Prix 2020 de la revue Nuclear Fusion pour le Prof. Christian Theiler

L’attribution du Prix 2020 de la revue ‘Nuclear Fusion’ de l’IAEA à Christian Theiler récompense un formidable travail d’équipe, effectué sous sa direction et incluant plusieurs chercheurs du Swiss Plasma Center (SPC) de l’EPFL ainsi que d’autres laboratoires du consortium européen EUROfusion. Ce Prix relève également l’importance de la physique du divergeur et de son optimisation dans la réalisation de la fusion comme source d’énergie.

Pourquoi c’est important

La réalisation de la fusion requière le confinement et le contrôle d’un mélange de gaz porté à une température voisine de 150 millions de degrés. Ce mélange se trouve alors dans l’état de plasma et il est maintenu éloigné des parois d’une chambre en forme de donut à l’aide de champs magnétiques. Une certaine fraction de particules a tendance à quitter le plasma et finit par heurter la paroi de la chambre. Ce flux de particules, et donc d’énergie, pourrait atteindre des valeurs trop élevées pour ne pas endommager localement la paroi, notamment dans un réacteur fonctionnant en continu comme DEMO prévoit de le faire.

Il est donc nécessaire de réduire ce flux de particules et/ou de réduire leur température avant qu’elles n’atteignent la paroi. Pour ce faire, plusieurs solutions sont envisagées et étudiées dans les divers laboratoires du monde entier, et notamment sur le tokamak TCV du SPC / EPFL :

• Optimisation de la configuration du divergeur, soit par l’orientation de la paroi par rapport au flux incident, soit en modifiant la configuration magnétique pour disperser le flux.
• Réduction de la température par collision avec un gaz neutre injecté dans le divergeur. Dans certains cas, la réduction de température est suffisante pour qu’une fraction importante des particules incidentes se recombinent et n’atteignent plus la paroi, situation qu’on appelle détachement.

Les conditions de détachement sont intrinsèquement liées au type et à la quantité de neutres injectés dans le divergeur mais aussi à la configuration du divergeur. Le tokamak TCV, avec sa grande capacité à façonner le champ magnétique du divergeur est particulièrement adapté à ce genre d’investigations. Une analyse détaillée, basée sur des mesures extensives, a donc été entreprise afin de déterminer les conditions optimales d’obtention du détachement en fonction de la configuration du divergeur. Cette analyse a également permis de valider plusieurs prédictions. Ces deux aspects sont rapportés dans le papier qui a valu l’attribution de ce prix à son principal auteur.

Le lauréat

Christian Theiler est professeur assistant au SPC de l’EPFL depuis 2016. Il a effectué auparavant un post-doc au MIT, lors duquel il a travaillé sur le tokamak Alcator C-Mod, après avoir obtenu son grade de docteur ès sciences à l’EPFL.

Le prix

Le prix de Nuclear Fusion récompense les meilleurs papiers, selon les standards scientifiques, apportant une contribution significative à leur domaine. Les nominations sont basées sur le nombre de citations et la recommandation du comité de rédaction. Le gagnant, sélectionné par bulletin secret, est celui qui a eu le plus grand impact scientifique (traduit de la version anglaise disponible sur le site de Nuclear Fusion).

La revue

Nuclear Fusion est la principale revue mondiale spécialisée dans la fusion