Présentation
EnglishAuteur(s)
-
Joseph WEISSE : Ancien élève de l’École polytechnique - Ancien ingénieur au Commissariat à l’énergie atomique
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
Les réactions de fusion nucléaire se produisent lorsque des gaz d’atomes légers (l’hydrogène est un exemple) sont portés à des températures élevées de plusieurs dizaines de millions de degrés. Ces réactions peuvent être observées couramment ; elles sont, en effet, typiques du fonctionnement des étoiles et sont, en particulier, à l’origine de la chaleur et de la lumière que nous envoie le Soleil. Maîtriser sur Terre de telles réactions, à des fins de production d’énergie, ouvrirait la voie à des ressources quasiment illimitées puisque chaque litre d’eau de mer sur lequel on prélèverait 3,3 mg de deutérium deviendrait l’équivalent énergétique de plus de 250 litres de pétrole. On peut ajouter aussi que le produit de ces réactions, l’hélium, est inoffensif chimiquement et radiologiquement, et n’intervient pas dans l’effet de serre. L’intérêt d’une maîtrise de la fusion est donc grand, mais les difficultés à vaincre sont tout aussi grandes. Dans les étoiles, la force qui maintient en équilibre le milieu réactif est la force de gravité ; par les masses concernées un tel mécanisme est impossible à reproduire sur Terre.
D’autres voies ont donc été explorées. La suite du texte va examiner en parallèle, les deux voies de recherche que sont la fusion par confinement magnétique (ou FCM) et la fusion par confinement inertiel (ou FCI). Cet examen se fera en commençant par les bases physiques indispensables à la compréhension des phénomènes et se poursuivra par l’examen de la problématique du réacteur de fusion.
Il faut souligner ici que, malgré les difficultés rencontrées, des machines de fusion ont été, depuis peu, capables de produire plusieurs dizaines de mégajoules en « fondant » effectivement les noyaux de deux isotopes de l’hydrogène. De tels résultats, bien compris et bien renouvelés, sont des succès réels pour la recherche physique, mais ils autorisent aussi des extrapolations pouvant aller, maintenant, jusqu’au réacteur électrogène. Il n’est donc plus irréaliste aujourd’hui de penser le réacteur de fusion et de faire des projets pour les années futures dont on sait déjà la grande faim énergétique.
Précisons encore un point sur lequel nous ne reviendrons plus par la suite. Le sujet est si vaste et si divers que l’on s’en tiendra, d’une part, aux bases indispensables à une première approche du sujet et, d’autre part, sans soucis du détail, aux ordres de grandeur nécessaires pour ancrer le sujet dans la réalité de l’ingénieur.
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Génie nucléaire
(170 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
2. Réacteur et technologies associées
Le paragraphe précédent a rendu compte des recherches physiques ; ce paragraphe ci est consacré au réacteur. Plus que du réacteur, qui n’existe pas encore, c’est de la problématique du réacteur dont il est évidemment question et il paraît utile de montrer rapidement sur quoi s’appuie le discours qui suit.
Depuis longtemps, la fusion a cherché à définir, avec quelque précision, à quoi pouvait ressembler le réacteur qu’elle est censée proposer. De plus, afin de se justifier, la fusion est parfois pressée de faire ou de refaire ce travail. On dispose donc d’études, régulièrement remises à jour, qui fixent les contours et parfois les détails de ce que pourrait être un réacteur de fusion. Parmi ces études, l’une d’entre elles a été faite dans un but de construction (le projet ITER) ; c’est donc, à ce jour, l’étude la plus complète et elle joue un rôle central en FCM. En FCI, on dispose également d’études détaillées et comparatives, mais leur but avoué n’est pas la construction ; il s’agit plutôt d’études visant à l’identification de la recherche à entreprendre. Moins proches des réalités industrielles, ces études sont néanmoins précieuses.
En plus de ces études d’ensemble, on dispose aussi de résultats d’études portant sur des aspects partiels mais très importants. On citera deux exemples : les matériaux tritigènes et les bobinages supraconducteurs. Dans le premier cas, des modèles ont été construits et des expérimentations faites, y compris sous rayonnement ; les résultats acquis permettent d’affirmer l’autosuffisance en tritium. Dans le deuxième cas, les câbles et les connexions ont été réalisés à l’échelle 1 et testés ; en outre des bobinages, qui modélisent au plus près (champ magnétique, efforts, etc.) ce que seront les bobinages réels, ont été fabriqués et entrent actuellement en phase d’essai.
Pour parler du réacteur de fusion, on dispose donc d’une base théorique et expérimentale très importante. Ces connaissances sont le résultat de programmes spécifiques développés à un niveau international depuis plus de 15 ans.
2.1 Principe du réacteur
Nous allons examiner tout d’abord le réacteur sous l’angle...
Cet article fait partie de l’offre
Génie nucléaire
(170 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Réacteur et technologies associées
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REBUT (P.H.) - L’énergie des étoiles. - Édition Odile Jacob.
-
(2) - DELCROIX (J.L), BERS (A.) - Physique des plasmas - (1994). Inter Édition et CNRS Éditions.
-
(3) - La fusion thermonucléaire contrôlée par confinement magnétique - (1987). Collection CEA - Masson.
-
(4) - DAUTRAY (R.), WATTEAU (J.P.) - La fusion thermonucléaire inertielle par laser - (1993). Collection CEA – Masson.
-
(5) - Energy from inertial fusion - (1995). IAEA.
Cet article fait partie de l’offre
Génie nucléaire
(170 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive