Comment la numérisation 3D a fait de l’ingénierie énergétique ambitieuse une réalité

La fusion, le processus qui alimente toutes les étoiles de l'univers, détient la clé pour résoudre la crise énergétique croissante de la Terre.

La quête de la fusion est devenue l’une des initiatives technologiques les plus importantes de notre époque. Il promet de générer de grandes quantités d’énergie sans carbone, répondant ainsi aux défis énergétiques croissants auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui.

Toutefois, parvenir à la fusion constitue un énorme défi. Cela se produit naturellement au cœur d’étoiles comme le Soleil, ce qui oblige les scientifiques à recréer ces conditions extrêmes ici sur Terre. Les forces, pressions et températures nécessaires pour rapprocher les atomes sont ahurissantes.

Pour répondre à cette grande ambition, le Projet international de réacteur thermonucléaire expérimental (ITER) a été créé en 1985. Cette initiative mondiale a rassemblé 35 pays pour prouver la faisabilité de la fusion en tant que source d'énergie à grande échelle et sans carbone.

Aujourd’hui, nous sommes sur le point de récolter les fruits de cette remarquable initiative.

La réalisation des objectifs d'ITER repose largement sur l'expertise et les conseils fournis par des technologies avancées, telles que la numérisation 3D, avec Geomagic Design X à l'avant-garde.

Dans cet article, nous approfondissons l'importance de la fusion nucléaire et le rôle essentiel que joue la numérisation 3D dans le développement de ce projet.

Au cœur des étoiles, dont le Soleil, des réactions de fusion nucléaire se produisent des milliards de fois par seconde. Ces réactions génèrent une immense quantité d’énergie, capable d’alimenter la Terre plusieurs fois.

Exploiter la fusion nucléaire ici sur Terre offre plusieurs avantages. Premièrement, il fournit un approvisionnement énergétique presque illimité, sans émissions de carbone et avec un minimum de déchets nucléaires. En revanche, les centrales électriques traditionnelles dépendent de combustibles fossiles, de la fission nucléaire ou de sources renouvelables comme le vent et l’eau. La fission nucléaire produit des déchets radioactifs qui posent des problèmes de stockage à long terme, s'étendant parfois sur des centaines d'années. En revanche, la fusion nucléaire produit moins de déchets radioactifs qui se désintègrent plus rapidement et élimine le besoin de combustibles fossiles.

Cependant, réaliser la fusion sur Terre présente des obstacles importants. Les scientifiques doivent recréer les conditions extrêmes rencontrées au centre du Soleil, notamment les forces, pressions et températures extraordinaires nécessaires à la fusion des atomes.

L'approche d'ITER pour réaliser la fusion implique la création et le contrôle du plasma, un état dans lequel le gaz est chauffé à des températures incroyablement élevées, provoquant la séparation des électrons des noyaux.

Ce plasma sera confiné et contrôlé dans un dispositif appelé tokamak, qui utilise de puissants champs magnétiques en forme de tore ou de beignet. Le tokamak achevé devrait produire 500 MW d’énergie de fusion.

Equipment and Nuclear SA (ENSA), une société basée en Espagne, a joué un rôle crucial dans la conception des composants qui composent l'enceinte à vide du tokamak. La construction de cet appareil monumental, qui pèse 23 000 tonnes et mesure 28 mètres de diamètre, nécessite une ingénierie précise et une technologie de pointe.

Pour assurer l'alignement parfait des neuf secteurs de l'enceinte à vide, l'ENSA a eu recours au scan 3D et à des conceptions sur mesure. L'entreprise a utilisé des techniques de numérisation 3D, notamment la photogrammétrie et la numérisation laser, pour capturer des numérisations détaillées des bords latéraux de chaque secteur. AsorCAD, un spécialiste de l'ingénierie, également basé en Espagne, a collaboré avec l'ENSA et a utilisé Geomagic Design X d'Oqton pour convertir les données numérisées en modèles 3D modifiables.

Tirant parti de ces géométries, le service d'ingénierie de l'ENSA a développé des plaques d'épissure et des biscuits sur mesure pour relier et sécuriser les différentes sections des secteurs. Une fois fabriqués, les secteurs seront soudés ensemble, marquant une étape importante dans la construction du tokamak.

Joseph Maria Sanchez, responsable technique chez AsorCAD, a souligné les avantages de Geomagic Design X pour ce projet. Il a déclaré : « Geomagic Design X est le logiciel d'ingénierie inverse le plus performant pour gérer de grands nuages ​​de points, et l'ensemble du processus d'ingénierie inverse est paramétré, permettant d'effectuer des corrections futures plus rapidement. Compte tenu de la grande taille et de la haute résolution des nuages ​​de points avec lesquels nous travaillons, les fichiers que nous traitons sont très volumineux.