Grande-Bretagne: Tokamak Energy construit le tout premier système magnétique SHT pour réacteur de fusion

La fusion nucléaire pourrait un jour fournir une énergie propre quasiment inépuisable. Si les réacteurs de fusion en sont encore au stade expérimental, des établissements de recherche publics ainsi que de nombreuses sociétés privées comme Tokamak Energy travaillent déjà dans le domaine de la recherche sur la fusion et développent les composants requis pour une réaction de fusion nucléaire contrôlée. Cette dernière nécessite par exemple des champs magnétiques puissants capables de confiner et de contrôler, au sein d’un réacteur de fusion de type tokamak, le plasma constitué d’un gaz de particules chargées. Ce plasma est en effet nettement plus chaud que le soleil et ne doit pas entrer en contact avec les parois du réacteur. En 2022, Tokamak Energy avait atteint dans son tokamak sphérique ST40 une température de plasma de 100 millions de degrés Celsius et annoncé vouloir équiper son réacteur d’aimants SHT.

Le 6 février 2023, Tokamak Energy a révélé avoir construit le premier système d’aimants SHT au monde pour les réacteurs de fusion. L’entreprise entend les utiliser dans son installation test Demo4: un tokamak sphérique qui générera un champ magnétique de plus de 18 teslas – près d’un million de fois plus puissant que le champ magnétique terrestre. L’installation est composée de 44 bobines magnétiques «fabriquées à partir de 38 kilomètres de ruban SHT innovant, qui conduit le courant sans résistance électrique et requiert une puissance de refroidissement cinq fois moindre que les matériaux supraconducteurs traditionnels», précise l’entreprise.

Des économies d’énergie et de coûts grâce aux aimants SHT
Selon les données fournies par Tokamak Energy, les aimants SHT sont généralement fabriqués à partir de rubans de 12 mm de largeur et de moins de 0,1 mm d’épaisseur, composés de métaux conducteurs résistants avec un revêtement intérieur en matériaux supraconducteurs appelés REBCO (oxydes mixtes de baryum, de cuivre et de terre rare). Enroulés en bobines, ces rubans créent des champs magnétiques beaucoup plus élevés, tout en occupant moins d’espace que les aimants supraconducteurs traditionnels. Si la température de ‑253 °C à laquelle fonctionneront les aimants SHT dans l’installation test Demo4 est extrêmement basse, Tokamak Energy souligne qu’elle reste supérieure aux ‑269 °C requis par les aimants supraconducteurs habituels, ce qui permettra de réaliser des économies d’énergie et de coûts considérables.

La centrale de fusion devrait fournir de l’électricité dès le début des années 2030
L’assemblage complet au siège de Tokamak Energy, situé à Milton Park, non loin d’Oxford, sera achevé cette année et des tests seront effectués jusqu’en 2024. L’entreprise explique que ces derniers devraient renseigner sur la conception et les scénarios d’exploitation du prototype avancé ST80-HTS et de la centrale de fusion ST-E1 qui en découlera, une installation pilote qui sera en mesure de fournir de l’électricité au réseau dès le début des années 2030. Par ailleurs, il sera en capacité de produire jusqu’à 200MW d’énergie électrique nette.