Le divertor joue un rôle essentiel dans un tokamak : fabriqué en tungstène, il évacue la chaleur et les particules issues du plasma. Sa robustesse conditionne la durée de fonctionnement des machines et leur viabilité à long terme.

Ce composant d'une grande complexité doit faire face à des niveaux d'énergie extrêmement élevés ; comme ceux qu'une navette spatiale affronte lorsqu'elle entre dans l'atmosphère. Constitué de plusieurs pièces, la fabrication du divertor d'ITER implique de nombreuses expertises : science des matériaux, mécanique et ingénierie industrielle…

Au cœur des défis de la fusion

Actuellement les industriels travaillent à la production en série des 54 cassettes du divertor : chacune d'entre elles est composée de cibles verticales internes et externes et d'un dôme.​

Les cibles, conçues pour intercepter les lignes de champ magnétique, doivent résister à des flux de chaleur allant jusqu'à 20 MW/m². En Europe, Research Instruments et Alsymex produiront, d'ici 2028, 26 cibles internes. De son côté, Mitsubishi Heavy Industries Ltd avec l'Institut national japonais des sciences et technologies quantiques assure la production​ de 38 cibles verticales externes. Et en parallèle, le consortium CNIM-SIMIC et Walter Tosto réalisent les cassettes du divertor d'ITER. Quant au dôme, l'institut russe Efremov livrera l'ensemble des unités d'ici à 2027. 

©ITER​

Mais, au-delà de la fabrication de ces composants destinés à ITER, la recherche française prépare déjà les générations suivantes de divertor, en explorant de nouvelles géométries et de nouveaux procédés de fabrication.

Le CEA : quand les toits de Provence inspirent la haute technologie

Capitalisant sur les résultats des tests conduits à la demande d'ITER, les chercheurs du CEA ont développé un nouveau concept de composants face au plasma dont la géométrie s'inspire des toits de Provence. L'idée est simple dans son principe ! A l'image des tuiles provençales qui évitent l'accumulation d'eau et de chaleur, il s'agit d'orienter les surfaces exposées au plasma pour éviter les arêtes vives et répartir plus efficacement les contraintes thermiques. Ces travaux sont essentiels pour préparer la prochaine étape de prototypage industriel, en intégrant dès la conception les contraintes de fabrication, d'assemblage et de maintenance.

Vers une rupture technologique

A l'université de Lorraine, on travaille sur la production de structures poreuses infiltrées d'étain liquide. Ces techniques d'impression 3D métallique ouvriraient potentiellement la voie à des divertors plus durables et plus simples à produire en série.

Optimisation géométrique et rupture par les matériaux et procédés illustrent une même tendance : la fusion nucléaire entre dans une phase où la question industrielle devient centrale. La France dispose d'un écosystème favorable, avec des entreprises spécialisées en métallurgie avancée, fabrication additive, ingénierie thermique et essais à haut flux. Toutes ces avancées participent à structurer une véritable filière industrielle de la fusion nucléaire, capable de concevoir, fabriquer, tester et maintenir des composants parmi les plus​​ exigeants jamais produits. ​