par Davidoulia » 06 Avr 2005, 10:22
Je suis en désaccord avec le réseau "Sortir du nucléaire" mais il est faux de dire qu' on ne trouve aucune explication de la fusion sur leur site.
En effet, sur le site de "sortir du nucléaire" on peut trouver :
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Fusion
Après nous avoir promis la lune,
le nucléaire nous promet le soleil…
Après le nucléaire de fission, les nucléophiles nous font miroiter l’avenir énergétique radieux qu’offrirait la fusion thermonucléaire contrôlée.
Il s’agit simplement de reproduire les conditions physiques qui règnent dans le soleil pour obtenir, de manière sûre, non polluante et sans utilisation militaire possible, de l’ énergie électrique en quantité quasi illimitée.
L’AG du Réseau “ Sortir du nucléaire ” et les Verts se sont prononcés contre le projet international ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) et sa version édulcorée ITER-FEAT pour lequel les sites de Cadarache (Bouches du Rhône) et de Vandellos (Catalogne-Espagne) posent leur candidature.
Pour mieux comprendre, entrons dans les détails.
Fusion- fission quelle différence ?
Dans la fission, les noyaux d’uranium, sous l’impact de neutrons, éclatent en libérant de l’énergie et des neutrons qui, à leur tour, font éclater d’autres atomes d’uranium.
Dans la fusion, au contraire, des noyaux légers d’hydrogène fusionnent pour donne un noyau plus lourd d’hélium. La réaction produit aussi des neutrons qui emportent 80% de l’énergie produite.
Comment faire pour réaliser la fusion ?
La façon la plus “ simple ” est de prendre deux formes particulières d’hydrogène : le Deutérium qui existe dans la nature et le Tritium, radioactif, qu’il faut fabriquer.
Pour amorcer la réaction dans ce mélange il faut chauffer, mais la réaction ne démarre qu’à partir d’une température de 100 millions de degrés.
Comment peut-on chauffer ce mélange ?
Le procédé envisagé comporte, entre autres, de puissantes décharges électriques, de plusieurs millions d’ampères, dans le mélange pour “ allumer ” la réaction. Vers 100 millions de degré la fusion commence avec deux étapes importantes :
La première ( break-even) est atteinte lorsque l’énergie libérée par la fusion est supérieure à l’énergie dépensée pour le chauffage. A ce stade la réaction s’arrête si on arrête le chauffage.
La seconde (ignition)est atteinte lorsque la fusion s’entretient toute seule lorsqu’on arrête le chauffage.
A l’heure actuelle on sait “ allumer ” la réaction mais elle fournit toujours moins d’énergie qu’il n’en faut pour la déclencher.
Dans quel récipient peut-on réaliser cela ?
Pas question d’un récipient matériel, aucun matériau ne résiste à ces températures. On oblige les noyaux chargés électriquement à circuler dans un volume fermé, une “ bouteille magnétique ”, ayant la forme d’une chambre à air plus ou moins tordue, et cela grâce à des champs magnétiques intenses.
Ce concept, imaginé dans les années cinquante par les chercheurs soviétiques porte le nom de TOKAMAK. Les champs magnétiques sont créés par des bobines parcourues par des courants électriques très intenses. Pour éviter le dégagement de chaleur qui vaporiserait le dispositif, il faut porter ces bobines à une température voisine du zéro absolu (-273°).
Comment récupérer l’énergie ?
L’énergie est emportée surtout par les neutrons qui, n’étant pas chargés électriquement, s’échappent de la bouteille magnétique et sont absorbés par l’enceinte matérielle qui entoure l’ensemble et s’échauffe. Un dispositif de refroidissement extérieur permettrait de vaporiser de l’eau et de produire de l’électricité dans une turbine à vapeur classique.
A partir de là de nombreux problèmes se posent
-L’étanchéité des “ bouteilles magnétiques ”.
-La coexistence d’un plasma à 100 millions de degré et des bobines voisines du zéro absolu.
-Les parois matérielles de l’enceinte sont soumises à un flux de neutrons intense qui disloque les réseaux cristallins. Aucun matériau, à ce jour, ne peut résister longtemps à cette agression. On a le même problème avec des flux bien moins importants dans les réacteurs à fission (formation de fissures).
-Lorsque la réaction se déclenche elle produit des éléments qui “ encrassent ” le mélange
il faut, en permanence le débarrasser de ces scories.
-Le projet ITER ne pense pas atteindre le stade de l’ignition. La réaction demande alors un chauffage permanent qui exige des puissances considérables. Elles devront être fournies par d’autres centrales nucléaires (à fission celles là) à travers des lignes à THT.
Le projet serait donc un simple amplificateur de puissance.
-Les parois sont rendues fortement radioactives par le flux de neutrons. Les opérations de maintenance ne peuvent être faites qu’avec des robots.
-La production de Tritium dans la chambre elle-même.
A coté de cela nos réacteurs nucléaires à fission font figure d’outils préhistoriques.
De l’aveu même des spécialistes il n’est pas envisageable d’avoir un prototype avant une cinquantaine d’années et personne ne se hasarde à donner une date pour un outil industriel.
Le contexte administratif n’est pas plus simple
Un tel projet n’est pas à la portée d’un seul pays, ni même de l’Europe, Il a donc fallu monter une organisation internationale réunissant au début l’Europe, la Russie, le Japon, les USA. Après étude, et malgré une révision à la baisse des ambitions du projet, les USA se sont retirés du projet considéré par eux comme incapable d’atteindre un jour un stade industriel rentable. En janvier 2003 Les USA sont revenu et la Chine demande également a participer … mais à la marge, avec une participation réduite à 10%… pour voir.
A la complexité technique s’ajoute donc la complexité de gestion et les difficultés politiques en particulier pour le choix d’un site d’implantation. Quatre sites sont actuellement en concurrence dont deux sites européens : Vandellos en Catalogne et Cadarache en France, on attend un choix définitif avec un arbitrage politique dans le courant de cette année.
Pourquoi nous disons non à ce projet
Cette technologie, accessible peut-être vers la fin du siècle aux pays les plus développés, ne peut répondre aux besoins urgents (dans les décennies à venir) pour permettre le développement des pays du sud et répondre à la crise écologique (fin des ressources fossiles et changement climatique).
Les investissements importants que nous devrons faire sur le projet, estimé aujourd’hui à 5 milliards d’euros dans sa version allégée ITER-FEAT(surtout si le site choisi est en France), seront autant de moins pour les filières dans lesquelles nous sommes déjà lamentablement à la traîne (énergies renouvelables et efficacité énergétique) avec 2% de crédits publics pour la recherche et le développement et une réduction cette année de plus de 30% du budget de l’ADEME.
La production de déchets radioactifs ne sera vraiment moins grande que si le stade de l’ignition est atteint. Sinon (et c’est le cas du projet ITER-FEAT) il faudra alimenter le réacteur avec les puissances considérables provenant de centrales classiques à fission.
Certains évoquent d’ailleurs la possibilité que ce projet soit utilisé comme point de départ d’un réacteur hybride (fusion-fission) dans lequel les neutrons produits par la réaction de fusion serviraient à déclencher une réaction de fission dans l’enveloppe constituée d’un matériau fissile. Dans cette hypothèse il y aurait production d’éléments radioactifs lourds.
L’intérêt des militaires pour la fusion thermonucléaire est très important. En témoigne le projet “ mégajoule ” qui utilise un autre procédé de fusion thermonucléaire. Le CEA dont la Direction de la Recherche sur la Fusion Contrôlée (DRFC) pilote actuellement le projet ITER a une Direction des Applications Militaires (DAM). L’étanchéité des deux directions est loin d’être garantie. A ce propos, le renouveau d’intérêt des Etats Unis pour le projet semble plutôt lié aux perspectives militaires qu’à un changement d’appréciation sur son intérêt économique.
Risques liés au site d’implantation de Cadarache :
La nécessité d’acheminer la puissance électrique considérable (plusieurs gigawatts) impose la création de lignes HT supplémentaires.
Destruction des riches milieux de la forêt domaniale de Cadarache.
Elargissement des routes menant au site pour faire passer les transporteurs de pièces volumineuses du réacteur
Pas de protection contre les séismes de magnitude 6 (survenu en 1909)
Pas de protection contre les chutes d’aéronefs.
Alain DORANGE
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ou encore :
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FUSION NUCLÉAIRE
SOLUTION D'AVENIR, SOLUTION MIRACLE ?
Rappelez-vous : vers la fin des années 1970, les centrales nucléaires ne devaient être qu'une solution transitoire au problème de l'énergie. Avant la fin du siècle, le relais devait être pris par les surgénérateurs, puis par les centrales à fusion, garantes d'une énergie illimitée et sans déchets. On a vu ce qu'il est advenu de Superphénix ! Alors, où en est-on avec la fusion nucléaire, solution miracle ou déception en puissance ?
Fission et fusion, les deux mots désignent à des réactions concernant les noyaux des atomes, mais la similitude s'arrête là. La fission, que (presque) tout le monde connaît, correspond à la brisure spontanée de certains noyaux atomiques lourds en plusieurs fragments plus légers. L'énergie de liaison (la colle) est libérée, et le tour est joué, avec toutes les contraintes que l'on connaît.
Pour ce qui concerne la fusion, c'est un peu le contraire. on prend deux noyaux très légers - deux isotopes (cousins) de l'hydrogène, le deutérium et le tritium - et si l'on est capable de les rapprocher suffisamment, ils fusionnent, c'est à dire qu'ils se transforment en un noyau d'hélium énergétique, et un neutron. L'énergie disponible, ici, vient en fait de la « récupération » de la force de répulsion qui empêche naturellement les noyaux de fusionner spontanément. Et c'est effectivement ce qui se passe au centre du soleil. Le problème, dans ce cas, est d'arriver à rapprocher les atomes, pour démarrer la fusion. Le choix aujourd'hui est de démarrer avec un plasma : gaz de deutérium et de tritium porté à très haute température (deux millions de degrés), à haute pression (au moins deux atmosphères) et assez longtemps (au moins deux secondes) pour que la réaction démarre, et le tour est joué...
Séduisant, mais...
A priori, la fusion n'a que des avantages le combustible (deutérium et tritium) est relativement abondant, aisé à préparer. La réaction elle-même demande à être approvisionnée en continu, il n'y a donc pas de risque d'emballement ou de réaction incontrôlée : quand on coupe le robinet d'arrivée du plasma, tout stoppe. Autre avantage, peu de déchets : la réaction produit de l'hélium, un gaz bien inoffensif, et bien sûr des neutrons qui, eux, vont activer la structure du réacteur lui-même. II est faux de dire que la fusion ne produit pas de déchets radioactifs, mais il faut reconnaître que le problème est de bien plus faible ampleur qu'aujourd'hui avec la fission.
Le problème de la fusion est d'abord technologique: il faut bien une chaudière pour y créer et entretenir la fusion, mais quelle matière peut résister à deux millions de degrés ? D'autant que si le plasma se refroidit en touchant des parois froides, tout s'arrête. Comment apporter le combustible (le plasma) en continu, alors qu'il est plus froid, et garantir sa pureté pour qu'il ne pollue pas la réaction ?
Le choix qui a été fait en Europe, à la suite d'une idée russe, est de confiner le plasma dans un « Tokamak » sans qu'il touche de parois, en le maintenant dans un champ magnétique intense. La « chaudière » a une forme de tore (comme une chambre à air de pneu), entourée d'aimants très puissants. Bien sûr, les aimants en fonctionnement consomment pas mal de courant. II ne sera donc pas évident de récupérer plus d'énergie que l'on en consomme. La logique est alors de construire des réacteurs à fusion de grandes dimensions. II existe actuellement un tel réacteur, relativement modeste, destiné à la recherche le JET (joint European Torus). En 1991, la fusion a effectivement été observée, mais avec un dégagement d'énergie encore insuffisant pour que la réaction se poursuive d'elle-même.
Un avenir plutôt mitigé
Tout naturellement, dès la création du JET, il était prévu de passer à l'étape suivante un prototype de démonstrateur, capable de prouver la faisabilité industrielle. Pour ce faire, les États-Unis, l'Europe, le japon et la Russie avaient prévu de joindre leurs énergies en construisant ITER (International Thermonuclear Réactor) qui devait voir le jour en 1994-1998 Depuis lors, les États-Unis se sont retirés, jugeant que le jeu n'en valait pas la chandelle, même si quelques équipes continuent de travailler sur la physique des plasmas en connexion avec la fusion. L'an dernier, le JET a officiellement été prolongé de trois ans, et au printemps 2001 un nouveau schéma pour ITER sera proposé, en retrait par rapport aux ambitions initiales (avec la moitié du budget initial) puisque ne permettant toujours pas de réaliser complètement une fusion contrôlée et entretenue... Construit où ? Quand ? Personne ne le sait encore...
Depuis vingt ans, une solution à cinquante ans...
En résumé, on peut dire que la fusion industrielle est encore un rêve (ou un cauchemar, c'est selon) bien lointain.
Manque évident d'intérêt, malgré les quelque sept milliards de francs de budget mondial, difficultés technologiques énormes : on peut quasiment dire que le programme de recherches est en survie. Un exemple : les programmes liés à la fusion regroupent quelque deux mille chercheurs de par le monde, qui sont confrontés au plus haut taux de mobilité dans la recherche. Ça part et ça vient...
II y a une bonne vingtaine d'années, il était de bon ton de prévoir la fusion à une échéance de cinquante ans. Plus de vingt ans après, l'échéance n'a pas changé. C'est toujours cinquante ans.
Jean-Marie BROM
Groupe de scientifiques pour l'information
sur l'énergie nucléaire (GSIEN)[/quote]
