Fabrication d’aimants supraconducteurs de plus de 350 tonnes

Les PF Coils sont des bobines de champ poloïdal ayant vocation à maintenir le plasma ultra chaud (150 millions de degrés Celsius) à l’écart des parois du réacteur et contribuent à sa forme et sa stabilité.

Six PF Coils au total seront positionnées à l’extérieur de la structure magnétique toroïdale : 2 sont fabriquées par des industriels chinois et russe, les 4 bobines centrales, les plus grosses sont fabriquées par CNIM Systèmes Industriels.

Photo : 6 PF Coils (en bleu) positionnées horizontalement autour de l’enceinte à vide, les 4 bobines de plus grand diamètre sont fabriquées par CNIM Systèmes Industriels et ASG © ITER Org

La fabrication des plus grandes bobines est effectuée par CNIM Systèmes Industriels en lien avec ASG, entreprise italienne spécialisée dans la production d’aimants, sur le site d'ITER dans un bâtiment dédié de 250 m de long, le PF Building. Le PF Building est composé de 8 stations de fabrication, chaque station étant dédiée à une tâche bien spécifique.

Chaque aimant est constitué de 6 à 8 « double pancakes » composés de câbles supra conducteurs en niobium-titane bobinés.

Coupe du câble supra conducteur en niobium-titane © CNIM Systèmes Industriels

Livré en bobines de 20 tonnes, le câble supra conducteur est d'abord dévidé et redressé, puis nettoyé et sablé afin de préparer la surface du conducteur à recevoir plusieurs épaisseurs de ruban isolant. Par une action de « cintrage » et enroulement successif, les opérateurs le font épouser le diamètre de la bobine à laquelle il est destiné. Un double pancake est ainsi formé.

Opération d’enroulement du câble supra conducteur pour la fabrication de l'aimant © CNIM Systèmes Industriels

Le double pancake est ensuite transféré sur la station d’imprégnation où il est inséré dans un moule. De la résine est ensuite injectée à chaud et sous vide pendant plusieurs heures, selon des critères très stricts (température, imprégnation). La structure obtenue est rigide et homogène conférant d’excellentes isolation électrique et tenue mécanique. Le processus de fabrication d’une PF Coil - à partir des activités de bobinage et jusqu'à l'assemblage final - prendra environ deux ans par bobine.

Photo : Station d’imprégnation, une des 8 stations de fabrication des aimants © CNIM Systèmes Industriels

CNIM Systèmes Industriels a démontré sa capacité à monter un atelier de fabrication sur le site de son client à Cadarache et à travailler dans un environnement multi contrats.

CNIM Systèmes Industriels a travaillé aussi très en amont du produit à la fabrication très haute précision des « double pancakes » sur les 4 premières stations composant le bâtiment. Les équipes doivent faire preuve d’une adaptabilité constante compte tenu du caractère ultra innovant du projet. CNIM Systèmes Industriels était également en charge de la production et de l’approvisionnement des pièces nécessaires à la fabrication et au montage des PF Coils : achat et/ou soudage et/ou pré-assemblage.

En effet, CNIM Systèmes Industriels travaille sur le site d’ITER depuis de nombreuses années déjà et intervient sur de nombreux contrats dont celui relatif à la fabrication des plaques radiales. Innovation et capacité d’adaptation font partie de notre ADN.

Afin de valider les procédés et vérifier le bon fonctionnement des machines, des tests ont été effectués à différentes échelles.

Photo : Atelier PF Coils sur le site d'ITER © ITER Org, F4E

Plus de 50 collaborateurs CNIM Systèmes Industriels ont travailé sur Cadarache à la réussite de l’ambitieux projet PF Coil en 2/8.

CNIM Systèmes Industriels a mis en place une équipe complète d’experts dédiée à la réussite du projet : opérateurs de stations, superviseurs, soudeurs, contrôleurs qualité, chef d’atelier, planificateur, ordonnancement, méthodes, chef de projet, etc. Les compétences clés des équipes CNIM Systèmes Industriels sont mobilisées pour la réussite de ce projet ambitieux. Le management de projet est au cœur de l’ADN de CNIM Systèmes Industriels, nos équipes ont la capacité de concevoir et industrialiser vos projets de A à Z pour la réalisation de systèmes ou équipements à haute valeur ajoutée.

Photo : Bobinage d’un aimant supraconducteur © CNIM Systèmes Industriels