Fusion nucléaire: record mondial de courant dans des bobines supraconductrices

Des courants électriques jusqu'à 80'000 ampères devaient circuler sans pertes. On s'est rapproché de ce seuil par étapes, puis on l'a finalement atteint. C'est la première fois dans le monde que des courants aussi élevés sont réalisés dans une bobine supraconductrice. Le courant de 80'000 ampères a démarré de manière reproductible à plusieurs reprises; la bobine a passé le test avec succès. On dispose désormais de la technologie complexe des bobines pour les projets futurs qui seront conduits en fusion nucléaire.
Le soleil et les étoiles produisent leur énergie par fusion nucléaire. Reproduire ce processus sur la terre, et pouvoir exploiter ainsi une nouvelle source d'énergie, est l'objectif de travaux de recherche coordonnés sur le plan international. La prochaine étape de développement en vue d'une future centrale à fusion est le réacteur expérimental Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor). Un projet détaillé de ce réacteur est déjà disponible. Iter doit permettre de réunir les conditions scientifiques et technologiques nécessaires pour la construction d'une première centrale. Le premier pays à avoir posé sa candidature pour le site d'Iter est le Canada; des propositions de l'Union européenne et du Japon sont également attendues.
Parallèlement aux études de projet, on a poursuivi le développement de composants technologiques importants, parmi lesquels en particulier le système magnétique supraconducteur. Les champs magnétiques de ce système confineront le plasma chaud dans lequel se déroulera la fusion d'atomes d'hydrogène en atomes d'hélium à des températures supérieures à 100 millions de °C, c'est-à-dire la fusion nucléaire. Etant donné que les bobines à conduction normale consomment trop d'énergie pour produire les champs magnétiques nécessaires (jusqu'à 13 teslas), il faut développer des bobines spéciales à partir de matériaux appelés supraconducteurs. Les matériaux supraconducteurs conduisent le courant sans perte mais seulement à des températures très basses de -269°C environ, la température de l'hélium liquide.
Le développement des câbles supraconducteurs ainsi que du modèle de bobine pour les "bobines à champ toroïdal" d'Iter, résultat d'une étroite coopération entre des laboratoires de recherche européens et l'industrie européenne, a été mené sous la houlette d'Efda (European Fusion Development Activity), un groupe de gestion institué par l'Union européenne pour le développement technologique de la fusion nucléaire. Pour tester la bobine, on a choisi et équipé en conséquence la grande unité d'essais Toska, du Centre de recherche de Karlsruhe. Toska est le plus grand équipement de son genre en Europe et le seul qui permette de réaliser de tels essais.
Le modèle de bobine a été construit par le consortium industriel européen Agan (Ansaldo, Alstom, Noell, Accel) et a été livré au Centre de recherche au début de 2001. Après de vastes travaux d'installation et de préparation, le processus de refroidissement de la bobine, qui pèse 60 tonnes, a commencé début juillet. Le courant nominal de 80'000 ampères a pu être atteint en plusieurs étapes. Celle-ci est un pas décisif qui démontre la disponibilité de la technologie magnétique pour Iter. Les expériences avec le modèle de bobine se poursuivront à Toska par de multiples analyses de détail.