Les spécialistes des accélérateurs au CERN et les spécialistes de la fusion nucléaire à EUROfusion travaillent à présent ensemble pour le développement de technologies innovantes destinées à de futurs collisionneurs et réacteurs à fusion, en s'appuyant sur leurs compétences uniques respectives, en particulier dans le domaine des aimants à champ élevé.
Les projets communs sont facilités par l’accord de collaboration signé en novembre 2023 par le CERN et les membres d’EUROfusion, le consortium européen de laboratoires de recherche sur la fusion, qui réalise la conception technique d’une centrale de démonstration à fusion nucléaire (DEMO, Demonstration Power Plant) pour succéder à ITER.
Étape importante dans la coopération scientifique, ce partenariat ouvre la voie à des projets communs dans des domaines très variés, notamment dans la R&D en physique, en ingénierie et en technologie. Il est axé sur la conception technique et la construction d’expériences et d’instruments scientifiques majeurs.
En 2023, le CERN a créé une unité spéciale de coordination de la technologie de fusion réunissant des spécialistes des accélérateurs et du transfert de connaissances, reflet de l’engagement de l’Organisation en faveur d’une collaboration entre plusieurs disciplines scientifiques. L’accord conclu entre EUROfusion et le CERN est un exemple significatif des activités de cette unité.
« Il existe d’évidentes synergies entre les technologies développées pour la fusion nucléaire et celles développées pour de futurs collisionneurs, surtout en ce qui concerne l’utilisation de conducteurs supraconducteurs à haute température critique (HTS). Dans le cadre des discussions concernant DEMO, la centrale de démonstration à fusion qui succédera à ITER, l’option de recourir à des solénoïdes centraux de tokamak constitués de matériaux HTS est étudiée par plusieurs membres d’EUROfusion, explique Gianfranco Federici, chef du département Technologie de fusion d’EUROfusion. L’accord de collaboration permet à tous nos membres et au CERN de travailler ensemble et de créer un centre d’excellence pour la technologie de fusion. »
Fondamental pour ce partenariat, le premier projet, lancé cette année, devrait marquer une étape majeure en vue d’un futur banc d’essai pour la technologie de la couverture tritigène. Il devrait s’achever d’ici à la fin 2024. « Les équipes du CERN et d’EUROfusion ont des échanges fructueux sur des concepts d’aimants basés sur des supraconducteurs à haute température critique. Les formidables défis soulevés par les aimants d’un collisionneur de muons rendent nécessaire le développement de nouveaux concepts, certains similaires à ceux des réacteurs à fusion. C’est particulièrement vrai pour le solénoïde de la cible – un élément clé du collisionneur – qui doit atteindre un champ très élevé et est soumis à des niveaux importants de chaleur et de rayonnements, et qui sera probablement construit avec des conducteurs HTS », explique Luca Bottura, qui dirige les travaux de conception d’aimants menés par la Collaboration internationale sur un collisionneur de muons (International Muon Collider Collaboration), et le lot de travaux sur des aimants de MuCol, l’étude de conception pour un collisionneur de muons cofinancée par l’Union européenne.
Le champ d’activité de la collaboration a récemment été étendu afin de pouvoir collaborer sur des matériaux de blindage de pointe, intéressants aussi bien pour la fusion que pour les accélérateurs. Ce sujet sera au cœur d’un atelier conjoint, prévu plus tard dans l’année.