sur l’option tungstène, dans un souci de maîtrise des coûts.
Le projet WEST (pour Tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak) consiste à installer et tester un tel divertor au sein de Tore Supra, qui se transforme ainsi en banc d’essai pour ITER.
Projet WEST – Reconfiguration du tokamak Tore Supra. © CEA
Le programme WEST vise à diminuer les délais d’apprentissage sur le divertor en tungstène et à préparer les équipes à son exploitation scientifique. Une première série des composants du divertor d’ITER sera ainsi réalisée pour WEST, par les fournisseurs sélectionnés dans le cadre d’ITER, ce qui contribuera à l’optimisation des procédés de fabrication. WEST permettra aussi de tester de manière accélérée la tenue et le vieillissement de ces matériaux lors de plasmas longs.