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Fusion nucléaire: des scientifiques allemands lancent un "soleil artificiel"
Issu de la fusion nucléaire, ce nouveau réacteur baptisé "stellarator" et surnommé "soleil artificiel" pourrait bientôt fournir une énergie propre.
On s’est longtemps interrogé sur l’origine de l’énergie rayonnée par le soleil ; en 1938 Hans Bethe a montré qu’elle ne pouvait provenir que de réactions cycliques de fusions nucléaires entre des noyaux légers, comme ceux notamment d’hydrogène, d’hélium, de lithium et de carbone. Les énergies dégagées par ces réactions permettent d’atteindre des températures de plusieurs millions de degrés à l’intérieur du soleil ; l’auto - entretien de la fusion est assuré par la permanence de ces réactions, des températures élevées et permet ainsi de ne dépenser que peu de « combustible » nucléaire, donc peu de masse solaire ; c’est pourquoi notre soleil est assuré de « vivre » encore quelques milliards d’années.
De toutes les réactions de fusion entre les noyaux légers,
c'est la fusion du deutérium et du tritium,
deux isotopes lourds de l'hydrogène,
qui est considérée comme la plus prometteuse
car elle dégage plus d'énergie. - 17,6 MeV - que les autres réactions de fusion.
Très rapidement les physiciens ont su réaliser des expériences de fusion nucléaire d’abord à l’échelle du laboratoire, puis en vraie grandeur : ce furent les premières explosions thermonucléaires de fusion nucléaire « non contrôlée » de Bikini en 1949 qui ouvrirent l’ère des recherches sur la fusion contrôlée sur terre. Pourquoi ? l’hydrogène, l’hélium, le carbone sont des éléments très abondants sur terre, et donc maîtriser la fusion nucléaire c’était maîtriser une source d’énergie dont le combustible est potentiellement inépuisable.
Une technique imaginée par des physiciens russes dans les années 60, fait aujourd’hui l’unanimité : il s’agit du tokomak, un anneau magnétique enfermant et chauffant fortement les particules (plasma) devant fusionner. Ces particules ionisées sont parfaitement confinées dans une sorte de « chambre magnétique circulaire » invisible et n’entrent pas au contact de l’enceinte expérimentale.
Neuf ans de construction, un milliard d'Euros d'investissement, mais la potentielle création d'une énergie propre. C'est la réjouissante promesse de « SELLARATOR », un réacteur basé sur la technologie de la fusion nucléaire, surnommé par certains "soleil artificiel". Les recherches, en tout cas, progressent.
C'est ce qu'ont annoncé jeudi 10 décembre 2015 des physiciens allemands de l'Institut Max Planck de physique des plasmas (IPP).
Le plasma d'hélium s'est maintenu un dixième de seconde
Le procédé consiste à soumettre des atomes d'hydrogène à des températures allant jusqu'à 100 millions de degrés Celsius afin d'obliger leurs noyaux à fusionner, générant ce faisant de l'énergie. La très haute température provoque la formation d'un plasma, qu'il faut empêcher de refroidir et maintenir confiné suffisamment longtemps afin d'atteindre la fusion, et donc la création d'énergie [e=mc²]. Les physiciens allemands ont commencé jeudi à tester leur colossale machine Wendelstein 7-X en la faisant créer un plasma avec de l'hélium. "Nous sommes très satisfaits", a déclaré Hans-Stephan Bosch, dont le département est responsable du fonctionnement du réacteur. "Tout s'est passé comme prévu", a-t-il indiqué. Le premier plasma d'hélium formé dans la machine de 16 mètres de large s'est maintenu un dixième de seconde et atteint une température d'environ un million de degrés.
La fusion nucléaire, ce saint Graal
L'équipe va ensuite tenter de prolonger la durée du plasma et de déterminer la meilleure façon de le produire. En janvier, les scientifiques utiliseront l’hydrogène, réel objectif de leur étude. L'énergie tirée de la fusion nucléaire est considérée comme le saint Graal des énergies propres, présentée comme illimitée. Elle ne présente pas par ailleurs les dangers associés à l'énergie nucléaire, avec ses questions de sécurité et ses déchets radioactifs de milliers d'années.
Plusieurs pays se sont déjà lancés dans la course pour la construction d'un réacteur, comme le projet international de réacteur expérimental « ITER »
Une technologie encore très chère
ITER, dont le siège est situé dans le sud de la France à Cadarache, construit un tokamak, machine en forme d'anneau permettant une fusion nucléaire. Mais, pénalisé par des problèmes techniques et de coûts, Iter doit encore mener sa première expérience près de dix ans après le lancement du projet.
« Le chantier ITER ne dort jamais.
Quand la nuit tombe, une autre équipe prend le relais ».
D'autres réacteurs expérimentaux de taille bien plus modeste sont également en cours de développement
aux Etats-Unis et en Grande-Bretagne, mais leur financement reste un problème chronique.
fusion nucleaire controlee au Royaume Uni
PROTON NEUTRON
PROTON NEUTRON
PERSPECTIVES ÉNERGIES 2050
(Connaissance des Énergies, avril 2018)
https://www.connaissancedesenergies.org/perspectives-energies-2050
Près d'une cinquantaine de contributeurs, industriels, chercheurs, professeurs, responsables de grandes administrations ont présenté leur «Perspectives Énergies 2050». Nonobstant la diversité des rédacteurs, un grand nombre de points de convergence apparaissent.
Convergences sur la difficulté du travail prospectif et l’impossibilité structurelle à prévoir les ruptures. L’augmentation de la population mondiale, son urbanisation dans des villes fréquemment situées à côté des mers et océans forgent le contexte humain et géographique commun.
La nécessité de lutter contre les émissions de CO2 est incontestée.
La demande mondiale d’énergie en 2050 est prévue stable ou en hausse par la quasi-totalité des contributeurs, face à une offre où, globalement, l’énergie ne manquera pas.
Pour tous, l’électricité s’imposera en tant qu’énergie finale, en forte croissance si ce n’est dominante. Sa distribution sera moins centralisée et organisée dans des réseaux intelligents.
Dans des proportions variées, les énergies solaire, éolienne et gazière devraient se développer. L’importance du stockage d’électricité est soulignée tout comme ses insuffisances technologiques actuelles et l’attente de progrès majeurs.
Pour finir, la nécessité d’efforts de sobriété et d’amélioration d’efficacité énergétiques est unanimement affirmée.
Au-delà de ces convergences, apparaissent des vues prospectives diverses, voire opposées. Certains rédacteurs prévoient, face à la nécessité de lutter contre le réchauffement climatique, des transitions énergétiques rapides alors que d’autres soulignent le long horizon de temps des investissements énergétiques imposant des évolutions lentes. De la même manière, une taxation du CO2 plus ou moins universelle est à portée de main pour les uns et quasi inaccessible pour les autres.
La structure de la fourniture d’énergie ne fait aucun consensus.
Pour les uns, en 2050, les énergies fossiles resteront largement majoritaires avec un pétrole maintenant plus ou moins son usage au niveau de production actuel et un charbon, certes « propre », continuant à être largement exploité.
Pour d’autres, en 2050, les énergies renouvelables seront devenues dominantes. L’hydrogène sera pour les uns un vecteur structurant, surtout pour les transports, alors qu’il est souvent par ailleurs totalement ignoré.
Un fort développement de l'énergie nucléaire n’est pas un scénario réellement envisagé, sauf exceptions. En revanche, son maintien, voire une croissance modérée, est retenu fréquemment. La dispersion d’opinions porte en grande partie sur sa mise en oeuvre : 3e génération, 4e génération, petits réacteurs ?
Si l’importance de la recherche et développement dans les domaines de l’énergie est fréquemment soulignée, certains attendent et considèrent comme acquis l’apport d’avancées substantielles, voire de ruptures, d’autres soulignent le caractère imprévisible des fruits de la recherche et la faiblesse des niveaux d’investissement.
Outre ces convergences et divergences, des approches spécifiques ont été présentées. Pour n’en citer que trois, retenons la criticité de la forte consommation de ressources minérales (par exemple le lithium) pouvant déboucher sur des impasses de disponibilité, la problématique de la consommation croissante d’énergie électrique dans un monde toujours plus numérisé et l’importance de la prise de conscience individuelle d’une responsabilité énergétique.
Pour finir, comment ne pas souligner le pessimisme général quant à l’atteinte des objectifs de la COP21.
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