Le plus grand stellarator au monde, W7-X, lance une nouvelle campagne expérimentale pour viser les longues impulsions

Récemment, Wendelstein 7-X (W7-X), le dispositif de fusion stellarator le plus grand et le plus complexe au monde, exploité par l'Institut Max-Planck de physique des plasmas (Max-Planck-Institute for Plasma Physics, IPP) en Allemagne, a officiellement lancé sa nouvelle campagne expérimentale OP2.4. Cette campagne, d'une durée de trois mois, attire la participation d'une vingtaine de laboratoires européens et de plus d'une centaine de scientifiques de premier plan du monde entier, afin de faire progresser ensemble la technologie stellarator vers des impulsions plus longues et des performances plus élevées.

Il est entendu que l'expérience OP2.4 se concentrera sur trois domaines de recherche clés : les plasmas à hautes performances, les ions rapides et le transport turbulent, ainsi que l'exploitation en longues impulsions. L'équipe scientifique utilisera de nouveaux modules de chauffage par résonance cyclotronique électronique (ECRH) et un injecteur de granulés en régime stationnaire pour explorer des méthodes de contrôle précis de la puissance de chauffage et du profil du plasma ; elle tentera en parallèle de produire une proportion élevée d'ions rapides de haute énergie par chauffage à résonance cyclotronique ionique ou injection de faisceaux neutres, afin de valider les modèles physiques informatiques et d'approfondir l'étude des mécanismes de transport dominants au sein du plasma.

Contrairement aux tokamaks traditionnels, le W7-X adopte une conception de champ magnétique tridimensionnel entièrement torsadé, permettant de maintenir la stabilité du plasma sans nécessiter de fort courant inductif. En 2023, le dispositif a établi un record avec un plasma maintenu pendant 8 minutes et une production d'énergie atteignant 1,3 gigajoule, et a ensuite achevé une maintenance et une mise à niveau systématiques. Au cours de l'expérience OP2.4 de 12 semaines, l'équipe prévoit de développer deux scénarios révolutionnaires à longues impulsions : premièrement, atteindre un flux énergétique de 6 gigajoules avec une durée de décharge supérieure à 500 secondes ; deuxièmement, établir, en combinant l'injection de granulés en régime stationnaire et le contrôle par ensemencement au néon, un mode d'évacuation radiative à hautes performances et de fonctionnement stationnaire du plasma d'une durée allant jusqu'à 2 minutes.

Afin de garantir le bon déroulement des expériences, l'équipe du W7-X adopte un mode « équipe unifiée », réalisant 60 à 100 tirs de décharge par jour d'expérience et s'appuyant sur des dizaines de systèmes de diagnostic avancés pour acquérir des données en temps réel et corriger les modèles physiques. Les données mesurées et les découvertes scientifiques accumulées lors de cette campagne jetteront non seulement des bases solides pour l'expérience de validation OP2.5 prévue en 2027 et pour la conception des réacteurs stellarator commerciaux de nouvelle génération, mais bénéficieront également directement au processus de commercialisation de Proxima Fusion, start-up issue de l'IPP.