PLATEFORME CALDERA : Une plateforme intégrée pour la thermographie infrarouge en environnements extrêmes
Les réacteurs de fusion comme WEST (CEA Cadarache) et ITER fonctionnent dans des conditions extrêmes, où les parois face au plasma subissent des flux thermiques intenses (10 à 20 MW/m²). Leur surveillance en temps réel est cruciale pour à la fois pour la sécurité des opérations (prévention des endommagements) et les avancées scientifiques (compréhension des interactions plasma-paroi : érosion, déposition, vieillissement des matériaux).
La thermographie infrarouge, capable de mesurer des températures de 100 à 3 600 °C de manière non invasive, est un diagnostic clé pour ce contrôle. Cependant, son exploitation en environnement sévère reste complexe en raison des contraintes de conception et de maintenance des systèmes et de l’analyse difficile des scènes thermiques (évolutions dynamiques des surfaces, flux de chaleur intense, multiples réflexions parasites).
Pour répondre à ces défis, l’IRFM s’est doté de la plateforme CALDERA (Conception, cAlibration et Développement de systèmes infRarouge Avancés), une infrastructure unique dédiée à la conception et la calibration de systèmes infrarouges haute performance, au traitement intelligent des données thermiques (via l’IA et des jumeaux numériques), et à la caractérisation expérimentale des matériaux sous conditions contrôlées.
CALDERA (Conception, cAlibration et Développement de systèmes infRarouge Avancés) est une plateforme technologique unique dédiée aux systèmes infrarouges de nouvelle génération et à l’exploitation intelligente des données thermiques (via l’IA et des jumeaux numériques).
En associant expérimentation et modélisation avancées, CALDERA offre une approche intégrée de la chaîne de mesure, garantissant des systèmes maîtrisés et des mesures fiables en environnements extrêmes.
CALDERA s’articule autour de 4 axes :
- Conception et calibration de systèmes Infrarouge innovants en environnement extrême
- Détection automatique en temps réel d’événements thermiques critiques via l’imagerie infrarouge, permettant par exemple de réguler de la puissance injectée dans la machine
- Correction intelligente des mesures thermiques l’aide de jumeaux numériques enrichis par l’IA, capables d’inverser les données pour corriger les artefacts (variations d’émissivité, réflexions parasites), améliorant ainsi la précision des diagnostics en température
- Caractérisation des matériaux et validation expérimentale sous conditions contrôlées à travers le développement de bancs expérimentaux dédiés permettant la mesure précise des propriétés thermo-radiatives et la validation croisée des processus de traitement des données et des simulations
Figure 1 : Endoscope en cours de test en laboratoire. Ici, l’endoscope vise une maquette du plancher de la machine (divertor) pour vérifier le champ de vue
Figure 2 : Banc de test en laboratoire pour caractériser les matériaux sous vide et à haute température et valider les codes de simulation.