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Assemblage du tokamak

Sous la machine, un soutien de plus

5 juin 2023
Sous la dalle de béton sur laquelle repose le Complexe tokamak se trouve un vaste espace mal éclairé ponctué de 493 gros piliers. Ces piliers sont coiffés de plots parasismiques dont l'élasticité permettra d'amortir les accélérations horizontales de forte intensité et de garantir l'intégrité du bâtiment en cas de séisme. 90 de ces piliers sont disposés en cercle sous la « couronne » du tokamak et l'enceinte de protection biologique afin de supporter les 23 000 tonnes de la machine et d'absorber le gros des forces horizontales et rotationnelles durant l'exploitation. Un seul pilier sera nécessaire sous le solénoïde central, au niveau du centre de la machine. Cependant, de par la configuration des outils d'assemblage, ce point central est soumis à des pressions plus importantes au cours de la période d'assemblage de la machine, si bien qu'il nécessite un soutien supplémentaire. Un système d'étayage temporaire a déjà été mis en place.
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Positionnés à des emplacements précis sous la colonne centrale, au-dessous de la dalle du radier, 16 éléments d'étayage massifs viennent encercler le pilier central. Ce dispositif passif restera en place jusqu'à la fin des opérations d'assemblage du tokamak.
Ancrée dans l'enceinte de protection biologique par des murs de contrebutement disposées en rayon tous les 20 degrés, la « couronne » de béton située sous la machine supportera la masse conjuguée de la chambre à vide, des aimants et du cryostat (soit 23 000 tonnes au total) et transférera les charges vers l'extérieur, en direction de la structure particulièrement épaisse et résistante de l'enceinte de protection biologique.

Mais la répartition des masses est assez différente pendant la phase d'assemblage. En effet, au poids des composants installés vient s'ajouter celui de deux outils d'assemblage provisoires : la colonne centrale, ancrée dans la dalle en béton du Bâtiment tokamak, et les poutres radiales qui soutiennent chaque secteur de la chambre à vide en prennent appui entre la colonne centrale et les parois de l'enceinte de protection biologique. Pour compenser la pression exercée par la colonne centrale sur le pilier parasismique central, un système d'étayage provisoire a été installé au centre du dispositif antisimique en décembre 2021. Ce dispositif passif restera en place jusqu'à la fin des activités d'assemblage du tokamak.

Positionnés à des emplacements précis sous la colonne centrale, au-dessous de la dalle du radier, 16 éléments d'étayage massifs viennent encercler le pilier central. Chacun de ces éléments est doté d'un puissant vérin hydraulique monté sur un siège métallique et équipé d'une tête rotative et de patins coulissants. « En cas de phénomène sismique pendant la phase d'assemblage, il est essentiel que le système d'étayage n'interfère pas avec le comportement du bâtiment, explique Armand Gjoklaj, ingénieur nucléaire au sein du groupe « Buildings & Civil Works » d'ITER. La tête rotative des vérins et les plaques en téflon des patins coulissants horizontaux confèrent une certaine mobilité au bâtiment. »

Under_B2_slab_0a.jpg
Le système d'étayage provisoire a été installé au centre d'un vaste espace sous le radier du Complexe tokamak. Coiffés de plots parasismiques élastiques, les 493 piliers parasismiques sont conçus pour amortir les accélérations horizontales brutales de forte intensité et garantir l'intégrité du bâtiment en cas de séisme.
À ce jour, un seul module de secteur a été installé au-dessus de la colonne centrale, si bien que la charge transférée au système d'étayage provisoire est de l'ordre de 350 tonnes, bien en deçà de sa capacité nominale de 8 000 tonnes (la charge verticale exercée par la colonne centrale en cas d'épisode sismique est estimée à 5600 tonnes). La capacité du système a aussi été définie de manière à limiter les déplacements verticaux relatifs du plot parasismique central (de l'ordre de un millimètre), qui sont surveillés en temps réel par un ensemble de capteurs et de cellules piézoélectriques.

La charge transférée au système d'étayage augmentera au fur et à mesure de l'installation des autres modules et éléments dans le puits d'assemblage du tokamak. Une fois l'installation terminée, la colonne centrale et les poutres radiales seront démontées. Le soutènement de la machine sera alors assuré par la couronne et les parois de l'enceinte de protection biologique.

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