Message du Directeur

Le Swiss Plasma Center a pour but de faire d’ITER un succès, de développer les bases scientifiques et technologiques de DEMO, de préparer les prochaines générations de scientifiques et d’ingénieurs spécialisés dans la fusion et d’exploiter les retombées des recherches sur les plasmas et la fusion pour l’industrie et la société. Avec ITER, nous démontrerons la faisabilité scientifique et technologique de la fusion sur terre, tandis que DEMO prouvera que l’énergie de fusion peut être déployée commercialement.

Nous contribuons au projet ITER par le biais de contrats avec l’Organisation internationale ITER et Fusion for Energy, en renforçant la participation de l’industrie suisse à l’acquisition de composants importants, en faisant progresser les bases de la physique d’ITER et en optimisant ses chances de succès au moyen d’expérimentations sur nos installations, en particulier le tokamak TCV. Parallèlement à la construction d’ITER et au processus d’intégration associé, nous participons aussi directement à la préparation de l’exploitation scientifique d’ITER, notre premier dispositif à plasma brûlant.

Notre centre compte environ 110 employés et 40 étudiants diplômés, répartis en six lignes de recherche : Théorie des plasmas, Physique des plasmas de base, Physique du tokamak TCV, Collaborations internationales, Supraconductivité pour la fusion et applications des plasmas

Le tokamak TCV est la plus grande installation expérimentale du campus de l’EPFL. Il est exploité à la fois dans le cadre du Consortium EUROfusion, pour lequel un apport significatif de ressources humaines et financières est accordé par l’Europe, et pour notre propre programme domestique, dont une fraction importante est consacrée à des projets de thèse de doctorat. De nombreux collaborateurs de toute l’Europe et d’outre-mer viennent à l’EPFL pour réaliser des expériences sur le TCV.

Le programme TCV s’étend des scénarios conventionnels aux scénarios des tokamaks avancés, ainsi qu’aux configurations alternatives de divergeur, exploitant la flexibilité unique de l’installation, en termes de formes et de configurations de plasma, de chauffage, de systèmes de contrôle et de systèmes de mesure. Ces dernières années, des améliorations de l’infrastructure ont permis de renforcer les performances du tokamak TCV afin d’étudier des questions cruciales pour ITER, DEMO et le réacteur de fusion. De nouveaux systèmes de chauffage de l’ordre du MW, en particulier un injecteur de faisceau neutre et des gyrotrons à double fréquence, fonctionnant à la deuxième ou troisième harmonique de la fréquences cyclotronique électronique, élargissent la gamme des paramètres, englobant des scénarios de plasmas proches de ceux prévus pour ITER, et des décharges stationnaires soutenues par le courant entraîné par les ondes cyclotroniques électroniques.

En outre, une structure interne à la chambre plasma, avec un diaphragme mécanique, plusieurs vannes d’injection de gaz et un ensemble de systèmes de mesure actualisés, est installée pour créer et caractériser une zone divergeur à fermeture variable avec un haut degré de contrôle des conditions du plasma et du gaz neutre. Cela nous permet d’étudier des aspects importants de la question de l’échappement du plasma dans des configurations magnétiques classiques et innovantes.

Les tests des conducteurs d’ITER se poursuivent dans le groupe de supraconductivité appliquée, parallèlement à l’innovation sur des aspects spécifiques des supraconducteurs à haute température, pour DEMO et pour les accélérateurs de particules, dans le contexte d’EUROfusion et de la collaboration suisse sur les accélérateurs de particules avancés, CHART.

Une part importante de nos efforts est consacrée aux études de base et aux modèles théoriques qui, partant des premiers principes et incluant de plus en plus de physique pertinente et de géométries réalistes, abordent la question cruciale du couplage entre le coeur thermonucléaire et la périphérie du plasma, d’où sont émises les particules et la puissance du plasma et où se produisent des interactions complexes avec la surface des matériaux environnants. Notre groupe de théorie et de simulations numériques est fortement impliqué dans les initiatives EUROfusion, qui visent à accroître de manière significative les efforts conjoints de simulation et de prévision des plasmas de classe ITER et DEMO.

L’analyse avancée de la turbulence du plasma et du transport suprathermique d’ions qui y est associé se poursuit dans TORPEX, tandis que des études visant à optimiser les sources de plasma à entraînement par ondes pour les injecteurs de faisceaux neutres DEMO, ainsi que le concept d’accélérateur à sillage du plasma pour le CERN, sont menées dans le dispositif de plasma linéaire RAID.

Le Swiss Plasma Center exploite également les retombées des recherches sur la fusion et le plasma pour des applications sociétales, notamment dans notre laboratoire de bio-plasma, récemment développé, et  opèrant dans le domaine de la stérilisation assistée par plasma, en collaboration avec des entreprises locales et la faculté des sciences de la vie de l’EPFL et de l’UNIL.

Ce vaste ensemble d’activités et leur succès sont rendus possibles par la vision à long terme de notre large palette d’organismes de soutien financier, notamment le Conseil des EPF, le SEFRI, la Faculté des sciences de base et l’Institut de physique de l’EPFL, le Fonds national suisse de la recherche scientifique, InnoSuisse et CTI, ITER, Fusion for Energy et Eurofusion, auxquels je suis profondément reconnaissant.  Enfin, nous n’aurions pas pu obtenir autant de résultats sans le professionnalisme et les formidables efforts de nos équipes, auxquelles je souhaite exprimer ma profonde et constante gratitude.

Prof. Ambrogio Fasoli