C’est du billard

Un nouveau jeu est né : le billard microscopique ! À cette échelle, impossible d’utiliser une queue de billard ni même un cure-dent : seuls les écoulements d’air peuvent déplacer la « bille », une sphère de tungstène. Pour les scientifiques du Laboratoire de physique et métrologie des aérosols (LPMA), à Saclay (Essonne), la difficulté est de trouver pour quelles vitesses d’air cette bille roule et se détache. Ils analysent les diverses forces physiques – aérodynamiques et d’adhésion – qui agissent sur les particules produites dans des réacteurs de fusion nucléaire. En effet, les plasmas brûlant dans ces machines chauffent et percutent les matériaux constituant leurs entrailles. Il résulte de cette usure une production forte de particules microscopiques, estimée à plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines, de kilogrammes chaque année dans le réacteur expérimental Iter. Une telle quantité de poussières – potentiellement toxiques et radioactives – peut impacter la sûreté de l’installation, notamment lors d’un accident de perte de vide de type Lova (Loss Of Vacuum Accident). Des écoulements d’air violents remettent alors en suspension les poussières produites dans le tokamak. Cette machine, en forme d'anneau creux, est utilisée pour créer des réactions de fission nucléaire produisant de l'énergie. Combinée à la présence d’oxygène et de vapeur d’eau, cette situation peut devenir explosive. Les scientifiques étudient depuis plusieurs années les propriétés d’adhésion des poussières et leur comportement en présence d’écoulements d’air turbulents. Ces travaux sont mis à profit lors des expertises par l’IRSN des dossiers de démonstration de sûreté d’Iter.

Samuel PEILLON
Chercheur en physique des aérosols

Article publié en janvier 2023