Recherche sur la fusion: Tokamak Energy espère accélérer la commercialisation au moyen d’un jumeau numérique

L’entreprise privée Tokamak Energy souhaite démontrer la production nette d’électricité issue de la fusion nucléaire au moyen de son installation pilote ST-E1 au milieu des années 2030. Les expérimentations réalisées sur l’installation de fusion ST40 permettront de créer une base de connaissances et d’expériences. Le ST40 a déjà permis d’atteindre une température de plasma de 100 millions de degrés Celsius. Or à de telles températures, si le plasma n’est pas confiné de manière sûre par des champs magnétiques et maintenu à distance des parois du réacteur, le réacteur peut être endommagé. De même, les noyaux d’hélium 4 – les déchets issus de la réaction de fusion entre le mélange deutérium-tritium – doivent être extraits du plasma avec les impuretés, afin d'améliorer la performance globale. Cela se produit grâce au divertor: celui-ci se situe sur le plancher de la chambre à vide du réacteur de fusion. Les déchets présents en lisière du plasma sont déviés vers le divertor puis sont séparés du plasma.

Dorénavant, Tokamak Energy intégrera le fonctionnement du plasma dans Sophia – un jumeau numérique du ST40 – afin de retirer la plus grande utilité possible de chaque expérimentation. Fin 2023, le développement de l’entreprise a été testé pour la première fois «afin de contribuer à comprendre et à mettre au point des scénarios en vue d’une déviation performante du plasma dans le tokamak ST40 sphérique à champ d’intensité élevé». De cette manière, il est possible de garantir que le plasma reste stable et que la machine n’est pas endommagée avant de procéder aux expérimentations réelles, ce qui réduit les risques. D'après Tokamak Energy, il a pu être démontré que les prévisions avec Sophia correspondent aux mesures réelles.

«Les expérimentations réussies qui ont été testées virtuellement avec Sophia sont ensuite mises en œuvre dans le ST40 avec pour objectifs d’obtenir des résultats physiques pouvant être mesurés, vérifiés et publiés et, ainsi, d’accélérer notre productivité en matière de recherche et de développement», a déclaré Mike Porter, ingénieur en chef chef Tokamak Energy. Cette amélioration de l’efficacité constitue une avancée majeure dans la rationalisation des calendriers de Tokamak Energy et la validation des centrales dans l’objectif que la fusion commerciale puisse être réalisée dans les années 2030. Pour pouvoir obtenir un soutien dans le cadre de la mise en œuvre de cet objectif, Tokamak Energy et le Département américain de l’énergie (DOE) ont signé récemment un accord.