Exploiter la puissance de l’énergie de fusion

Recréer la réaction de fusion qui se produit dans le noyau du Soleil ici sur Terre ; C'est la mission que les scientifiques et les ingénieurs ont entrepris avec ITER, l'un des projets d'ingénierie les plus ambitieux de l'histoire de l'humanité.

ITER, qui signifie International Thermonuclear Experimental Reactor, implique la collaboration de 35 nations et consiste à fabriquer et à exploiter un dispositif de fusion expérimental massif appelé tokamak. Construit avec un million de composants et dix millions de pièces et conçu pour exploiter l'énergie de fusion, ITER sera le plus grand tokamak au monde jamais construit, avec un rayon de plasma de 6,2 m et une enceinte à vide de 840 m³ capable de résister à des températures atteignant 150 millions de degrés Celsius, rien de moins.

L'objectif d'ITER est de démontrer la faisabilité et la rentabilité de la fusion nucléaire en tant que source d'énergie sans carbone à grande échelle. À cette fin, le tokamak du projet ITER est conçu pour générer 500 MW d'énergie de fusion à partir de 50 MW de puissance de chauffage d'entrée, atteignant un retour sur puissance dix fois supérieur (Q=10).

L'entreprise cantabrique Equipos Nucleares, SA (ENSA) a été chargée de concevoir et de construire les composants de la cuve à vide toroïdale du tokamak. Le projet sera hébergé dans trente-neuf bâtiments et locaux techniques en construction sur un site de 180 hectares à Cadarache, dans le sud de la France. Le cœur de l'installation, le bâtiment Tokamak, est une impressionnante structure de sept étages en béton armé. À mesure que la structure des bâtiments est achevée, les équipements peuvent être installés et assemblés.

Sans aucun doute, le contrôle des dimensions d'un tokamak de 23 000 tonnes et de 28 m de diamètre pendant le processus d'assemblage nécessite obligatoirement un équipement de mesure tridimensionnel très précis pour garantir que les tolérances exactes de fonctionnement de la machine sont respectées.

C’est là que l’apport d’AsorCAD prend toute sa valeur.

Le bon partenaire pour des dimensions exactes

Au cours des 25 dernières années, la société d'ingénierie espagnole AsorCAD est connue pour sa forte spécialisation dans la technologie 3D. C'est pourquoi l'ENSA a demandé à AsorCAD de prendre en charge les travaux de numérisation 3D, de rétro-ingénierie et de métrologie pour la construction du réacteur à fusion nucléaire du projet ITER.

Depuis début 2015, l'ENSA bénéficie de l'expertise d'AsorCAD. Ensemble, ils ont pu scanner les bords latéraux des neuf secteurs de la chambre à plasma du tokamak, également appelée tore. Il s'agissait d'une tâche essentielle car, chaque secteur étant fabriqué séparément, il fallait concevoir des pièces de jonction pour relier les différentes sections et garantir qu'elles s'assemblent parfaitement une fois assemblées.

Mesures 3D précises pour un ajustement parfait

Pour assurer un ajustement parfait des différentes sections du tore, AsorCAD a utilisé le scanner 3D Creaform MetraSCAN pour les composants toroïdaux et le système de photogrammétrie 3D MaxSHOT pour les pièces à grande échelle. Ensuite, certaines mesures ont été vérifiées avec la MMT HandyPROBE, également fabriquée par Creaform.

Parce qu'ils sont exempts de toute exigence de configuration rigide, cet équipement de mesure 3D est portable et très fiable pour le travail sur site. Leur précision de mesure est insensible aux instabilités de l’environnement, ce qui signifie qu’ils ne sont pas affectés par les mouvements, les vibrations ou les changements de température ou de conditions d’éclairage. Ces qualités ont permis à AsorCAD d'effectuer des numérisations et des mesures 3D très précises dans les installations de l'ENSA sans avoir besoin de transporter d'énormes équipements.

Une fois les scans 3D des bords latéraux de chaque secteur de tore capturés avec précision, AsorCAD a utilisé le logiciel Geomagic Design X pour créer les modèles CAO correspondants.

Ensuite, par rétro-ingénierie, l’ENSA a pu concevoir des éléments de liaison aux dimensions exactes pour relier les différentes sections existantes. AsorCAD a de nouveau utilisé le scanner 3D MetraSCAN pour numériser toutes ces pièces d'assemblage fabriquées en vue d'une inspection et d'une approbation finales.

En route vers une énergie décarbonée