WEST et la plupart des tokamaks utilisent des antennes dans la gamme de fréquence située entre 30 et 60 MHz pour chauffer les ions du plasma : ce sont les antennes dites ICRH pour Ion Cyclotron Resonance Heating. Jusqu’à présent, toutes les antennes utilisées sont des antennes dites « résonantes », une propriété qui leur permet d’être suffisamment compactes pour pouvoir être introduites dans les machines par un queusot. Tout comme une guitare ou un violon, ces antennes nécessitent d’être accordées, c’est-à-dire d’être réglées pour fonctionner à une fréquence spécifique. Les machines du futur comme ITER ou DEMO envisagent également d’utiliser ce type d’antenne. Mais parce que la place disponible est limitée, elles demandent toujours plus de puissance pour une surface disponible pas beaucoup plus grande. Par conséquent, la densité de puissance demandée augmente et atteint des valeurs à la limite du savoir-faire…

Pour résoudre ce problème, d’autres concepts d’antennes ont été proposés. Les antennes dites « à ondes progressives » (travelling waves) permettent de réduire cette densité de puissance, au prix d’une surface plus importante devant le plasma (mais qui ne nécessitent pas forcément l’utilisation d’un queusot). Parce qu’elles possèdent plus d’éléments rayonnants qu’une antenne conventionnelle, on s’attend également à ce qu’elle couple mieux la puissance radiofréquence au plasma. Enfin, ces antennes sont larges bande, c’est-à-dire qu’elles sont capables de fonctionner sur une large gamme de fréquences sans réglage et en particulier sans éléments mobiles à l’intérieur de la machine (ce qui est important pour la fiabilité). Malgré ces avantages et parce qu’elles prennent plus de place, ce type d’antenne n’a encore jamais été utilisé pour le chauffage ICRH.

Une maquette simplifiée (plate et non refroidie) d’une antenne TWA (pour Travelling Wave Array) a été testée à forte puissance dans le banc test TITAN. Cette maquette a été conçue dans le cadre d’un projet EUROfusion piloté par le laboratoire LPP de l’Ecole Royale Militaire (Belgique) et fabriquée en Chine à ASIPP. Assemblée à l’IRFM et insérée dans la chambre à vide de TITAN en mars, elle a été testée jusqu’à 2MW pendant 3s (maximum de la puissance du générateur) ainsi que sur des temps plus long (500kW pendant 60s). Les mesures (RF, infrarouge, etc.) réalisées sont conformes aux modélisations : l’antenne est large bande (10 MHz), ne nécessite aucun réglage pendant son utilisation et la tension à l’intérieur est inférieure à celles des antennes conventionnelles pour des puissances similaires. Des avantages essentiels pour des antennes de chauffage des ions dans les futures machines de fusion. Ces résultats positifs et conformes aux simulations nous permettent maintenant d’envisager la prochaine étape : pourquoi pas une ou plusieurs antennes TWA dans WEST !