the_oliver_2000 a écrit :Oui, mais cela en vaut-il le coût ?
Les fortunes que l'on va dépenser pour ce projet, les centaines d'ingénieurs mobilisés, risquent de manquer cruellement par ailleurs.
Je pense que ça vaut le coup d'essayer en tout cas.
Quant au coup il n'est pas si énorme vu l'ampleur du projet. Si on le compare à la guerre en irak par exemple cela relativise déjà beaucoup...
Tu pense sérieusement que la fusion a un quelquonque avenir.Dans cinquante ans au plus tôt.Le PPP avec tous les problemes aura décimé une bonne partie de la population mondiale.Pour nos petits enfants, peut etre si les crédits nécessaire à la fusion nucléaire seront encore là....
50 ans au plus tôt on n'en sait rien, de nombreuses pistes sont expérimentées en parallèle en ce moment.
Mais de toutes façons que proposes tu? j'entends crier ici est là que les énergies renouvelables ne suffiront pas.
Le fantasme du "réacteur" à fusion nucléaire ITER
Le Monde, 27/09/05:
ITER, un projet pharaonique
par Jacques Treiner et Sébastien Balibar
Nos deux collègues Gérard Belmont et Stéphane Pasquiers répondent à un certain nombre d'arguments prêtés aux "détracteurs d'ITER" (Le Monde du 3 septembre). Mais ils ne répondent pas aux interrogations liées à la façon de résoudre les problèmes avant que la fusion puisse devenir une source industrielle d'énergie : stabilité du plasma de deutérium et de tritium ; tenue des matériaux de couverture aux neutrons extrêmement énergétiques produits dans une réaction de fusion ; production du tritium in situ pour un fonctionnement en continu.
ITER étudiera la stabilité du plasma, un problème difficile et intéressant, mais il n'est pas prévu qu'il aborde les deux autres. Or cette question des matériaux est cruciale. Personne ne sait, pour le moment, comment la résoudre. Rappelons de quoi il s'agit. La fusion produit des neutrons très énergétiques qui bombardent les parois de l'enceinte de confinement et y induisent une radioactivité "alpha". Cette radioactivité produit de l'hélium, qui migre dans la paroi, se ramasse en bulles de gaz et la fait gonfler. Elle perd alors son étanchéité. Pourtant il est essentiel de maintenir le plasma sous un ultravide poussé si l'on veut le chauffer jusqu'aux températures où les réactions de fusion peuvent démarrer (200 millions de degrés). Idéalement, il faudrait inventer un matériau révolutionnaire qui serait poreux pour que l'hélium puisse s'échapper sans le détériorer mais, en même temps, qui resterait parfaitement étanche pour confiner le plasma sous ultravide.
Poreux et étanche : c'est évidemment contradictoire et personne ne connaît la solution. Ce problème est tellement complexe qu'il est prévu de l'étudier avec une machine spéciale, Ifmif (International fusion materials irradiation facility), que les négociateurs d'ITER ont finalement prévue au Japon, mais dans un avenir incertain. Ce problème de matériau est bien sûr connu depuis longtemps. Faute de le résoudre, la fusion ne produira jamais d'électricité commercialisable. Or Ifmif coûte environ dix fois moins qu'ITER. Pourquoi ne pas avoir commencé par là ?
Quant au tritium, contrairement à ce qu'on lit parfois, il n'existe pas dans la nature. Il devrait être produit en quantités industrielles. Pour cela, il est prévu que les neutrons de la fusion cassent des noyaux de lithium dans une sorte d'immense sandwich toroïdal qui serait inséré à l'intérieur de DEMO, un futur réacteur dont la construction est envisagée après qu'ITER aura produit des résultats (dans vingt ou trente ans).
Mais une seule centrale de 1 gigawatt électrique, comparable à une centrale nucléaire classique (à fission), aurait besoin d'au moins 50 kg de tritium par an, alors que le total des réserves mondiales de tritium est de l'ordre de 20 kg. On voit bien qu'il s'agit d'une autre étape, celle du réacteur de démonstration DEMO, dont il faudrait attendre qu'il ait fait toutes ses preuves avant d'envisager la construction d'une véritable série de réacteurs futurs, qui puissent contribuer d'une manière non négligeable à la production mondiale d'énergie.
Quelques mots du financement. La France contribue à ce projet via la région PACA, qui finance la construction à hauteur de 10 %, mais aussi via Euratom. Cela fait en tout 17 % du projet, soit 85 millions d'euros par an pendant dix ans. Et non 30 millions d'euros comme l'indiquent MM. Belmont et Pasquiers. Le fonctionnement de la machine coûtera sans doute autant. Certes, c'est très peu par rapport aux enjeux de l'énergie à l'échelle mondiale : avec ses profits annuels (environ 10 milliards d'euros), la société Total pourrait se construire deux ITER par an ! Quant à la guerre en Irak, elle a déjà coûté 500 milliards de dollars. Mais - et cela illustre bien la misère de nos laboratoires -, le coût d'ITER pour la France est supérieur à l'ensemble de tous les moyens financiers dont dispose l'ensemble de tous les laboratoires de physique en France (environ 50 millions d'euros). Notre crainte que les dépenses pour ITER soient comptabilisées dans l'effort de recherche français et viennent en déduction du soutien qu'il faut apporter à ces laboratoires pour qu'ils aient une chance de rester compétitifs à l'échelle mondiale est d'autant plus justifiée que l'on se souvient amèrement des effets produits, en son temps, par la construction de la station spatiale internationale, autre projet pharaonique, dont l'utilité est si peu justifiée qu'on est en train de l'abandonner alors qu'elle n'est qu'à moitié construite.
On le voit, la communauté scientifique n'est pas unanime au sujet de ce projet, et il ne s'agit pas seulement de la communauté des physiciens français. Certains pensent qu'ITER représente, à l'heure actuelle, le seul chemin raisonnable ; d'autres estiment que tant que la bonne technologie n'est pas trouvée, il faut explorer plusieurs pistes à la fois et ne pas écraser, par un projet démesuré, les autres chemins d'étude de la fusion contrôlée ; d'autres encore, dont nous sommes, insistent pour qu'on ne sous-estime pas des problèmes qui peuvent paraître secondaires tant que l'on s'intéresse à la physique du plasma mais qui deviennent cruciaux dès lors que l'on envisage un passage à l'échelle industrielle. Ces différents points de vue ne surprennent que ceux qui ont pris pour de l'information scientifique la "com" faite par les porteurs du projet au cours des phases récentes de négociation internationale.
ITER n'est pas une machine de développement technologique : c'est un projet à finalité technologique, encore à l'état de recherche fondamentale. La fusion - à supposer que les problèmes de matériaux soient résolus -, ne semble pas être envisageable avant le XXIIe siècle. Or l'évolution du climat appelle des solutions urgentes.
En effet, les conséquences de la consommation actuelle d'énergie sur le climat ne font plus de doute. 80 % de l'énergie primaire consommée dans le monde est d'origine fossile (pétrole, gaz, charbon). L'augmentation résultante de la teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre conduira à un réchauffement moyen compris entre 2 et 6 degrés, à l'horizon 2 100, suivant les scénarios envisagés. Il semble bien que ce réchauffement, qui augmente les échanges d'eau entre l'équateur et les pôles, s'accompagne d'une amplification de la violence des événements extrêmes : tempêtes, cyclones. Il est donc urgent de diminuer la consommation d'énergies fossiles. Même les recommandations de Kyoto sont timides quant aux risques.
Outre qu'il est indispensable de cesser de gaspiller l'énergie, les deux voies de production propre les plus prometteuses sont le solaire et la quatrième génération de centrales nucléaires à fission. Le solaire est très peu développé (moins de 1 % de l'énergie primaire consommée actuellement), mais il est très abondant : la consommation totale de l'humanité correspond à un dix-millième de l'énergie qui nous parvient du soleil. Outre le solaire thermique et photovoltaïque, d'autres technologies sont explorées pour résoudre le problème du stockage, notamment en Espagne. La France est absente de ces recherches.
La quatrième génération de centrales nucléaires aura l'immense mérite de brûler tous ses déchets lourds, ce qui lui permettrait non seulement de devenir propre mais aussi de fonctionner pendant des milliers d'années, surtout en utilisant la très prometteuse filière au thorium. C'est là que les efforts devraient porter, c'est là qu'ils sont singulièrement insuffisants.
Pour conclure, un bref rappel historique. La fission nucléaire a été découverte en décembre 1938 par Hahn, Strassmann et Meitner. Son interprétation théorique a été éclaircie quasi immédiatement par Meitner et Frisch. La décision américaine de construire un réacteur n'a été prise qu'au début 1942, après Pearl Harbour. En décembre 1942, le premier réacteur divergeait à Chicago sous la direction d'Enrico Fermi : la réaction en chaîne anticipée par Szilard était non seulement possible, elle était sous contrôle. Le nom de Wigner, Prix Nobel de physique pour ses travaux théoriques concernant le rôle des symétries en physique quantique, est associé à la mise au point de nombreuses questions d'apparence technologique, qu'il fallait savoir formuler avant de les résoudre. Au total, il ne s'est écoulé que trois ans entre la découverte de la fission et la mise au point du premier réacteur, laquelle n'a pris en réalité que quelques mois.
Par comparaison, l'idée de la fusion thermonucléaire est là depuis cinquante ans, et le fonctionnement en continu du réacteur DEMO, qui représente une étape post-ITER, ne semble pas possible avant cinquante autres années. Ce n'est évidemment pas la qualité des personnes qui est en cause mais la difficulté des problèmes à résoudre. A quoi sert de les cacher ?
Jacques Treiner est professeur à l'université Pierre-et-Marie-Curie.
Sébastien Balibar est directeur de recherches au CNRS, Ecole normale supérieure.
La fusion thermonucléaire, nouveau rêve de l'homme : apprivoiser le soleil.
Quel défi, mais que de bluff !!!
Raymond Sené
Voici pour les lecteurs de la Gazette un texte (plus long car donnant plus d'explications) paru dans le Nouvel Economiste du 5 décembre 2003.
En fait de soleil, c'est plutôt le miroir aux alouettes, ce bluff des nucléocrates s'appuyant sur le programme Atom for Peace et la prophétie d'Eisenhower faite à Genève dans les années 50, "l'énergie nucléaire va fournir à l'humanité de l'énergie gratuite en quantité illimitée".
Il s'agissait à l'époque de l'énergie de fission.
Pour faciliter la compréhension des problèmes, faisons un peu de technique.
La fusion consiste, à l'inverse de la fission (casser des "gros noyaux") à rapprocher suffisamment deux atomes légers pour qu'ils en donnent un plus gros (la somme des masses des produits finaux de la réaction étant plus faible que la somme des masses des produits initiaux, la différence est convertie en énergie). Pour que cette opération de rapprochement présente un intérêt, il faut des conditions très particulières : envoi d'un grand nombre d'atomes (la densité) l'un contre l'autre, avec la plus grande vitesse possible (la température) et pendant le plus long temps possible (le temps de confinement). Avec ces trois paramètres a été défini un critère, le critère de Lawson, qui doit indiquer à partir de quand le système est censé fonctionner.
Depuis longtemps les physiciens nucléaires savent faire "à l'unité" ces réactions (deutérium + tritium), mais comment arriver à la fusion "entretenue" productrice d'énergie? Comment parvenir à utiliser ce fameux tritium sans tout contaminer?
Donc que signifie fonctionner? Qu'appelle-t-on énergie produite? L'énergie libérée par réaction multipliée par le nombre de réactions ou l'énergie envoyée sur la ligne électrique, déduction faite de la consommation de la machine, sans oublier la cafetière électrique de l'ingénieur de sûreté radioprotection d'astreinte?
À ce niveau apparaissent deux petits "détails" permettant de faire comprendre les principaux mensonges concernant la fusion : elle utiliserait un combustible quasi illimité qui se trouve dans l'eau de mer et elle serait propre au point de vue radioactif.:
· Le premier, et non le moindre, est qu'il faut non seulement du deutérium, l'isotope de masse 2 de l'hydrogène mais aussi du tritium, l'isotope de masse 3 de l'hydrogène, radioactif. S'il est possible d'extraire le deutérium de l'eau de mer (à quel coût énergétique? (*)), par contre le tritium, isotope radioactif de l'hydrogène de courte période (12,26 ans) se trouve en très faible quantité dans la nature, d'où la nécessité d'en fabriquer, en grandes quantités en faisant réagir les neutrons avec le fluide caloporteur, du lithium en l'occurrence. Puis il faudra l'extraire, le stocker avant de l'injecter dans l'enceinte en fonction des besoins.
Pour un réacteur de 1000 MW, 15 à 20 kg de tritium seront nécessaires pour 2 à 3000 heures de fonctionnement (20 kg de tritium représentent une activité de 200 millions de curies soit 7,4.1018 Bq, - des milliards de milliards de Bq). L'installation va donc être contaminée par le tritium, car ce radioélément, tout comme l'hydrogène dont il a les mêmes propriétés physico-chimiques, diffuse facilement à travers les métaux et n'est pas du tout inoffensif pour la santé contrairement aux discours traditionnels.
· Le second est que les neutrons doivent traverser la structure de la chambre de combustion si on veut espérer récupérer de l'énergie. Ces neutrons vont activer les matériaux, créant de très importantes quantités de radioéléments de période plus ou moins longue. Sur le plan de la radioactivité, ces réacteurs, si un jour ils fonctionnent, n'auront rien à envier aux réacteurs à fission.
De plus, chaque année une portion de l'enceinte, circuits magnétiques compris devra être changée en raison l'usure très rapide (environ 5 cm par an,) de sa paroi intérieure et constituera un volume important de déchets de très haute activité, de durée de vie plus ou moins longue.
En résumé, ce type de réacteur, présenté par ses promoteurs comme écologique (!), sans déchets radioactifs (pas de "cendres" contenant des produits de fission) va produire une nuisance radioactive au moins égale, si ce n'est plus importante, que les réacteurs actuels.
Comprenons bien qu'il s'agit de la description futuriste d'un réacteur.
En effet, pour le moment les machines (JET, TORE SUPRA et même ITER) ne sont pas des réacteurs et l'on n'a jamais employé de tritium dans ces appareils de recherche sauf dans le JET, au dernier moment juste avant de l'arrêter définitivement. La raison en est la radioactivité. Il est en effet impossible de changer les paramètres et de faire des recherches avec un appareil où du tritium aurait été injecté. Sa radioactivité et l'activation des matériaux de structure par les neutrons produits interdisent les accès pour manipulations et ce sont des robots qui feraient la maintenance. Or, ITER comme ses prédécesseurs est un outil de recherche, pas un réacteur destiné à fournir de l'électricité.
Maintenant où en sont les recherches ? Régulièrement, par le plus grand des hasards, au moment où vont se décider les lignes budgétaires, la presse fait écho à l'annonce de percées technologiques sur un paramètre essentiel. Mais les chercheurs oublient de préciser que ce record a été obtenu au détriment des autres paramètres. (Serait-ce un sujet de recherche, essentiellement de recherche de crédits !!!)
Aujourd'hui les responsables du projet au Commissariat à l'Énergie Atomique, assurent que la plupart des briques technologiques ont été validées sur diverses petites machines, estimant que les risques technologiques se limitent à l'intégration de toutes ces briques. Leur enthousiasme aurait dû être modéré par la lecture d'un rapport présenté devant l'Académie des Sciences fin 2001 par leur ancien Haut Commissaire Robert DAUTRAY (1). Il explique que la fission a pu se développer grâce à "la linéarité des phénomènes" car "tous les problèmes scientifiques et techniques sont découplés par la linéarité et peuvent être étudiés à part et simultanément dans des installations modestes". Par contre "la fusion thermonucléaire, au contraire, est un phénomène fondamentalement non-linéaire, et ceci vis-à-vis de toutes les fonctions physiques en jeu Il faut donc explorer les uns après les autres tous les niveaux de puissance, y découvrir de nouveaux phénomènes".
Sa conclusion est "pour le moment la fusion thermonucléaire ne peut pas encore être comptée avec certitude parmi les sources industrielles d'énergie n'est-ce pas plutôt un sujet d'étude de physique important auquel il faut assurer un soutien constant, persévérant et à long terme, comme on le fait dans bien d'autres domaines de la physique dans le cadre général des recherches".
Il est clair que pour un physicien c'est un sujet de recherche passionnant, mais il faut raison garder. Ce n'est pas demain que ce processus physique va contribuer au bilan énergétique de l'humanité.
De fait il y contribue déjà par le soleil, mais il s'agit là d'un confinement gravitationnel, et à moins de construire une machine de la taille du soleil
Ce qui n'est pas honnête c'est de faire croire, par média interposés, qu'il suffit de construire "la nouvelle" machine pour aboutir. Nous avons eu droit aux mêmes discours avant le lancement du JET (Joint European Torus, à Culham - UK), puis de TORE-SUPRA (Cadarache). Aujourd'hui il s'agit d'ITER.
En 1980, le directeur adjoint du JET, Paul Rebut écrivait (2) : "Le but du JET est d'obtenir un plasma proche de l'ignition la puissance produite par la réaction D-T devrait être alors voisine de 100MW. Atteindre cet objectif indiquerait que les problèmes de base de la physique d'un réacteur thermonucléaire ont été surmontés.".
Aujourd'hui, en 2003, on annonce que le JET a produit 16 MW en 1997. 16 MW atteint pour un objectif de 100 MW, est-ce à dire que les problèmes de base n'ont pas été totalement surmontés ?
Et de toute façon ces 16 MW ne sont que l'énergie stockée dans le plasma, pas un KW d'énergie n'a été récupéré, et nul part on ne donne la quantité d'énergie dépensée pour obtenir ce résultat.
Puis nous pouvions lire dans la Revue Générale Nucléaire (janvier-février) en 1991, sous la plume du Directeur des Sciences de la Matière au C.E.A. "Des progrès substantiels ont été réalisés dans les problèmes clés de la physique de la fusion que sont le confinement et le contrôle des impuretés qui régissent les divers processus de perte d'énergie ". "L'objectif à moyen terme est la réalisation d'un dispositif nouveau . Cet appareil aura nécessairement une taille importante, sa puissance de fusion pourra dépasser 1000MW. Malgré son coût élevé, sa réalisation est indispensable pour apporter la preuve scientifique et technique de la disponibilité de la fusion. C'est l'aboutissement des recherches des 30 dernières années qui sans cela perdraient leur justification."
Aujourd'hui, dans son rapport annuel 2002 (3), le CEA claironne à propos de TORE SUPRA : "en juillet 2002, le record mondial a ainsi été atteint, avec 4 mn de durée de décharge, ce qui correspond à une énergie extraite de 750 MégaJoules.",
Depuis TORE SUPRA a même atteint 6mn de décharge ce qui correspond à 1000 Mégajoules.
De quel paramètre parle-t-on? De quelle énergie? Pour le béotien, 750 Mégajoules pendant 4 mn, c'est environ 3MW (et 1000 Mégajoules pendant 6 mn c'est encore environ 3MW), donc pas de quoi pavoiser au vu des déclarations précédentes. En particulier au plan énergétique car ces quelques MW ont demandé l'apport d'environ 10 fois plus d'énergie (entre 45 et 70 MW)
Et pour en finir avec le sujet, le CEA écrit dans ce même rapport : "Toutefois, apporter la démonstration de la faisabilité scientifique de la production d'énergie par la fusion, nécessite la construction d'une installation plus grande c'est le projet ITER."
Les arguments n'ont pas changé, est-ce dans un soucis d'économies ?
En matière de fusion thermonucléaire il n'y a pas urgence sauf celle de faire un réel bilan des recherches menées depuis plus de 40 ans.
En tout état de choses, il serait beaucoup plus approprié d'investir massivement dans un programme d'économies d'énergie par la mise en oeuvre de procédés industriels moins "énergivores" et d'utilisations rationnelles et pertinentes de toutes les sources actuellement disponibles.
(1) "L'énergie nucléaire civile dans le cadre temporel des changements climatiques". Rapport à l'Académie des Sciences. Robert Dautray. décembre 2001
(2) "L'énergie thermonucléaire". Cycle de conférences Bernard Gregory. Paul Rebut. 21 octobre 1980
(3) CEA, Rapport annuel 2002 ( voir également
http://www.cea.fr)
(*) Dans un texte du CEA j'ai lu récemment que la quantité de deutérium contenue dans un litre d'eau de mer "donnait autant d'énergie que 300 litres de pétrole". Il faut combien de litres de pétrole pour extraire le deutérium contenu dans ce litre d'eau de mer : électrolyse puis séparation isotopique (ou vis versa), et il aura fallu combien de litres de pétrole pour produire un égal nombre d'atomes de tritium ?
Gazette Nucléaire n°211/212, janvier 2004.
