• Programme FUTURIS de l' U.E. : ITER, Cadarache

  • Besoin d'explication sur des notions de physique-chimie, d'astrophysique, d'électricité ou de magnétisme ?
Besoin d'explication sur des notions de physique-chimie, d'astrophysique, d'électricité ou de magnétisme ?
 #4500  par GAIA
 
Le programme du développement du réacteur ITER, construit à Cadarache, pour reproduire la fusion nucléaire telle qu'elle existe au sein des étoiles, de notre Soleil et permettre de couvrir les besoins en énergie, électricité, des générations futures, s'inscrit dans le développement de la Recherche de la Commission Européenne FUTURIS.

Ce projet que je qualifierais de "pharaonique" est le fruit d'une collaboration entre l' Union Européenne et 5 pays, un pari lancé à des partenaires scientifiques internationaux qui, après maintes controverses politiques et environnementales, ont fini par se déterminer et trouver un accord commun.

Il faudra malheureusement patienter jusqu'en 2035, après de longues années de travail pour qu'un réacteur à fusion nucléaire fonctionne et reproduise l'énergie du soleil "artificiellement".

ITER, sera donc, un réacteur expérimental mais qui fonctionnera à des niveaux d'énergie 20 fois supérieurs à ceux connus lors d'essais plasma.

Le coût de la réalisation et du développement d'ITER s'élèvera à 10 milliards d'euros et l'électricité qu'il produira ne sera jamais commercialisée mais ITER est perçu (car se propulser jusqu'en 2035, c'est un peu risqué pour être sûr que ce projet aboutisse), pour être la dernière étape avant la réalisation des centrales nucléaires du futur estime le spécialiste russe Vladimir BARABACHE (Iter team / Niefa St-Pétersbourg Russie qui, après plusieurs années passées à Carching Munich (Allemagne) va rejoindre avec ses collègues le site de Cadarache.

De nombreux experts internationaux plongent et vont plonger dans une quête scientifique jamais inégalée.

Il faudra attendre 2035 pour qu'un réacteur à fusion nucléaire fonctionne et reproduise l'énergie du Soleil. En effet, actuellement, les chercheurs se heurtent à l'instabilité pour parvenir à la fusion des atomes, due à la chauffe du plasma instable qui ne dure que quelques minutes et ne déclenche pas une réaction thermo-nucléaire.

La physicienne Ursel FANTZ et son équipe / MPI / IPP à Garching en Allemagne, mènent actuellement des recherches pour chauffer le plasma avec des particules d'hydrogène neutre à très grande vitesse.

"Nous avons atteint les niveaux physiques pour le procédé ; nous sommes donc sûrs que ça fonctionne, mais nous n'avons pas encore atteint le niveau nécessaire pour ITER. Actuellement, nous parvenons à chauffer le plasma pour quelques minutes mais il serait nécessaire que nous parvenions à le faire au moins pendant une heure"

Sur le Soleil, d'importantes forces gravitationnelles rendent la fusion de l'hydrogène possible à des degrés libérant d'énormes quantités d'énergie dans l'espace : + d' UNE DOUZAINE DE MILLIONS.

C'est ce processus là que les scientifiques voudraient voir se réaliser sur Terre, une source inépuisable d'énergie et, rien n'allant sans effort, demande un travail colossal et de longue haleine.

La fusion se produit avec des noyaux d'atomes de deutérium et de tritium qui fusionnent en un noyau plus lourd, celui de l' hélium, ce faisant, il y a une décharge d'énergie sous la forme de neutrons à grande vitesse, sur Terre. Dans le réacteur, l'énergie de ces neutrons, doit être captée dans les parois du réacteur de manière à alimenter, en chaleur, un cycle traditionnel de vapeur de production d'électricité.

Gianfranco Federichi (Institut de Physique des Plasmas)
La fusion fonctionne, la preuve est là (...) elle fonctionne à l'intérieur du Soleil, elle permet de maintenir les noyaux d'atomes ensemble et leur donne suffisamment de temps et d'énergie pour réagir ensemble, la réaction se maintient elle-même

Bon, Gianfranco enjolive un peu en se basant sur la fusion nucléaire au sein des étoiles mais, pour l'instant c'est ce qui pose problème : arriver à chauffer le plasma avec suffisamment d'énergie pour arriver à le stabiliser et engendrer une fusion.

A la différence des centrales nucléaires existantes basées sur la FISSION de l'atome, c'est à dire la division d'atomes (merci Mimata, leçon retenue) lourds comme l'uranium, la réaction de FUSION ne créée pas de déchets nucléaires dangereux mais les neutrons qui sont obtenus au cours de la FUSION pourraient créer des isotopes radio-actifs d'éléments contenus dans les parois du réacteur ITER, si celui-ci n'est pas construit correctement.

ITER sera donc un réacteur expérimental et les premiers essais "verront le jour" en 2016 sur les Collines de Cadarache.

A l' Institut de Physique des Plasmas, Gianfranco Federichi a passé des années à mener des essais sur des matériaux et différentes configurations pour ITER.

Actuellement, il teste des associations de bérylium, de carbone et de tungstène en vue de les utiliser dans la construction des parois de la future chambre de FUSION.

Gianfranco FEDERICHI :
Le tungstène est un matériau beaucoup plus lourd que le bérylium ou le graphite (c'est ce que j'ai compris phonétiquement en audio, mais merci de rectifier éventuellement, ça me surprend mais j'ai des lacunes ???), mais il a un avantage, il entre en FUSION à un niveau élevé, c'est un matériau prometteur dans l'optique du développement du réacteur".

L'inconvénient du tungstène est qu'un tout petit morceau peut polluer le plasma et en dégrader la performance

Gianfranco Federichi fait face à ce genre de problèmes depuis des années. La construction d'un réacteur sûr et fiable n'est pas seulement une question de physique mais un énorme défi lancé à l'intelligence des ingénieurs et de ceux qui doivent le concevoir.

Le physicien Joachim ROTH / MPI / IPP / Allemagne, tente de trouver la bonne combinaison entre configuration du site et matériau des parois de la chambre dans lequel est chauffé le plasma qui doit, non seulement résister à des chaleurs extrêmes mais aussi ne pas absorber l'hydrogène, le deutérium et le tritium qui sont utilisés comme combustibles pour la fusion.

Au Centre de Cadarache, les spécialistes de la fusion mènent leurs expériences sur les plasmas grâce à TORE SUPRA, un grand réacteur de type TOKAMAK, le seul réacteur aujourd'hui a être équipé d'aimants supra-conducteurs.

A l'intérieur de l'enceinte circulaire du réacteur, la chambre à vide, un tube en forme de pneu se trouve le plasma issu de deutérium et de tritium, cousin de l'hydrogène qui doit être chauffé à des températures de + de 100 millions de degrés ; or, aucune paroi matérielle ne peut résister à de telles conditions. Le confinement est donc réalisé par des forces magnétiques.

Michel CHATELIER / CEA France
Nous sommes prêts à construire ITER. Aujourd'hui les technologies qui sont préfigurées par TORE SUPRA et qui seront utilisées pour ITER sont connues et ont fait l'objet de réalisations prototypiques

Les scientifiques rassemblent désormais les résultats des recherches sur la FUSION conduites à partir de sites du monde entier. Dans le Centre de Garching près de Munich en Allemagne, le physicien Gianfranco Federichi travaille avec des experts de la fusion comme le russe Vladimir Barabash et le japonais Kaname Ikeda / Iter Cadarache / Project Leader.

Des centaines de scientifiques et leurs familles viendront s'installer à Cadarache, ils seront mis à l'épreuve et devront s'intégrer dans un contexte de recherche internationale.

Le réacteur sera construit par 7 parties impliquées dans le projet et chaque partenaire aura la charge de quelques composants. Ensuite, il faudra les assembler, c'est à dire définir des règles de sécurité, par exemple, les tolérances, les standards pour les différents composants qui sont fabriqués par différents pays, pour arriver à une homogénéisation.

De nouveaux moyens pour chauffer l'hydrogène doivent être développés pour entamer le processus de fusion, par exemple, les méthodes de chauffage comme celles utilisées pour la fusion dans des sites européens tels que celui de Culam en Grande-Bretagne sont encore insuffisantes pour arriver à stabiliser et chauffer le plasma.

Pour conclure, gageons que cette ruée vers l'or des défricheurs aboutisse mais on peut d'ores et déjà considérer que cette quête sera une mine de progrès dans la recherche scientifique fondamentale qui ouvrira la voie à d'autres perspectives que nous ignorons même peut être présentement mais qui, au fur et à mesure du défrichage alimenteront d'autres projets, en attendant de permettre à certains pays, dont l' Afrique, une partie de l' Inde d'accéder à l'électricité car, à l'heure actuelle, avec une prospective mondiale, certains pays de l' Asie, dont l' Inde et la Malaisie accèderaient à cette énergie mais l' Afrique devra encore attendre jusqu'en l' An 2300 :Y-18: :Y-38: :Y-31: :Y-34:
 #4532  par manuelarm
 
Ce qui serait drole c'est que la fusion froide revienne sur le devant de la scène (Note: pas d'avis sur la veracité théorique ou experimentale sur le sujet).
Imagine un laboratoire annonçant qu'ils ont réussi reproduire une fusion froide, serait un bon gachi d'argent, non.
 #4535  par GAIA
 
Ouais, plutôt, un gâchis colossal.
Gilles de Gennes qui a travaillé sur les plasmas et dans le cadre du développement du réacteur n'était pas très "chaud" sur ce projet qu'il trouvait très long et coûteux, sans forcément arriver au but.

Il émettait des réserves sur le retraitement des déchets ? Son avis allait à l'encontre de la décision prise à Bruxelles par l' Europe qui précise, dans le programme Futuris qu'il n'y aurait pas beaucoup de déchets à retraiter. Qu'en est il exactement car c'est un point de divergence entre le prix Nobel de Physique, Pierre-Gilles de Gennes et les instances de l' europe qui dit qu'il faudrait implanter de nombreuses usines de retraitement des déchets autour du réacteur ITER ?
Or, là, l' Europe dans son programme Futuris, parle de peu de déchets issus de la fUsion, la fIssion cassant les noyaux d'atomes en produisant davantage ?

Quels sont les déchets produits par une FUSION nucléaire ?

Est ce que l' Europe a vraiment bien maîtriser tous les paramètres avant de s'engager dans un tel projet ? Est ce que l'on a pas privilégié la carte "vitrine" au détriment d'une étude plus réaliste, c'est à dire moins coûteuse et plus rapide et surtout sécurisée ?

La fusion à froid, c'est ce que l'on appelle "l'eau lourde" qu'acheminait les allemands pendant la seconde guerre mondiale pour réaliser une bombe nucléaire. Pourquoi justement, n'a t'on pas plutôt privilégié cette direction de "l'eau lourde" puisqu'il y avait déjà des expériences réalisées qui auraient permis de réduire la durée du projet et les coûts. Les archives existent toujours à la NASA.

Comment on peut obtenir une fusion nucléaire à froid ? Par un procédé d'électrolyse ? Mais, dans quelles conditions ?

Qu'est ce que c'est exactement "l'eau lourde" ?

 #9176  par jarnicoton
 
Ce forum est incomparable, mais mal nommé. Il devrait s'appeler : le dialogue poétique de Gaia et Mimata.

Gaia demande entre autres :
Qu'est-ce que l'eau lourde ?
Quelle est la différence entre fission et fusion ? (dans un autre message)
ITER produira du deutérium (dans un autre message)
Pourquoi ne pas recourir à la fusion froide au moyen de l'eau lourde, selon la voie étudiée en 1940 par les Allemands ?

Wiki-la-bien-trop-pragmatique répond sans peine aux deux premières questions.

Demander ce qu'est la fusion, ou montrer qu'on n'en sait pas le mécanisme élémentaire, c'est montrer qu'on n'a pas songé encore à s'inquiéter des principes
de la machinerie stellaire ; cela peut surprendre sur un forum astro.

Non, ITER n'a pas besoin de produire du deutérium, l'hydrogène lourd qui fait avec l'oxygène l'eau lourde, puisque l'hydrogène naturel en recèle une proportion notable, d'une partie pour six mille, soit des milliards de tonnes sur la Terre. ITER devra produire son tritium, autre isotope d'hydrogène, absent de la nature. D et T fusionnent ensuite dans la machine.

Les Allemands voulaient s'emparer de l'eau lourde produite en Norvège parce qu'elle est un très bon modérateur indispensable au fonctionnement des réacteurs à fission, ceux qui tournent depuis près de 70 ans. Fermi a fait marcher le premier réacteur à fission non avec de l'eau lourde, mais avec du graphite, qui peut tenir le même rôle. Voir la première génération de réacteurs EDF.

La fusion froide est un concept avorté, jusqu'à ce jour en tout cas, proposé dans les années 80 par un mince nombre de chercheurs ; résultats que les autres chercheurs n'ont pu reproduire.

Ces broutilles qui te font défaut ne t'empêchent nullement de produire des dizaines de pages où tous les concepts les plus abstraits de la cosmologie théorique évoluent avec une maestria, heu... au-dessus des contingences de la connaissance élémentaire superflue !

C'est délicieux ; il faut continuer.
 #9240  par damaris
 
C'est vrai que c'est un projet monstre c'est enorme mais bon il faut attendre et c'est long mais c'est vrai que c'est impressionant de reproduire l'energie du Soleil j'espere que ça marchera
 #9289  par GAIA
 
@jarnicoton
monsieur est trop bon. Si le duel était encore une pratique autorisée, je vous aurais soufletté. La dernière phrase d'une fausse suavitude est particulièrement assassine.
Au lieu de nous faire passer pour des andouilles (Mimata compris), faites nous profiter de vos largesses, à moins que vous n'ayez le melon ?
Faut t' il y voir une corrélation avec un forum sur lequel je m'exprime (élément-taire ?).