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Le réacteur de fusion nucléaire ITER ne doit pas être compromis par les tremblements de terre: c’est la technologie qui répond à ce défi critique

La construction d’ITER (Réacteur expérimental thermonucléaire international) continue son cours d’un pas ferme. Le réacteur thermonucléaire expérimental qu’un consortium international mené par l’Union européenne est en train de construire dans la ville française de Cadarache progresse selon la dernière mise à jour de l’itinéraire prévue par EUROfusion, qui est l’organisation européenne qui supervise et coordonne le projet.

À la mi-2020, l’une des phases les plus importantes de la construction d’ITER a commencé: l’assemblage du réacteur de fusion nucléaire. Si tout se déroule comme prévu, l’assemblage du réacteur sera achevé d’ici la fin de 2025, et peu après viendra l’une des phases les plus passionnantes et critiques du projet: les premiers tests avec plasma, qui devrait commencer au plus tard en 2026.

L’assemblage du réacteur de fusion nucléaire a commencé à la mi-2020, et les premiers essais avec plasma arriveront au plus tard en 2026

Périodiquement, l’organisation responsable de la construction d’ITER met à jour le statut du projet pour faire savoir s’il continue d’avancer selon l’itinéraire qu’elle a prévu, et cette semaine, elle a publié un article très intéressant qui contient des détails sur la technologie qui devrait permettre au bâtiment qui abrite le réacteur résister aux contraintes mécaniques provoquées par un tremblement de terre majeur.

L’ingénierie appliquée à ITER pour garantir que l’intégrité du bâtiment contenant le réacteur à fusion et celle du réacteur lui-même ne sont pas compromises est similaire à celle mise en œuvre dans d’autres bâtiments critiques, tels que, par exemple, les bâtiments de confinement. centrales électriques. Même ainsi, il soulève des solutions technologiques très intéressantes dans lequel il vaut la peine d’enquêter.

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De l’analyse par éléments finis aux plateformes antisismiques

L’un des défis auxquels sont confrontés les techniciens impliqués dans la construction d’ITER est de s’assurer que les contraintes mécaniques déclenchées par un séisme ne compromettra pas l’intégrité du bâtiment contenant le réacteur. Et l’un des outils qu’ils utilisent pour analyser l’impact qu’un tremblement de terre aurait sur leur structure est ANSYS.

Ce logiciel aide les ingénieurs à construire un modèle basé sur la méthode des éléments finis qui cherche à analyser quel effet l’énergie sismique aurait sur la fréquence naturelle de la structure. La méthode des éléments finis est une procédure d’analyse numérique fréquemment utilisée en ingénierie pour approcher la solution de problèmes impliquant des équations aux dérivées partielles très compliquées.

C’est l’aspect du bâtiment qui contient le réacteur de fusion nucléaire et le réacteur Tokamak lui-même, vu à travers les yeux du logiciel ANSYS, qui facilite l’analyse de la structure par la méthode des éléments finis.

Au final, le logiciel ANSYS permet aux ingénieurs d’évaluer la résistance du bâtiment contenant le réacteur aux contraintes mécaniques qu’infligerait un séisme. compte tenu de l’hétérogénéité des matériaux avec lesquels il est construit. Le fait que non seulement l’acier et le béton soient utilisés dans sa construction complique grandement cette analyse, mais il est essentiel de développer un modèle qui respecte avec précision à la fois la structure du bâtiment et celle du réacteur de fusion nucléaire.

L’autre ingrédient clé de la recette anti-tremblement de terre d’ITER est plates-formes antisismiques sur lequel repose le bâtiment de 300 000 tonnes contenant le réacteur. L’ensemble de la structure repose sur 493 plates-formes de 18 centimètres d’épaisseur qui ont une structure en forme de sandwich qui combine des couches alternées d’acier et de caoutchouc. Ces bases sont très rigides dans la dimension verticale, mais en même temps flexibles dans la dimension horizontale.

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Piliers antisismiques

Sur cette photographie, on peut voir les exploitants de la société française NTS (Nuvia Travaux Spéciaux) placer l’une des plates-formes antisismiques sur lesquelles réside le bâtiment qui contient le réacteur de fusion nucléaire. Ils ont préalablement vérifié l’intégrité structurelle du pilier sur lequel il est logé.

Cela signifie qu’ils ne subissent pas de déformation due à la contrainte verticale produite par le séisme, mais ils sont capables de se déformer et d’absorber une bonne partie de l’énergie qui se propage dans la dimension horizontale à travers la structure. De cette manière, toute l’énergie absorbée par les plates-formes antisismiques ne sera pas absorbée par le bâtiment et le réacteur, préservant ainsi plus efficacement son intégrité structurelle.

Cette déclaration de Tyge Schiøler, qui est en dernier ressort responsable du développement des solutions antisismiques d’ITER, décrit le rôle essentiel que ces plates-formes ont avec une structure sandwich: «En cas de séisme horizontal, la majeure partie de la déformation sera absorbée par les plates-formes antisismiques. Le bâtiment au-dessus d’eux se comportera comme un bloc rigide. Intéressant, non?

Images | ITER

Plus d’informations | ITER

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