1.2 Technologie des plasmas
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conditionnent la mise au point d’un réacteur techniquement fiable et économiquement viable. En effet, dans un réacteur tokamak en régime de combustion continue :
• l’injection/extraction de puissance à la périphérie du plasma doit s’effectuer en
respectant de sévères contraintes technologiques de tenue des matériaux aux flux
intenses de rayonnements et particules,
• la turbulence et le transport doivent être diagnostiqués et contrôlés en temps réel
et maintenus à un niveau compatible avec l’entretien de la combustion thermonucléaire,
• quelques dizaines de millions d’ampères doivent être entretenus en régime continu
afin d’assurer le confinement orbital et l’accès à des profils de courants optimaux,
• la population de particules alpha d’origine thermonucléaire et les ions suprathermiques doivent être confinés, diagnostiqués et contrôlés afin d’assurer une combustion et un pilotage efficace.
La conception d’un réacteur thermonucléaire, techniquement fiable et économiquement viable, passe donc par l’étude approfondie des processus d’interaction plasmaparoi et des mécanismes de turbulence, ainsi que par l’identification de nouveaux
procédés de diagnostic et de contrôle de la turbulence, du courant et des populations
suprathermiques à l’origine de la réactivité thermonucléaire, c’est l’achèvement de
ce vaste programme de physique, fondamentale et appliquée, qui constitue l’objectif
des différentes grandes machines et du projet ITER.
1.2.3 Propulseurs
La propulsion des engins spatiaux est un autre secteur des hautes technologies où
le potentiel des technologies plasma permet d’envisager la mise au point de systèmes originaux, présentant des performances supérieures aux systèmes existants.
Les moteurs de fusées et les propulseurs pour le positionnement des satellites sont
caractérisés par deux paramètres :
• la vitesse d’éjection des gaz ou des plasmas propulsifs,
• la poussée qui mesure la force développée par l’action propulsive des gaz ou des
plasmas.
Ces deux paramètres sont également importants pour les raisons suivantes :
• pour quitter l’attraction de la terre une fusée doit développer une forte poussée,
supérieure à son poids, et la vitesse d’éjection n’est pas critique,
• par contre, dans l’espace, loin de la terre, pour des missions d’exploration lointaines, la vitesse d’éjection doit être élevée pour minimiser la durée de la mission ;
en effet, la loi de Tsiolkovski énonce que la vitesse finale d’une fusée est proportionnelle à la vitesse d’éjection des gaz ; la vitesse d’éjection contrôle donc la
durée de la mission.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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conditionnent la mise au point d’un réacteur techniquement fiable et économiquement viable. En effet, dans un réacteur tokamak en régime de combustion continue :
• l’injection/extraction de puissance à la périphérie du plasma doit s’effectuer en
respectant de sévères contraintes technologiques de tenue des matériaux aux flux
intenses de rayonnements et particules,
• la turbulence et le transport doivent être diagnostiqués et contrôlés en temps réel
et maintenus à un niveau compatible avec l’entretien de la combustion thermonucléaire,
• quelques dizaines de millions d’ampères doivent être entretenus en régime continu
afin d’assurer le confinement orbital et l’accès à des profils de courants optimaux,
• la population de particules alpha d’origine thermonucléaire et les ions suprathermiques doivent être confinés, diagnostiqués et contrôlés afin d’assurer une combustion et un pilotage efficace.
La conception d’un réacteur thermonucléaire, techniquement fiable et économiquement viable, passe donc par l’étude approfondie des processus d’interaction plasmaparoi et des mécanismes de turbulence, ainsi que par l’identification de nouveaux
procédés de diagnostic et de contrôle de la turbulence, du courant et des populations
suprathermiques à l’origine de la réactivité thermonucléaire, c’est l’achèvement de
ce vaste programme de physique, fondamentale et appliquée, qui constitue l’objectif
des différentes grandes machines et du projet ITER.
1.2.3 Propulseurs
La propulsion des engins spatiaux est un autre secteur des hautes technologies où
le potentiel des technologies plasma permet d’envisager la mise au point de systèmes originaux, présentant des performances supérieures aux systèmes existants.
Les moteurs de fusées et les propulseurs pour le positionnement des satellites sont
caractérisés par deux paramètres :
• la vitesse d’éjection des gaz ou des plasmas propulsifs,
• la poussée qui mesure la force développée par l’action propulsive des gaz ou des
plasmas.
Ces deux paramètres sont également importants pour les raisons suivantes :
• pour quitter l’attraction de la terre une fusée doit développer une forte poussée,
supérieure à son poids, et la vitesse d’éjection n’est pas critique,
• par contre, dans l’espace, loin de la terre, pour des missions d’exploration lointaines, la vitesse d’éjection doit être élevée pour minimiser la durée de la mission ;
en effet, la loi de Tsiolkovski énonce que la vitesse finale d’une fusée est proportionnelle à la vitesse d’éjection des gaz ; la vitesse d’éjection contrôle donc la
durée de la mission.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit