L'alternateur tourne rond
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D'imposants travaux de maintenance ont été réalisés en ce début d'année à l'intérieur et autour du tokamak TCV. En particulier, l'installation fournissant l'électricité nécessaire à l'exploitation du tokamak – l'alternateur et son volant d'inertie – a été démontée. Le rotor de l’alternateur, qui est la partie tournante, a été envoyé à l'usine pour être contrôlé et le tout finalement remonté.
Tout d'abord, le volant d'inertie a été séparé du reste de l'alternateur et déposé à l'écart pour inspection. Une opération délicate pour cette pièce qui est un cylindre d'acier d'un rayon de 0.7 mètres pesant 20 tonnes. Ensuite, la partie la plus impressionnante du démontage de l'alternateur a consisté en l'extraction de son rotor. Il s'agissait de sortir de son logement un cylindre de 10 mètres de long, d'un diamètre de 1.1 mètres et pesant 40 tonnes, alors que la distance entre la partie fixe appelée stator et le rotor ne dépasse pas 65 millimètres. Cette action est possible grâce à l'utilisation de coussins d'air placés entre les deux pièces.
Une fois extrait, le rotor a été transporté chez le fabricant, Alstom à Birr (AG). Les nombreux contrôles et tests effectués là-bas n'ont révélé aucune défaillance. Le test de survitesse à 4200 tr/min a démontré une parfaite stabilité mécanique et un excellent équilibrage. Par contre, les paliers qui supportent le rotor et permettent sa rotation quasi sans frottement ont montré quelques signes d'usure et ont nécessité un ré-usinage.
Le remontage a commencé par l'insertion du rotor, le remontage de ses deux paliers, puis la mise en place du volant d'inertie et de son palier. Les deux éléments ont ensuite été alignés au centième de millimètre, de même pour les jeux des trois paliers. Une fois l'alignement terminé et l'absence de faux-rond vérifiée, le volant d'inertie et le rotor ont été réaccouplés. Après quelques derniers ajustements de l'alignement des paliers, ainsi qu'un contrôle de l'équilibrage du tout, le système a subi avec satisfaction les tests en conditions réelles et peut désormais être à nouveau utilisé par les physiciens pour effectuer leurs expériences.
L'utilisation du tokamak TCV nécessite une alimentation électrique de forte puissance, mais de courte durée, quelques secondes. L'alternateur et son volant d'inertie sont un système idéal dans ce genre de situation. Les masses tournantes (60 tonnes) sont accélérées pendant quelques minutes (jusqu'à 3600 tr/min) grâce à l'électricité du réseau, puis l'alternateur est utilisé comme générateur et fournit, en quelques secondes, l'énergie emmagasinée, permettant ainsi d'atteindre des puissances qu'il ne serait pas possible de prélever directement du réseau.
