fr.wedoany.com Rapport : UK Fusion Energy Ltd a dévoilé, via deux demandes de brevet européennes, la conception modulaire centrale de son projet de production d'énergie par tokamak sphérique (STEP), visant à résoudre les problèmes de maintenance à long terme des réacteurs à fusion.
Ces deux documents de brevet (numéros de demande EP4742271A1 et EP4742272A1) décrivent en détail une méthode de fabrication et de réparation de la chambre à vide. La chambre à vide, enceinte étanche où se produit la fusion du plasma, est le composant central du réacteur à fusion.
Les réacteurs à fusion traditionnels utilisent souvent une grande enceinte soudée monobloc pour supporter les charges thermiques et électromagnétiques en fonctionnement. Cependant, cette structure robuste entraîne un goulot d'étranglement majeur en matière de maintenance : lorsque les composants internes sont endommagés, l'ensemble du réacteur nécessite un arrêt prolongé, et les techniciens doivent découper l'épaisse couche de blindage pour effectuer les réparations. L'équipe STEP a indiqué que, bien que ces conceptions soient efficaces, la maintenance et le remplacement des composants sont considérablement difficiles.
La nouvelle conception proposée remplace l'unité soudée unique par des composants annulaires indépendants empilés verticalement. Dans ce schéma, le tokamak est divisé en segments modulaires superposés, chaque module combinant la chambre à vide avec les systèmes internes associés, pouvant être assemblé, démonté et entretenu individuellement. Si un composant tombe en panne ou se dégrade en raison des radiations, les opérateurs peuvent soulever un segment spécifique de la pile pour le réparer de manière isolée, sans affecter le reste du réacteur, et un module de rechange peut être immédiatement remplacé. Cette disposition vise à réduire le nombre de connexions à établir et à déconnecter lors de la maintenance, et à améliorer l'accès aux systèmes internes.
Cependant, diviser le cœur du réacteur à fusion en composants indépendants introduit un risque majeur : la baisse du vide au niveau des joints. La fusion nécessite des conditions proches du vide absolu pour empêcher les impuretés de refroidir le plasma. En raison de la déformation et de la dilatation des grandes structures en acier sous l'effet de la chaleur intense et des forces magnétiques, il était auparavant irréaliste de maintenir une étanchéité parfaite entre des anneaux non connectés. Le deuxième brevet utilise un dispositif d'étanchéité fluidique adaptatif, conçu pour être installé entre les anneaux métalliques, afin de remédier à cette faiblesse structurelle. Ce système combine flexibilité structurelle et maintien rigide du vide, permettant aux segments modulaires de se dilater et de se contracter en fonctionnement tout en empêchant les fuites d'air vers le cœur.
Claire Goodier, responsable de la propriété intellectuelle chez UK Fusion Energy Ltd, a confirmé que ces demandes de brevet représentent la première vague d'innovations de STEP rendues publiques via le cadre international des brevets. Roel Verhoeven, ingénieur en chef, a ajouté que le principal obstacle à la fusion commerciale est de garantir que la centrale puisse effectivement être entretenue tout au long de sa durée de vie opérationnelle. Verhoeven a indiqué que l'architecture modulaire de la chambre à vide et les concepts d'étanchéité associés décrits dans ces demandes répondent à ces défis et soutiennent le déploiement des futures centrales à fusion.
