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Retombées industrielles et scientifiques 

Bien que les applications commerciales de la fusion comme source d'énergie ne soient pas prévues avant le milieu du 21čme sičcle, le programme de recherches sur la fusion contrôlée génčre déjŕ actuellement de nombreuses et significatives retombées scientifiques, technologiques et industrielles. Les raisons fondamentales reposent sur la complexité du sujet et la vaste palette de compétences nécessaires ŕ son étude, tant au niveau de la physique qu'au niveau des technologies mises en śuvre. La forte interaction entre la physique et la technologie est d'ailleurs une des caractéristiques de ces études (exemple : le type de matériau faisant face au plasma a une influence considérable sur celui-ci). Ceci impose une intégration trčs importante des deux domaines qui fait que les recherches sur la fusion sont aussi depuis le départ des recherches technologiques de pointe. On distinguera :

  • les retombées directes, c'est ŕ dire la participation industrielle aux recherches sur la fusion

  • les retombées indirectes, c'est ŕ dire les applications hors fusion de technologies développées initialement dans le cadre des recherches sur la fusion

 

1 - Les retombées directes : participation industrielle au programme fusion

Le rôle principal de l'industrie a été pendant longtemps centré sur la fabrication de composants ou d'auxiliaires pour les installations expérimentales de fusion. Si ces activités existent toujours, elles se sont étendues ŕ de nombreuses études de conception et d'expertise, comme par exemple l'évaluation du coűt du projet ITER. Les industriels eux-męmes se sont organisés pour répondre ŕ la demande croissante d'études spécifiques de conception, de travaux de développements divers, de revues de conception et męme de mises ŕ disposition de personnel (création de plusieurs groupements d'intéręts économique au niveau européen, ...).

La participation européenne au projet ITER pendant la phase d'ingénierie détaillée (1992-1998) est proche de 300 MEuro. Prčs d'un tiers de ce budget est allé directement ŕ l'industrie européenne via des activités de conception (~22 MEuro) et des activités de recherche et développement incluant la fabrication d'équipements spécifiques (~65 MEuro).

La construction et la mise ŕ niveau des installations expérimentales de fusion comme Tore Supra ou JET Le site du JET  font bien évidemment massivement appel aux compétences des industriels. Les sommes dépensées pour JET Le site du JET dans l'industrie (contrats " hi-tech ") depuis 1978 atteignaient en 1995 prčs de 519 MEuro. Plus de 90% de cette somme a concernée l'industrie européenne. La Figure 1 montre la répartition par grand secteur des contrats passés par JET Le site du JET ŕ l'industrie. 

Figure 1 : Contrats industriels " hi-tech " placés par JET (1978-1995)


Au niveau des organismes de recherche impliqués dans le programme fusion, les dépenses résultant de collaborations avec l'industrie sur la męme période sont estimées ŕ prčs de 318 MEuro. Elles correspondent essentiellement ŕ des améliorations d'installations existantes. La Figure 2 montre deux exemples de collaborations industrielles réalisées dans le cadre de Tore Supra.

Figure 2 : Exemples de collaborations industrielles
Développement de composants
 face au plasma

 (CEA/Plansee, Plansee-fusion )




Développement d'un Gyrotron ŕ 118 GHz (CEA/CRPP/FzK/Thomson)

 

2 - Les retombées indirectes

L'origine des retombées indirectes du programme fusion est double: 

  • D'une part, on se rappellera que les plasmas constituent prčs de 99% de la matičre de l'Univers. Un tube fluorescent est un exemple commun de plasma. L'étude du comportement de ce milieu a donc des champs d'application trčs vastes (astrophysique par exemple).

  • D'autre part, la complexité de la conception, de la fabrication et de la construction des installations de fusion ont entraîné des transferts de technologie vers l'industrie ainsi que le développement de nouveaux procédés industriels qui ont maintenant des applications dépassant largement le cadre du programme fusion. En voici quelques exemples :

Applications médicales avec par exemple la tomographie par résonance magnétique qui consiste en l'enregistrement de la vibration des atomes composant les tissus soumis ŕ un champ magnétique. Ces champs sont produits par des aimants supraconducteurs dont la technologie est dérivée des études réalisées pour la fusion magnétique (1400 appareils/an vendus dans le monde).


Imagerie par résonance magnétique

Techniques de revętements par projection plasma ont des applications dans la production de revętements durs résistant ŕ l’usure (mčche de perceuse par exemple) , au traitement anti-corrosion d’outils et d’équipements divers.

 
Projection plasma

Prčs de 30% des étapes de la fabrication des puces électroniques utilisent des procédés plasma. La gravure plasma est une étape critique dans la fabrication des circuits intégrés (dépôt de couches minces isolantes, lithographie des puces,...)

 
Fabrication des puces électroniques

L’amélioration des techniques de fabrication par métallurgie des poudres comme la compression isostatique ŕ chaud (CIC) qui permet de réduire le nombre de soudures tout en réalisant des objets d’une grande complexité.

 
Exemple de pičce fabriquée par CIC

Astrophysique : le comportement d’un plasma est régi par une physique peu courante. C’est un lieu idéal pour l’étude de la turbulence, du chaos,  de phénomčnes complexes, de la dynamique non-linéaire. Ces sujets ont des champs d’applications trčs larges. La compréhension du Soleil et de ses effets sur la Terre est un bon exemple. Les études menées dans les installations de fusion sur l’interaction des particules rapides ont des applications directes sur la compréhension des orages magnétiques induits par le vent solaire lors d’une éruption solaire.

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