Bobines de correction
La première (sur 18) est en place
25 oct 2021
Dans tous les tokamaks, y compris ITER, les petits défauts de géométrie ou de positionnement des aimants provoquent des perturbations du champ magnétique qui peuvent affecter la stabilité et le confinement du plasma. Les bobines de correction, 18 petits aimants supraconducteurs insérés entre les principaux systèmes de champ toroïdal et poloïdal, sont chargées de corriger ces « anomalies du champ magnétique ». La première de ces bobines a été mise en place le 21 octobre.
Mise en place d'une bobine de correction inférieure, d'un poids de 4 tonnes, dans la fosse du tokamak le 21 octobre 2021. Cinq autres bobines viendront la rejoindre au fond de la machine.
Malgré l'extrême précision du processus de fabrication et d'assemblage du système magnétique d'ITER, la moindre variation par rapport aux valeurs nominales, qu'elle se situe au niveau des aimants ou des joints, des câbles ou des jeux de barres électriques du système, perturbe la cage magnétique qui assure le confinement du plasma et lui confère sa forme.
Dix-huit bobines de correction, dont six bobines supérieures, six bobines latérales et six bobines inférieures, agiront par paires pour corriger ou atténuer les anomalies de champ les plus problématiques. L'agence domestique chinoise et son prestataire ASIPP (l'Institut de physique des plasmas de l'académie des sciences de Chine) sont chargés de fournir ces bobines, qui ont été conçues par ITER Organization. Les deux premières bobines de correction inférieures sont arrivées sur le site d'ITER au mois de décembre 2020. Depuis, quatre autres bobines inférieures ont également été livrées.
Chaque bobine est soumise à des procédures de réception sur site, qui incluent notamment des contrôles électriques, des relevés dimensionnels, des essais d'étanchéité et des contrôles de soudures. Les essais des bobines inférieures BCC/4 et BCC/5 ont été achevés ce mois-ci.
Dix-huit bobines de correction, dont six bobines supérieures, six bobines latérales et six bobines inférieures, agiront par paires pour corriger ou atténuer les anomalies de champ les plus problématiques. L'agence domestique chinoise et son prestataire ASIPP (l'Institut de physique des plasmas de l'académie des sciences de Chine) sont chargés de fournir ces bobines, qui ont été conçues par ITER Organization. Les deux premières bobines de correction inférieures sont arrivées sur le site d'ITER au mois de décembre 2020. Depuis, quatre autres bobines inférieures ont également été livrées.
Chaque bobine est soumise à des procédures de réception sur site, qui incluent notamment des contrôles électriques, des relevés dimensionnels, des essais d'étanchéité et des contrôles de soudures. Les essais des bobines inférieures BCC/4 et BCC/5 ont été achevés ce mois-ci.
La planéité doit être maintenue pendant toute l'opération de levage, avec une tolérance d'erreur maximale de 3 mm. La grosse structure sur le côté de la bobine est un « boîtier de raccordement » qui abrite tuyauteries et coupe-circuits.
Parallèlement aux essais de réception, l'équipe doit préparer l'espace très exigu de la fosse du tokamak pour l'installation de chaque bobine.
« Nous connaissons l'emplacement final des deux premières bobines de champ poloïdal dans la fosse. Nous avons donc travaillé à partir de ces informations pour préparer les supports provisoires et planifier l'opération de levage, explique Josep Pallisa, ingénieur en charge de l'assemblage au sein du département Aimants. Le fond de la fosse du tokamak étant déjà très encombré, les bobines de correction inférieures et leurs supports doivent s'insérer dans un espace restreint entre la bobine de champ poloïdal n°6, la bobine de champ poloïdal n°5, les systèmes d'alimentation des aimants inférieurs et les plateformes d'installation. »
Le levage de la bobine de correction BCC/4, le jeudi 21 octobre, s'est déroulé comme prévu. La deuxième bobine, la BCC/5, sera mise en place dans la fosse le 26 octobre et deux autres paires de bobines de correction inférieures les rejoindront dans les mois qui viennent. Dans la configuration finale de la machine, les bobines de correction seront fixées sur la superstructure des bobines de champ toroïdal.
La bobine BCC/4 descend lentement vers ses supports temporaires grâce à la préparation minutieuse des opérations par métrologie et rétro-ingénierie et à la précision du positionnement. Dans la configuration définitive de la machine, les bobines de correction seront fixées sur la superstructure des bobines de champ toroïdal.
La mise en contact de la bobine avec ses supports est la partie la plus délicate de l'opération de levage. L'espace entre la bobine de champ poloïdal n°5, la bobine de champ poloïdal n°6, les systèmes d'alimentation des aimants inférieurs et les plateformes n'excède pas 25 mm pour la BCC/4 et 15 mm pour la BCC/5.
Les bobines de correction présentent une forme atypique car elles doivent s'insérer dans l'espace situé entre les bobines de champ poloïdal et toroïdal. Les bobines situées au fond et au sommet de la machine sont des rectangles incurvés vers l'intérieur pour épouser la forme torique de la chambre à vide.
L'opération de levage débute le 21 octobre à 10h30. La grue soulève une charge totale de 5,3 tonnes, accessoires de levage compris.
Chaque bobine de correction est équipée d'un gros boîtier de raccordement contenant des tuyauteries et des coupe-circuit. La bobine BCC/4 a été installée dans la fosse le 21 octobre, la bobine BCC/5 suivra le 26 octobre.
Le contrôle d'équilibrage de la charge est une étape importante avant le démarrage de l'opération de levage. Des palans à chaîne ont été installés pour que le centre de gravité de la charge soit parfaitement aligné avec le crochet de la grue.
Les entreprises chargées du contrat n°1 (TAC1) s'affairent pour réaliser les derniers préparatifs avant l'opération de levage. Dans la machine ITER, 18 de ces (relativement) petites bobines corrigeront ou réduiront les anomalies du champ magnétique dues aux petits défauts de géométrie ou de positionnement des gros aimants.