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Refroidissement et quench dans les bobinages HTS pour les tokamaks

Energie, thermique, combustion, écoulements Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

Les aimants équipant les machines de fusion actuelles de type tokamak sont constitués de câbles supraconducteurs, et ils le seront nécessairement pour les futurs tokamaks de production électrique, l’utilisation de bobines en cuivre n’étant pas envisageable de par les puissances électriques requises. L’emploi de matériaux supraconducteurs dits à haute température (HTS pour High Temperature Superconductor) est envisagé à la place des matériaux actuels dits à basse température (LTS pour Low Temperature Superconductor), car ils autorisent l’accès à de plus forts champs magnétiques et ouvrent la voie à des machines plus compactes et potentiellement plus performantes. La thèse aura pour objectif de proposer des designs de bobinages HTS, en considérant leurs spécificités, principalement la plage d’opération étendue en température et la phénoménologie de transition incidentelle vers l’état résistif, dite quench, très différente des supraconducteurs LTS. Portant sur des problématiques de natures électrique, thermique et thermohydraulique, le projet doctoral visera à étudier différents designs HTS (rubans empilés ou torsadés), à développer les outils de simulation associés, à concevoir et réaliser des expériences de caractérisation des propriétés thermophysiques sur un échantillon HTS adéquat, et à s’appuyer sur les résultats obtenus pour proposer un ou plusieurs designs de bobinage HTS.

Laboratoire

Institut de recherche sur la fusion par confinement magnétique
Service Tokamak Exploitation et Pilotage
CRYomagnétisme
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