Energie solaire à Cadarache
DIVERS
+ DE 2 ANS
Le 10/12/2006 à 21h01
213 vues
Question d'origine :
j'aimerais pour ma culture personnel et parce que je me renseigne beaucoup sur cela, connaitre la méthode de fonctionnement de la future centrale de cadarache et donc comment on recréé l'energie du soleil
merci d'avance
Réponse du Guichet
anonyme
- Département : Équipe du Guichet du Savoir
Le 12/12/2006 à 11h44
Le 28 juin 2005, l'Union Européenne, la Russie, la Chine, les Etats-Unis, le Japon et la Corée du Sud ont décidé d'implanter ITER dans le Sud de la France. Son objectif est de démontrer la possibilité scientifique et technologique de production de l'énergie par la fusion des atomes : une énergie propre et durable. A terme, il s'agit de produire sur Terre de l'énergie telle qu'elle est produite par le soleil. (cf. france3.fr)
Du soleil à la terre
L'énergie nucléaire peut être libérée de deux façons : en cassant des noyaux atomiques lourds ou en fusionnant des noyaux très légers, ce qu'on appelle respectivement la fission et la fusion nucléaire.
Si la fission est contrôlée depuis longtemps pour la production d'électricité, ce n'est pas encore le cas de la fusion.
Cette réaction est difficile à réaliser car il faut rapprocher deux noyaux qui ont tendance naturellement à se repousser. Maîtriser sur Terre la fusion de noyaux légers, tels que le deutérium et le tritium, ouvriraient la voie à des ressources en énergie quasiment illimitées.
Grâce aux machines appelées « tokamak », les chercheurs expérimentent depuis plusieurs années la fusion par confinement magnétique. Aujourd'hui la communauté scientifique internationale s'apprête, en France à Cadarache, à construire le plus important tokamak jamais réalisé. C'est le projet ITER qui devrait permettre de démontrer la faisabilité scientifique et technologique de l'énergie de fusion.
Les réactions qui se produisent au cœur du Soleil sont dévoilées par les physiciens au début de ce siècle, dans les années 1930. Rapidement, l'idée de reproduire ces réactions en laboratoire afin d'obtenir une source d'énergie aussi puissante que le Soleil ne tarde pas à germer dans l'esprit des scientifiques.
Sur Terre, le candidat n'est pas l'hydrogène lui-même mais deux éléments très proches : le deutérium et le tritium. Les expériences se succèdent et les premiers réacteurs apparaissent dans les années 1950. Les Russes sont en tête de liste avec des machines très performantes qui deviendront des références dans le domaine : les tokamaks.
Le tokamak est une sorte de four qui permet de créer un plasma et de le maintenir en son cœur grâce à des champs magnétiques très puissants. Le premier fut mis au point par les Russes, d'où son nom.
Première étape de la fusion : faire fusionner le deutérium et le tritium, deux isotopes de l'hydrogène. L'exercice n'est pas simple puisque ces deux noyaux positifs, par définition, se repoussent. Pour augmenter leurs chances de rencontre et de fusion, on injecte le mélange gazeux dans le tokamak, et on augmente la température à plus de 100 millions de degrés. Les atomes s'agitent alors de plus en plus, prennent de la vitesse et s'entrechoquent. Au cours de la manœuvre, les atomes se disloquent « véritablement » : les électrons, qui d'ordinaire gravitent autour du noyau, prennent leur indépendance. Ce mélange gazeux forme le plasma.
Vient alors un deuxième défi : réussir à conserver le plasma au même endroit, condensé, afin d'éviter qu'il ne se refroidisse. Pour cela, le plasma est « piégé » dans des champs magnétiques très intenses (50 000 fois le champ terrestre), comme dans une cage virtuelle. Ces deux premières étapes sont aujourd'hui franchies. Les scientifiques tentent maintenant de mieux maîtriser le plasma et d'accroître sa production d'énergie.
A l'heure actuelle, de nombreux réacteurs expérimentaux existent aux quatre coins de la planète : JT-60 au Japon, Jet en Angleterre, TFR et Tore Supra en France... Alors pourquoi en construire un nouveau ? La raison est liée à la taille des installations. Plus le réacteur est grand, plus l'isolation thermique du cœur du plasma est bonne, plus il est « facile » d'atteindre les très hautes températures nécessaires aux réactions de fusion. Il s'agit donc d'une étape indispensable pour pouvoir envisager d'utiliser cette source d'énergie à l'échelle industrielle. C'est ainsi qu'en 1985, le projet international d'Iter est né. Plus de 15 années d'études et de validations ont suivi avant que le réacteur n'arrive à sa forme définitive. Aujourd'hui, le site est choisi et la construction va débuter.
Si les résultats concernant la maîtrise du plasma sont signifiants, il n'en est pas de même pour les matériaux chargés de contenir cette réaction. À l'heure actuelle, aucun matériau ne peut résister très longtemps au rayonnement énergétique libéré au cours des réactions de fusion. Certains chercheurs, sceptiques vis-à-vis du projet Iter, n'ont d'ailleurs pas manqué de soulever cette faiblesse. « On nous annonce que l'on va mettre le Soleil en boîte. La formule est jolie. Le problème, c'est que l'on ne sait pas fabriquer la boîte » observe le physicien Sébastien Balibar, de l'École normale supérieure de Paris. L'un des objectifs d'Iter sera justement de mettre au point les futurs matériaux qui serviront à construire les centrales à fusion.
Le seul déchet produit par la réaction de fusion elle-même est l'hélium, un gaz inoffensif pour l'environnement. Par contre, les neutrons libérés lors des réactions de fusion viennent percuter les parois du réacteur. La matière se trouve dès lors bouleversée, devient instable et radioactive. Les matériaux de construction des réacteurs deviendront ainsi des déchets radioactifs, qu'il faudra stocker pendant une centaine d'années avant de pouvoir les réutiliser.
Par ailleurs, quelques grammes de combustible suffiront pour déclencher et entretenir les réactions de fusion. Une centrale à fusion aura ainsi besoin de 100 kg de deutérium et de 3 tonnes de lithium (contre 1,5 millions de tonnes de charbon pour une centrale thermique) pour fonctionner toute une année.
On ne sait pas aujourd'hui récupérer suffisamment d'énergie des réactions de fusion pour produire de l'électricité en grande quantité. Grâce à ITER et aux connaissances internationales déjà acquises dans le domaine, les physiciens ont relevé le pari de démontrer qu'une centrale à fusion peut produire en continu 30 à 40 fois plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Cette rentabilité est en effet indispensable à atteindre pour que le projet soit économiquement viable. Dans le meilleur des mondes, la première génération de réacteurs à fusion industriels verra le jour en 2050.
Source (et suite) sur
DANS NOS COLLECTIONS :
Ça pourrait vous intéresser :
Commentaires 0
Connectez-vous pour pouvoir commenter.
Se connecter