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1 juin 2010 2 01 /06 /juin /2010 08:16

 

PLS.jpg  Pour la Science (1) consacre un long article de son numéro de juin 2010 à la fusion nucléaire. Allons droit à la conclusion; si l'on en croit les auteurs : Ce n’est pas fait ! Cette promesse de profusion énergétique, cette véritable corne d’abondance dont l'idée est ancienne semble encore bien éloignée.

 

 

 

  Le mensuel détaille les deux principales techniques aujourd’hui développées : le confinement magnétique (comme dans ITER) et le confinement inertiel (par tir laser sur de petites sphères de combustible).

  Dans les deux cas, il s’agit d’imiter le Soleil et les étoiles. On tente de faire fusionner des noyaux d’hydrogène afin de les transformer en noyaux d’hélium. La différence de masse entre les éléments d’entrée et de sortie étant convertie, et on l’espère récupérée, sous forme d’énergie utilisable.

  Pour des raisons liées aux densités et aux températures accessibles aux moyens humains (2), la fusion, et cela dans chacune des deux filières, ne concerne pas des noyaux d’hydrogène classique (un proton) mais plutôt deux de ses isotopes : le deutérium (un proton + un neutron) et le tritium (un proton + deux neutrons). Notons que le deutérium est la variété d’hydrogène que l’on trouve dans l’eau lourde (3), bien connue des physiciens nucléaires.

  La technique du confinement magnétique consiste à enfermer dans un grand tore (4) un volume substantiel de deutérium et de tritium et à provoquer leur fusion en les chauffant à l’aide d'intenses champs magnétiques. Cette technique dite du tokamak est celle retenue pour le réacteur de recherche ITER actuellement en construction à Cadarache.

  Dans la filière par confinement inertiel, on focalise de puissants rayons laser sur de petites sphères de combustible, provoquant leur fusion et donc une mini explosion nucléaire dont, là aussi, on tentera de récupérer l’énergie.

  Chacune des options pose de très difficiles problèmes à deux niveaux.

 

  D’abord sur la réaction nucléaire proprement dite :

  Dans le cadre du tokamak, il faut pouvoir entretenir cette réaction, suffisamment longtemps et réussir à produire plus d’énergie que l’on en a dépensé pour chauffer le plasma. Ni ces problèmes de durée ni ces problèmes de rendement ne peuvent être aujourd’hui considérés comme réglés.

  Pour la filière laser, il faut être capable de faire succéder à un rythme rapide (une dizaine de fois par seconde) plusieurs explosions nucléaires au même endroit ( !) Les sphères doivent donc être manipulées et positionnées très précisément et à grande vitesse dans un environnement difficile.

 

  Sur la récupération de l’énergie ensuite.

 La fusion nucléaire est extrêmement agressive pour les parois des réacteurs. Les parois des tokamaks doivent simultanément : Résister au rayonnement sur longue période, assurer le transfert de l’énergie (en récupérant l’énergie cinétique des neutrons et en la transformant en chaleur) et fournir une source régulière de tritium (5) l’impact du rayonnement sur les parois étant susceptible de générer cet élément par ailleurs quasi introuvable sur Terre car, assez fortement radioactif, il présente une très brève durée de vie et disparaît rapidement (demi-vie de 12,3 ans).

  Pour la filière " laser " la question de la récupération énergétique n’est pas encore réglée non plus.

  Indépendamment des questions techniques (qui ne constituent pas un détail), la fusion nucléaire est considérée comme prometteuse par les quantités d’énergie qu’elle pourrait produire et par le peu de radioactivité qu’elle génère, notamment au niveau des déchets et comparativement à celle émise par les centrales à fission.

  Ceci ne doit pas nous dispenser d’une réflexion plus générale (qui ne fait en aucun cas partie de l’étude de Pour la Science) : 

  Même en admettant que la fusion finisse par fonctionner, et même en admettant que les problèmes de radioactivité soit si minimes qu’ils en soient acceptables, un tel succès sera-t-il un bienfait pour l’humanité ? Une source pratique et infinie d’énergie serait-elle potentiellement écologique ?  Si l’homme n’a plus de barrière à son pouvoir, ne risque-t-il pas d’être tenté de mettre toute la planète sous sa coupe ?   Si l’énergie n’est plus, ni rare, ni polluante (ce rêve qui réunit les écologistes et les économistes en une touchante unanimité), alors l’homme ne macadamisera-t-il pas l’ensemble de la planète pour la transformer moitié en routes et autoroutes, moitié en villes, usines et bureaux ?

  En un mot, les contraintes énergétiques et même écologiques que nous subissons actuellement, ne sont-elles pas en réalité de précieux garde-fous ? On aimerait entendre les écologistes sur ce point. (voir sur ce même site l'article :  Energie facile: Et si ce rêve était un chauchemar ! ) 

 

  Pour leur part, Science et Vie (6) et Sciences et Avenir (7) consacrent tous deux quelques pages à l’éruption de l’Eyjafjöll qui a mis en émoi le ciel européen. C’est l’occasion pour les deux revues de nous rappeler la modestie de cette éruption (même si la présence de glace à, au contact de la lave, favorisé l’émission de particules dans l’atmosphère). C’est un appel à reconsidérer les choses avec modestie. De grandes éruptions comme la Terre en connaît régulièrement feraient beaucoup plus que paralyser quelques jours le trafic aérien au-dessus d’un continent.

  Notre société industrielle et consommatrice, notre démographie nombreuse s’est bâtie sur une relative clémence des conditions climatiques et géologiques. La planète connaîtra des périodes volcaniques beaucoup plus intenses et des changements climatiques puissants (de nouvelles périodes glaciaires par exemple). Nous devrons nous y adapter.

  Notons que les deux revues disent aussi un petit mot du nucléaire. Science et Vie (8) en évoquant les difficultés de la filière EPR et Sciences et Avenir (9) par la brève description d’un projet de réacteur à fission à longue durée de vie (100 ans).

 _____________________________________________________________________________________________

 

(1) Pour la Science, La fusion nucléaire sera-t-elle un jour exploitable ? Numéro 392, juin 2010, pages  27 à 45, article de Michael Moyer et Christine Labaune. 

(2) Dans le Soleil et les étoiles, c’est la gravité qui maintient la matière confinée.

(3) L’eau lourde, malgré ses liens avec l’industrie nucléaire n’est en aucun cas un produit radioactif, elle sert de ralentisseur de neutrons et permet, dans certains réacteurs de favoriser les réactions de fission (en aidant à la capture des neutrons). L’eau lourde (et une autre variété, dite eau semi-lourde où, seul un des deux noyaux d’hydrogène est remplacé par du deutérium) est naturellement présente en petite proportion dans l’eau des océans. C’est pourquoi le deutérium (à la différence du tritium, très rare parce qu'il est radioactif et de courte période) est largement disponible sur Terre. Notons également que, dans les armes nucléaires (les bombes dites H) ce sont aussi ces deux isotopes (deutérium et tritium) qui sont utilisés et non l’hydrogène classique comme dans le Soleil.

(4) Le volume de la chambre de fusion d’ITER est d’environ 200 mètres cubes.

(5) Le tritium serait généré par impact des neutrons sur du lithium que l’on ferait circuler dans les parois du réacteur.

 (6) Science et Vie : Volcan islandais : L’éruption qui a paralysé l’Europe, numéro 1113, juin 2010, pages 14 à 21.

 (7) Sciences et Avenir : Volcans : Le grand réveil, article de Azar Khaltabari et Rachel Mulot, numéro 760, juin 2010 pages 10 à 16.  

(8) Science et Vie : EPR : Les quatre erreurs de la filière française, article de Vincent Nouyrigat, même numéro, pages 86 à 97. 

(9) Sciences et Avenir : Un réacteur nucléaire peut-il fonctionner cent ans ? même numéro, pages 82 et 83.

 

 

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Published by Didier BARTHES - dans Revue de presse
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Bertrand 10/10/2010 14:22


Le travail de la science et de l'esprit est toujours celui du long terme, mais il n'y aucune raison de limiter cette exploration car l'homme semble fait pour découvrir les secret de la nature et de
l'univers, ce qui est précisemment l'enjeu derrière la fusion et surtout la science de l'atome en général.

Regardez cette vidéo très instructive de Jean Robieux, l'inventeur de la fusion par laser, qui explique que si l'on était pas entré dans une société du court terme il y a 40 ans, la fusion serait
déjà là:

http://www.dailymotion.com/video/xdsi98_la-fusion-nucleaire-par-laser-jean_news


Didier BARTHES 13/10/2010 09:20



Mes remarques n'avaient, bien sûr, pas pour but de limiter l'exploration et la connaissance. Mais je maintiens certains doutes quant à l'avenir de la fusion
nucléaire, trop d'aspects techniques sont loin d'être résolus. Entre autres, (et pour la fusion par laser aussi) la récupération de l'énergie qui serait éventuellement dégagée (en sus de celle
dépensée).


Je ne sais si on peut suivre Jean Robieux ? Que se serait-il passé si... ? Mystère. De toute évidence c'est un chantier technologique extrèmement vaste et
compliqué.


Cordialement



kelux 01/06/2010 23:55


Même si vous le regrettez, vous semblez dire que la fusion nucléaire est une source d'énergie inépuisable.
Or vous mentionnez l'utilisation de lithium afin de produire le tritium. Les réserves mondiales de lithium me semblent tout sauf infinies.
Par ailleurs, qu'en est-il du deutérium ? Même s'il est « largement disponible sur Terre » cela ne signifie pas qu'il se renouvelle.
Bref même si nous maîtrisions la fusion nucléaire, nous n'aurions pas pour autant, me semble-t-il, une source d'énergie infinie.


Didier BARTHES 02/06/2010 11:17



Bonjour,


Oui, sans doute aurais-je dû écrire: "ce qui est perçu comme une corne d'abondance" plutôt que "corne d'abondance" simplement.


Stricto sensu, vous avez raison les réserves de combustibles et de produits nécessaires à la fusion ne sont pas infinies. Mais, quand même, elles sont vastes
même si pour le lithium la situation sera  d'autant plus serrée que les batteries pour tous usages semblent devoir y faire de plus en plus appel, (il y aura concurence).


Cependant malgré cela, la fusion, par son rendement et par les produits utilisés peu offrir des réserves de production énergétiques sans commune
mesure avec celles que proposent  les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon).


En effet,  il est probable qu'au niveau mondial la quantité de lithium nécessaire aux centrales à fusion restera absolument marginale. (on a pas besoin de
fabriquer des dizaines de milliers de tonnes de tritium, nous sommes dans le cardre de mécanismes nucléaires où les quantité de matières en cause sont infimes à l'échelle planétaire).


Quant au deutérium, lui non plus n'est pas en quantité infinie, mais l'eau lourde (et l'eau dite semi-lourde) représentant quelques dix millièmes des
océans, les réserves sont  d'un autre ordre de grandeur que ce que l'on peut imaginer nécessaire aux  besoins humains. Là aussi nous avons besoin de toutes
petites quantités (à l'échelle des océans).


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