Avenir
     Géopolitique

Oui, mais... Attention !

Tout le monde n'est pas d'accord, et il est des obstacles qui seront difficiles à franchir. Sil n'est pas question à l'instar de certains écologistes qui voudraient nous voir vivre comme des hommes des cavernes ;) de tout stopper et noircir le tableau ; au surplus de ne préconiser que des solutions alternatives "douces" telle l'énergie produite par éolienne, solaire ou carburant à base d'huile recyclée (solutions qui ne règlent pas le problème posé par l'alimentation en énergie de grandes productions), il n'en faut pas moins, munis des expériences passées, avoir beaucoup de circonspection quant à la capacité de nos gouvernements et nos scientifiques à ne pas s'obstiner dans une voie qui nous conduirait... au même résultat (à peu de chose près) qu'aujourdh'ui face au nucléaire (production d'énergie par fission).

Pourquoi ?

Le projet est séduisant, sa conduite à des exigences

"Pour que la réaction puisse se réaliser et produire de l´énergie, il faut des conditions très spécifiques. En effet, la fusion de deux noyaux ne se réalise que s´ils se rapprochent suffisamment l´un de l´autre ; or, ceux-ci sont chargés électriquement et se repoussent par conséquent fortement.

Pour vaincre cette répulsion, le mélange deutérium/tritium doit être porté à très haute température et suffisamment dense ; et ceci pendant un temps suffisant !

Une température supérieure à 100 millions de degrés est ainsi nécessaire pour que le mélange alors appelé plasma devienne fonctionnel. Un apport considérable d´énergie est donc indispensable. A ce jour, aucune expérience n´a permis de libérer une puissance au moins égale à celle fournie pour le chauffage du mélange!

A de telles températures, se pose aussi le problème du confinement : aucun récipient matériel ne peut contenir un plasma aussi chaud. Dans le cas du soleil, le confinement est assuré par la gravitation. Chose impossible à récréer à l´échelle d´une machine, à moins de construire une machine de la taille d´un astre! Dans le confinement envisagé pour ITER, c´est à l´aide de champs magnétiques intenses que le plasma sera piégé dans une zone torique (forme d´une chambre à air). Ces importants champs magnétiques demandent eux-mêmes une importante alimentation électrique et une technologie complexe (les aimants supraconducteurs refroidis à près de –270ºC !). Ainsi, les rares succès de courants de plasma ont seulement duré quelques dizaines de secondes.

Bref, derrière un principe apparemment simple, la fusion exige de surmonter un ensemble de problèmes technologiques qui constitue un obstacle peut-être à jamais infranchissable.

Si la fusion apparaît comme un sujet de recherche passionnant pour un physicien, il n´en demeure pas moins qu´au sein même du milieu nucléaire, certains membres sont convaincus que la machine à fusion n´atteindra jamais le stade de la rentabilité économique.

Une technologie propre ?

Le projet ITER, et la fusion plus globalement, n'est pas une technologie propre en soi ! Il faut pour cela trouver des solutions de retraitements ! Ne tombons pas dans ce même piège criminel où nous a conduit le "tout nucléaire".

Lors de son fonctionnement, le réacteur utilisera du tritium. L´ensemble de l´installation va être contaminée par le tritium dont les qualités physico-chimiques identiques à celles de l´hydrogène, lui valent de diffuser facilement à travers les métaux… créant ainsi des rejets dans l´environnement. Selon des estimations, ces rejets seront 10 fois supérieurs aux rejets totaux de tritium émis par les 19 réacteurs allemands! Or, la radio-toxicité du tritium n´est pas sans conséquence sur la santé - contrairement aux discours traditionnels.

De plus, le flux de neutrons créé lors de la réaction de fusion va céder son énergie à la paroi en la chauffant et en activant les matériaux qui la constitue, engendrant ainsi une production d'éléments radioactifs lourds. S´il s´avère vrai que la fusion crée moins de déchets à vie longue, il est néanmoins faux d´affirmer qu´elle n´en crée aucun.

Enfin, chaque année, une portion de l´enceinte - circuits magnétiques compris - devra être changée en raison de l´usure rapide de sa paroi intérieure. Celle-ci constituera un volume important de déchets de très haute activité, de durée de vie plus ou moins longue.

En résumé, le réacteur à fusion présenté comme un réacteur écologique, va produire une nuisance radiologique au moins égale à celle des réacteurs actuels !

Saurons-nous trouver les solutions adéquates ?

La fusion et la prolifération du tritium

Les réacteurs de fusion expérimentaux comme ITER ainsi que les réacteurs à fusion de taille commerciale, posent le problème de la prolifération du tritium. En effet, leur fonctionnement implique l´usage annuel de plusieurs kilogrammes de tritium, c´est à dire des quantités comparables à celles qui seraient utilisées dans un arsenal de plusieurs milliers de têtes nucléaires «dopées» au tritium.

Par exemple, aux USA, le stock de tritium est de l´ordre de 100 kg, il correspond à une moyenne de 10g de tritium par tête nucléaire (source: "ITER : Le réacteur thermonucléaire expérimental, international et … Les implications des sources d´énergie basées sur la fusion thermonucléaire dans la prolifération des armes nucléaires", de André Gsopner et Jean-Pierre Hurni, Institut Indépendant de recherche technologique, janvier 2004).

A ce titre, les discussions actuelles sur le choix du site d´accueil se posent également en terme de prolifération ; la Chine, par exemple, voit d´un mauvais œil le fait que le Japon ait accès à d´importantes quantités de tritium à travers le projet ITER.

A plus long terme, le développement de la technologie de la fusion accentuera ce problème à l´échelle mondiale, à l´instar du nucléaire de fission qui pose aujourd´hui de graves problèmes de prolifération. Il suffira à des pays de prétexter le développement de la recherche sur la fusion pour avoir accès à des quantités importantes de tritium.

A noter par ailleurs qu´au sujet du terrorisme, de faibles quantités de tritium peuvent augmenter considérablement les effets d´une bombe atomique artisanale à la portée d´un groupe terroriste !

Sources: Greenpeace et Sortir du nucléaire

La fusion nucléaire ou réaction «thermonucléaire» expliquée

Par Vidar

C'est en résumé la réaction nucléaire la plus violente existante dans notre univers (exception faite peut-être des phénomènes interne aux trous noirs, autre sujet).

Que se passe t-il en comparaison de la fission. Si peu de chose hormis le fait qu'il s’agit de réactions radicalement opposées.

Fission: On casse des atomes lourds, c'est-à-dire contenant beaucoup de nucléons (un nucléon étant un neutron ou proton au sein du noyau, qui sont eux-mêmes formés de trois quarks) en des atomes plus légers. Cela fournit de l’énergie en quantité importante, mais cela produit également des déchets nocifs (radioactifs) et des rayonnements hautement énergétiques donc fortement dangereux.

Fusion: On prend deux atomes légers: un atome de deutérium et un atome de tritium, on les jette l'un contre l'autre très fort / très vite (puisque Ec= 0.5mv²), on chauffe un peu en même temps: + de 15 millions de degrés Kelvin, et là ils fusionnent pour donner de l'hélium, un neutron est énormément producteur d'énergie, bien plus que la fission.

Dans ce dessin les énergies apparaissent en eV (électronvolt) qui est l'unité commune en physique des particules, remarquons au passage que la température n'apparaît qu'en keV (kilos électronvolt) alors que la particule énergétique (ici le neutron) s'exprime en MeV (méga électronvolt) soit un ordre de grandeur de 1000 entre les deux.

Pourquoi cette énergie apparaît-elle comme par magie ?

Parce que la somme des masses des deux premiers atomes et inférieure à celle de l'hélium.

Cette masse manquante se transforme donc en énergie puisque dans l'univers, du moment ou l'on parle d'énergie: «rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme». comme l'a démontré Lavoisier.

En plus on respecte l'équivalence masse / énergie décrite par une des formules les plus connues au monde: E = mc². (Merci Einstein)

La chaleur, elle, sert à vaincre la répulsion électrostatique naturelle entre les noyaux qui sont tous chargés positivement, et dans ce caldarium les électrons subissent une telle agitation thermique qu'ils sont arrachés de leurs orbites nucléaires autour du noyau, ce qui provoque l'apparition d'un plasma, c'est-à-dire des noyaux sans leurs électrons, donc de charge positive.

Ainsi il faut chauffer encore plus pour vaincre ces forces nucléaires fortes, dites aussi «interactions fortes», qui est la force la plus intense de l'univers et qui fonctionne, selon le modèle standard, par l'échange de particules nommées gluons appartenant à la famille des bosons. Cette force agit par contre sur des distances infimes, de l'ordre de 10-15 mètres (à contrario de la gravité qui est très faible en intensité mais est sensible sur des centaines de milliers de kilomètres, exemple la distance entre la terre et la lune vaut environ 384 000 Km et on perçoit sur les océans et mers les effets des marées).

Voilà pourquoi l'on dit de la fusion qu'elle est une réaction « thermonucléaire », celle-ci n'est pour l'instant possible que dans les étoiles donc notre soleil.

Mais on approche du but, ITER, TOKAMAC et les projets futurs vont bien finir par nous ouvrir la voie...

Pour explorer d'avantage, quelques liens bien plus documentés que mon explication superficielle.

Université du Mans:http://www.univ-lemans.fr

Fusion nucléaire:http://fusionnucleaire.le-site.info

CEA:http://www.cea.fr

e-sio.net:http://www.e-scio.net/structure/fusion.php3

Voilà des liens intéressants pour en savoir plus sur ITER, projet de pointe dans la conception éventuelle des futures centrales thermonucléaires.

Iter-gouv:http://www.iter.gouv.fr/

Cité des sciences:http://www.cite-sciences.fr

Un peu de physique et de technique pour mieux comprendre les enjeux économiques et certains des avantages par rapport à la fission nucléaire.

Benjamin Monteil:http://culture.benjamin-monteil.com/iter.htm

CEA 2:

http://www-fusion-magnetique.cea.fr/iter/iter.htm

CNRS:

http://www2.cnrs.fr/presse/journal/1055.htm

Bonne lecture !