APREX TRACK R&D relève le défi de la turbulence en fusion magnétique

APREX TRACK R&D relève le défi de la turbulence en fusion magnétique
La vidéo a été enregistrée à 270 000 images par seconde.

Les recherches sur la fusion magnétique visent à concevoir un nouveau type de centrale électrique reproduisant les réactions de fusion thermonucléaire à l’œuvre dans le Soleil. Confiner une étoile dans une boîte est tout sauf facile. Néanmoins, des milliers de scientifiques à travers le monde travaillent dur pour atteindre ce but, car la fusion nucléaire permettrait de produire en masse de l’électricité à partir d’eau, en générant bien moins de déchets nucléaires que les centrales actuelles basées sur la réaction de fission nucléaire. Dans un réacteur à fusion, la température chute de plusieurs centaines de millions de degrés dans le cœur du plasma à environ mille degrés au niveau des parois du réacteur. Cette situation génère de la turbulence, tout comme dans une bouilloire, sauf que dans un réacteur à fusion la turbulence est si forte qu’elle peut stopper les réactions de fusion. Comprendre la turbulence dans les expériences de fusion est donc une étape-clé sur le chemin de la production d’électricité dans des centrales à fusion.

APREX TRACK R&D est désormais utilisé en combinaison avec un algorithme de reconstruction tomographique afin d’identifier, suivre et caractériser les structures turbulentes enregistrées par des caméras ultrarapides. Etant données la grande complexité de la dynamique des structures turbulentes et leur courte durée de vie (typiquement 20 microsecondes), leur suivi automatique représente un véritable défi.

APREX TRACK R&D est à ce jour la seule solution logicielle ayant démontré une réelle efficacité pour suivre ces structures dans ces conditions. L’analyse automatisée des données permet une analyse complète et rapide d’enregistrements réalisés dans de piètres conditions lumineuses (aucun procédé d’injection additionnelle de gaz n’a été utilisé pour améliorer le rapport signal/bruit). Le mouvement individuel des structures turbulentes est bien reconstruit, sans avoir recours aux techniques classiques d’échantillonnage conditionnel, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la turbulence dans les expériences de fusion. Les résultats obtenus par une équipe internationale (République Tchèque, France, Royaume-Uni) sur le tokamak COMPASS (IPP Prague) viennent d’être publiés dans le dernier numéro de la revue Nuclear Fusion : https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab0d4

– Séquence de 10 images en fausses couleurs montrant les structures turbulentes positives (appelées « blobs », en jaune) et les structures négatives (trous de densité, en bleu foncé) dans le bord du tokamak COMPASS. Les croix représentent le centre de masse des structures, obtenu avec APREX TRACK R&D, et la courbe rouge l’emplacement de la dernière surface magnétique fermée. La vidéo a été enregistrée à la vitesse de 270 000 images par seconde.