Nouveau matériau destiné aux centrales de fusion

Le tungstène est le métal possédant le point de fusion le plus élevé, et est de fait particulièrement approprié pour une utilisation dans les parties fortement sollicitées de la cuve qui entoure le plasma chaud. Il présente cependant l’inconvénient d’être très fragile et de se casser ou de s’endommager sous l’effet de contraintes de traction. Les chercheurs de l’IPP ont donc cherché des structures capables de disperser une contrainte locale. Ils ont conçu un matériau inédit: une masse primaire à base de tungstène renforcée par des fibres longues revêtues, composées d’un filament de tungstène de l’épaisseur d’un cheveu. Les espaces entre les filaments ont été remplis avec du tungstène par le biais d’un processus développé sur place. Le résultat a comblé toutes les attentes: dès les premiers essais, la résistance à la rupture du nouveau composite a été triplée par rapport au tungstène non renforcé avec des fibres.

Le fait que les fibres soient capables de surmonter une fissure dans la masse primaire et de dissiper l’énergie apparue localement dans tout le matériau a été décisif. En outre, l’interface entre la fibre et la masse primaire de tungstène doit être à la fois suffisamment faible pour céder en cas de formation de fissure, et suffisamment forte pour pouvoir transmettre la force entre la fibre et la masse primaire. Des essais de flexion ont permis d’observer le phénomène directement par le biais d’une microtomographie aux rayons X. Le principe de fonctionnement du composite a ainsi été avéré. Il s’agit désormais d’optimiser le procédé afin d’envisager une production en grande quantité. Outre dans la recherche sur la fusion, le tout nouveau matériau pourrait également être utilisé dans divers autres domaines.