Objectifs du projet
Le projet SF-Protection vise à développer des stratégies innovantes de protection des bobines supraconductrices à haute température critique (HTS), notamment celles basées sur les rubans REBCO, pour garantir un fonctionnement sûr et fiable des aimants de grande taille utilisés dans des applications comme la fusion nucléaire. Il s’agit de comprendre, modéliser et contrôler les phénomènes de dissipation et de quench (c’est-à-dire le passage brutal à un régime dissipatif entraînant un échauffement rapide et un effet d’avalanche thermique) et de développer des techniques de bobinage et des systèmes de détection avancés.
Contexte scientifique
Les nouveaux supraconducteurs REBCO de 2e génération marquent une avancée clé : ils permettent de créer de puissants champs magnétiques (>20 T) tout en fonctionnant à des températures plus élevées, idéales pour la fusion, l’imagerie médicale et les accélérateurs.
Bien que prometteurs, ils restent vulnérables aux surchauffes soudaines (quench), nécessitant des protections efficaces. Ce projet vise à adapter et améliorer les solutions actuelles, en s’appuyant sur l’expertise des partenaires pour développer des stratégies de protection adaptées aux grandes installations.
Enjeux scientifiques et technologiques
Compréhension du quench
Modéliser et comprendre les phénomènes complexes de quench dans les bobines REBCO.
Techniques de bobinage innovantes
Développer des stratégies d'isolation et de bobinage résistantes et adaptées aux conducteurs multi-rubans.
Détection précoce
Créer des systèmes de détection de quench sensibles et fiables pour prévenir les avalanches thermiques.
Partenaires impliqués
Ce projet est mené en collaboration avec plusieurs laboratoires et centres de recherche
CNRS (Neel, LNCMI, G2Elab)
Coordination générale.
CEA (DRF-Irfu, DRT/LIST)
Collaboration des laboratoires.
Challenges du projet
Assurer la protection des grands aimants
Adapter les stratégies de protection développées sur des petits prototypes aux grands aimants multi-rubans de fusion, soumis à de fortes contraintes thermiques et mécaniques.
Gestion des risques du quench
Identifier et surmonter les risques liés aux surchauffes localisées, à l’hétérogénéité des conducteurs et aux densités d’énergie élevées.
Collaboration et innovation
Assurer la compatibilité avec les technologies industrielles existantes tout en développant des approches innovantes de bobinage et de détection.
Méthodologie et approche
01
Compréhension et modélisation
Compréhension et modélisation du quench à travers des tests expérimentaux et le développement d'outils numériques.
02
Exploration
Exploration de nouvelles techniques de bobinage et d'isolation pour améliorer la résistance et la fiabilité des bobines.
03
Mise au point
Mise au point de systèmes de détection avancés pour identifier les quenchs de manière précoce et prévenir les dégâts.