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Jean-Pierre Petit sur l’énergie nucléaire : état des lieux et perspectives

7 juin 2011, 17:03 Auteur : 16 commentaires

Nous vous présentons un deuxième extrait de nos entretiens avec Jean-Pierre Petit, scientifique français spécialiste en mécanique des fluides, physique des plasmas, magnéto-hydrodynamique et physique théorique. Cette vidéo évoque les dangers de l’énergie nucléaire, le projet Iter (voir également le texte sous la vidéo) et les énergies alternatives.

http://www.dailymotion.com/video/xj2u9z

A propos d’ITER, par Jean-Pierre Petit
ITER est un projet qui a été ultra-médiatisé depuis longtemps. Médiatisé et schématisé à l’extrême, en tentant de résumer ce projet à des images accrocheuses comme “le soleil en éprouvette”, “de l’énergie illimitée”, etc. Mais la science ne se joue pas à coup d’images fantasmatiques et de clips vidéos, assortis de belles images de synthèse.

L’idée d’extraire de l’énergie par la fusion de deux isotopes de l’hydrogène, le deutérium et le tritium est fondée sur deux réactions, et non sur une seule. Le deutérium abonde dans la nature. Il n’est pas radioactif. Le tritium n’existe pas en quantités appréciables à l’état naturel. Doté d’une durée de vie de 12,3 années, il est radioactif et donc biotoxique.

Pour démarrer, un réacteur à fusion devrait être chargé d’une mélange D-T à 50/50. Puis différents moyens de chauffage porteraient ce mélange à une température dépassant cent millions de degrés, pour que les réactions de fusion, donnant un noyau d’hélium et un neutron de forte énergie, puissent démarrer. Un système de confinement magnétique, maintes fois décrit, est là pour palier éviter l’évasion de ce plasma.

En 1991, cette fusion D-T a pu être obtenue dans le tokamak anglais JET, à Culham, Angleterre, pendant une courte seconde. Durant ce temps de fonctionnement, la fusion a produit une énergie brute équivalant à 70 % de l’énergie qui avait été injectée. On appelle ceci le coefficient Q. Grosso modo, l’énergie dégagée croît comme le volume du plasma, alors que les pertes évoluent comme la surface du plasma. Très schématiquement on peut donc dire que si on prend une machine deux fois plus grande (le rapport d’ITER vis à vis du JET) ce rapport Q sera doublé.

Il paraît très probable que ce but sera atteint, mais ceci laisse un vaste arrière plan de problèmes non résolus. Par ailleurs, ce qui est visé dans ITER est un temps de fonctionnement plus long (400 à 1000 secondes) qui ne peut être assuré qu’en créant le champ magnétique à l’aide d’un système supraconducteur, baignant dans de l’hélium liquide, refroidi à moins 270°C.

Dans cette optique le projet s’est appuyé sur les travaux réalisés par les Français, à Cadarache, sur un tokamak équipé d’un aimant supraconducteur, développant 4 teslas, d’une taille plus modeste, mais qui a pu permettre de créer ce champ magnétique pendant 6 minutes, la température à laquelle le plasma était portée restant inférieure à la température de démarrage des réactions de fusion. Les travaux réalisés sur Tore Supra, ainsi que sur d’autres machines ont donné quelques indications sur les interactions plasma-paroi, sans conduire à une formule valable. On a recouvert la surface interne du tore par des tuiles de carbone.

Mais celles-ci se sont comportées comme des “pompes à hydrogène”, absorbant en particulier le tritium, radioactif. Ce choix n’a donc pas été retenu. Le projet ITER est donc censé démarrer sans qu’on ait testé le comportement de la “première paroi”, au contact du plasma de fusion. Dans cette chambre de 1000 mètres carrés, 700 doivent être recouverts d’un métal léger, le béryllium, notoirement toxique (maladie professionnelle : la bérylliose) et cancérigène.

Il fond à 1280°C et bout à 2400. Les 300 mètres carrés restant devraient être tapissés de tungstène, plus résistant en température (3000°C), mais présentant d’autres inconvénients Le problème le plus important a été occulté. Un générateur à fusion ne saurait fonctionner avec un apport extérieur de tritium. Il n’y aura pas “d’usine à tritium” à la clé, extérieure au réacteur. Ce tritium devra être synthétisé dans une couverture le lithium, immédiatement au contact de la première paroi.

Cette synthèse donne du tritium et de l’hélium, en absorbant au passage les neutrons émis par la fusion, qui franchissent sans encombre la barrière magnétique. Le lithium est un métal à bas point de fusion : 180°C, ébullition à 1300°C. La réaction est donc : neutron plus lithium donne hélium plus tritium plus énergie (la réaction est exothermique) Ce qui fait que le fonctionnement global d’un réacteur à fusion, est Deutérium plus lithium donne deux hélium plus de l’énergie.

On voit que ceci est censé assurer au passage une indispensable protection du fragile aimant supraconducteur, qui se situe immédiatement après cette couverture tritigène (dont feu le prix Nobel de Gennes signalait la fragilité, tandis que Masatoshi Koshiba, autre prix Nobel, Japonais, s’inquiétait de l’impact de neutrons dotés d’une forte énergie : 14 Mev,contre 2 Mev pour les neutrons émis lors de la fission.

Le lithium peut se trouver à l’état liquide, mélangé à du plomb. Le refroidissement serait alors assuré par de l’eau pressurisée. Dans la seconde formule le lithium serait intégré dans une céramique, auquel cas le réfrigérant, et fluide caloporteur serait de l’hélium. Il n’est pas prévu, dans la manip ITER, de tester l’ensemble. C’est à dire que la machine sera incomplète. Seuls de timides essais de comportement d’éléments tritigènes seront envisagés, alors qu’avant de lancer ce projet, ces essais auraient du en toute logique être effectués sur le JET.

En fait, dans l’expérience ITER, le fragile aimant supraconducteur sera simplement protégé du bombardement neutronique par une couche protectrice, par exemple en plomb, qui fera au passage office de puits de chaleur.

Ca n’est que dans DEMO, la machine suivante, que la production d’énergie par fusion serait associée à une régénération du tritium par l’indispensable couverture tritigène. Il ne semble pas raisonnable d’engager un projet aussi coûteux et lourd sans que ces éléments tritigènes aient fait l’objet de tests préalables, positifs. ITER comporte trop d’aléas, trop de problèmes non résolus.

Au passage, le lithium est extrêmement réactif, brûle dans l’air et explose au contact de l’eau. Il se compose avec de nombreux corps, l’oxygène, l’eau et même l’azote, et ses composés sont toxiques. La liste des problèmes non résolus, pour ce projet ITER, est longue. Personne ne peut préjuger du comportement de la première paroi en béryllium.

En dépit de décennies de travaux, les plasmas de fusion restent foncièrement instables. L’image qu’on en donne, vis à vis de leur confinement magnétique, est de les comparer à une chambre à air mal gonflée qu’on tenterait d’emprisonner avec des bandes elles-mêmes élastiques. Au hasard de ces manifestations d’instabilités, ce plasma entre en contact avec la paroi et l’abrase. Un réacteur à fusion est une chaudière, qui produit “de la cendre”, en l’occurrence de l’hélium, qu’il faudra extraire en continu. Pas plus de 10 % d’hélium, sinon extinction.

Le réacteur à fusion comprend donc un système d’extraction et de réinjection appelé divertor, situé à la base de la chambre, comportant deux rainures bien visibles. Là, le plasma sera en contact avec la paroi et le tungstène devra être utilisé. Il y aura immanquablement arrachement d’atomes, à la fois de béryllium et de tungstène, qui viendront polluer le plasma. Le divertor, outre qu’il est là pour extraire la “cendre-hélium” et réinjecter du combustible frais, du mélange D-T, devra dépolluer le plasma en continu.

La pollution par le tungstène est très problématique, car ces atomes sont alors la source d’un refroidissement radiatif intense, pouvant entraîner l’arrêt des réactions de fusion. Tout ceci n’a pas été testé, et cela fait beaucoup d’expériences inédites à la fois, pour une machine à 15 milliards d’euros. Au niveau de DEMO, la machine, deviendra en outre foncièrement dangereuse, du fait de la présence du lithium et du plomb. L’extraction des calories, déjà testée sur Tore-Supra, passe par des canalisations à eau pressurisée. Une cohabitation problématique et dangereuse.

On a coutume de dire qu’un générateur à fusion ne présente pas le risque des générateurs à fission, étant donné qu’au moindre disfonctionnement, les réactions de fusions cessent immédiatement. Certes. Mais le danger réside dans les “périphériques”. Si le lithium est mis en contact avec l’air, il brûle. S’il est au contact d’eau, il explose, ceci entraînant aussitôt la dislocation de la première paroi en béryllium, toxique, cancérigène. Si la formule du mélange lithium-plomb il y aura émission de plomb, également biotoxique,. Emission du tritium, radioactif, contenu dans la chambre et de celui produit dans une couverture tritigène disloquée.

Tout disfonctionnement du réacteur complet deviendrait immédiatement ingérable. Si le lithium brûle, on ne sait pas l’éteindre. L’hélium liquide voisin sera alors vaporisé. L’énorme énergie contenue dans l’aimant sera alors dégagée par effet Joule, via des forces considérable. On a délibérément laissé le public et les décideurs dans l’ignorance de ces aspects que les concepteurs du projet ne sauraient nier, ressortant l’éternel argument “il n’y a pas de risque zéro”.

Conclusion : Il s’agit d’un projet d’un coût incontrôlable, problématique et à terme extrêmement dangereux au plan de la simple santé publique.

Générateur à fusion, schéma officiel

(1) : Injection de mélange deutérium-tritium, par le « divertor »
(2) Le plasma, en jaune
(3) Flux de neutrons à 14 MeV, frappant la couverture de lithium, régénérant le tritium et représentant l’essentiel du dégagement de l’énergie de fusion.
(4) Cette couverture régénérant de tritium, qui sert aussi à capter les calories
(5) Lesquelles sont envoyées vers un ensemble échangeur de chaleur-générateur de vapeur-turbine à gaz-alternateur

16 commentaires

  1. Lyaskator dit :

    Les propos de Jean-Pierre Petit sur ITER me laissent pantois. Je ne suis pas du tout scientifique, mais le peu que j’avais pu lire, notamment via la revue Science & Vie, ne laissait planer aucun soupçon de dangerosité sur le projet. Merci à Enquête & Débat et à Jean-Pierre Petit !

    • pmolik dit :

      Il annonce une perte de 3% par 1000 km pour le transport par courant continu. Le courant alternatif a justement été choisi car il permet de diminuer les pertes (voir le vieux débat entre Nicolas Tesla et Thomas Edison : courant alternatif contre courant continu). Je ne suis pas connaisseur mais j’ai l’impression qu’il dit des choses fausses.

      • Mecagref dit :

        Quelques précisions :
        – Le courant alternatif est plus facile à produire (techniques et procédés datant du XIXeme siècle) et à utiliser. De plus il bénéficie d’un bon rendement sur les courtes et moyennes distances.
        – En revanche le courant continu à TRES HAUTE tension possède un rendement bien meilleur que le courant alternatif pour ce qui est des grandes distances ( > à 1000 km). En fait le seul grand obstacle à cette technologie réside dans l’utilisation de l’électronique de puissance qui peut se révéler très chère.

        Cordialement.

        • Jean dit :

          @MEcagref
          merci pour ces précisions, pourriez-vous être plus précis sur l’électronique de puissance qui serait nécessaire, et pourquoi elle est chère ?

        • Mecagref dit :

          Pardon de ne pas avoir été assez explicite la dernière fois. Je vais tenter de me rattraper.

          L’électronique de puissance regroupe l’ensemble des techniques qui permettent de modifier la forme de l’énergie électrique à utiliser. Pour ce faire on utilise des composants électroniques (Transistors – Diodes – Condensateurs – Bobines) pouvant fonctionner à de très hautes énergies.Ceux-ci sont assemblés pour créer des convertisseurs qui peuvent, par exemple, recevoir du courant alternatif ( forme produite par la plupart des générateurs électriques ) et le réinjecter sous forme de courant continu à très haute tension.

          Durant la vidéo, monsieur J.P. Petit montre un de ces dispositifs à la 30ème minute.

          Or ces convertisseurs se révèlent couteux pour plusieurs raisons :
          - architecture complexe qui requiert de nombreux éléments
          - nécessité d’utiliser des composants électroniques de très haute qualité pour qu’ils puissent répondre à de fortes contraintes (coût de élevé)
          - usure plus importante par rapport à de simple transformateurs.
          A l’inverse, les transformateurs classiques ( simple assemblage de bobines et de ferraille ) permettant d’élever ou d’abaisser des tensions alternatives, sont faciles à produire et bon marché.

          J’espère avoir été assez clair.

          PS : Je ne suis en aucun cas un spécialiste de la question. En fait je ne suis qu’un simple étudiant qui a tenté de réutiliser au mieux ses cours d’électronique et d’électricité. Mon petit exposé est susceptible de contenir des erreurs ; toute critique est la bienvenue.

        • René M dit :

          @Mecagref
          Vous expliquez à pmolik que l’avantage du courant alternatif par rapport au continu réside dans sa production mais que pour le transport par contre c’est le continu qui est imbattable, je souscris.

          Mais vous dites ensuite que sa transformation à l’autre bout (arrivée) est très coûteuse, je veux bien vous croire (Quoique, on aimerait des chiffres en % par exemple par rapport aux transfos de l’alternatif si vous les avez ?)

          Cependant aux environs de la minute 28 dans la vidéo JP Petit fait remarquer et nous apprend que le Canada a réalisé à grande échelle cette technique basée sur le continu ! Si le coût en était prohibitif on le saurait donc, et les Canadiens ne l’auraient pas adoptée sans doute, donc la solution existe ce me semble !

  2. PRB dit :

    Corinne Lepage a tenté d’alerter sur le MOX dans le livre qu’elle a écrit après son expérience ministérielle (qui s’appelle je crois “on ne peut rien faire Madame la Ministre” . Je suppose qu’elle en remet une couche dans l’ouvrage qu’elle sort ces jours-ci. Ca vaudrait la peine de l’interviewer!

  3. gallier2 dit :

    Je me demande pourquoi les gens ne vont pas simplement regarder sur wikipedia pour avoir des détails techniques sur un sujet donné. Il est vrai que c’est une source douteuse sur les sujets politisés (réchauffement climatique, sionisme, conspirationisme), mais sur les sujets techniques, c’est un bon point de départ.

    Les coûts du transport en courant continu ne doivent pas être si prohibitifs que ça, si la ligne la plus longue au monde (1400km) se trouve entre le Mozambique et l’Afrique du sud.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/HVDC

  4. René M dit :

    L’un n’empêche pas l’autre d’ailleurs. On peut aller sur Wikipédia (et d’autres sources du genre ) et aller aussi sur le site de Jean Pierre Petit qui est un fameux diffuseur d’idées et chatouilleur de neurones et ou on trouve d’excellentes informations, pourquoi s’en priver ?

  5. gallier2 dit :

    Mes tout à fait. Je ne faisais ma remarque que concernant le fil de commentaires où certains se posaient beaucoup de questions concernant les lignes hautes tension en courant continue, alors que wikipedia avait toutes les réponses et plus.
    Quant au site de Jean-Pierre Petit, son contenu compense largement sa forme (un peu bordélique, il faut l’avouer). Les sujets abordés, ses textes très pédagogiques, son éclectisme sont de vrais bijoux. C’est dommage qu’il ait enlevé son dossier sur la construction des pyramides, c’était à mon avis le meilleur article sur le sujet (même s’il n’apportait pas la réponse la plus juste au problème, au moins l’article présentait les problèmes pratiques que devaient rencontrer les bâtisseurs).

  6. René M dit :

    Oui oui nous sommes d’accord.

    Moi aussi c’est pour ceux qui dans le fil de discussion semblaient douter de la solution transport par courant continu que je mettais mon grain de sel.(je ne suis pas trop content d’ailleurs de la tournure de mes phrases dans mon premier commentaire, il prêtait à confusion, on est pas toujours au top de sa forme quand on rédige….

    “Qu’on se le dise” les solutions aux problèmes énergétiques de l’Humanité existent, et ne manquent pas, tant pour la production que pour le transport qui est lié à la production, et ce sans restrictions de consommation excessivement drastiques, une consommation “raisonnée” devrait aider suffisamment comme solution d’appoint !

    Et comme je l’ai vu sur un site ces jours ci voici une très belle citation : “Il n’y a pas de crise de l’Energie, mais simplement une crise d’Ignorance” B.Fuller.
    Sur le même mode je dis ” Ce ne sont pas les solutions qui manquent c’est la volonté (des politiques et des technocrates, et des foules derrière….)
    Et pendant que j’y suis autant donner le lien du site où j’ai trouvée cette citation
    http://www.quanthomme.info/energieencore/carnet14.htm
    Petite précision, en tête de page on voit : Les Carnets de René, il s’agit d’un autre René que je ne connais pas, j’en profite pour saluer son action, je n’ai moi-même pas de site.

    Dernière chose Areva, ces genres de petits salopards, savent bien que les techniques solaires sont viables puisque ils ont sur leur site une page qui le propose à leur clientèle:
    http://www.areva.com/FR/activites-415/la-technologie-du-solaire-thermique-a-concentration-csp.html

    Alors question : Pourquoi continuent-ils de répandre le mortel Mox à travers la planète et les réacteurs qui vont avec ? Et bien pour le fric bien sûr, le fric du tas de plutonium qui est stocké à la Hague, comme Maitre Arpagon assis sur l’or de sa cassette, et d’autre part sans doute aussi parce que nos militaires ont besoin de leur jouets nucléaires.
    Combien de temps allons nous supporter leur combines ?

  7. Roger NYMO dit :

    Monsieur Jean-Pierre PETIT ingénieur SUPAERO et sa fusion bore hydrogène prétendument aneutronique.

    Cela ne va pas aider les enfants qui sont contraints de survivre sur des territoires contaminés et sur le sort desquels il pratique la plus grande discrétion depuis plusieurs décennies ! http://www.enfants-tchernobyl-belarus.org

    Mes amitiés aux Ummites : http://www.dailymotion.com/video/x32bm_les-ummites-et-jpp_news

  8. René M dit :

    Bonjour Roger Nymo

    Je n’ai pas l’impression que vous avez bien compris le débat !

    La Fusion aneutronique (c à d sans neutron résiduel après la réaction) n’a “absolument rien à voir” avec un réacteur à Fission comme ceux de Tchernobyl et hélas comme ceux partout ailleurs dans le monde actuellement puisque la fission règne en maitresse avec ses Tchernobyl et Fukushima déjà réalisés, ou ceux potentiels, véritables épées de Damoclès sur nos têtes comme en France par exemple.

    Cette situation désastreuse cessera, on l’espère au plus tôt avec l’avènement de la fusion aneutronique quand la percée de la Z-machine dans ce domaine sera sortie des labos de recherche à visée militaire, qui la tienne au secret. en attendant nous n’avons que les énergies renouvelables pour pallier aux manques si nous arrêtons les réacteurs à Fission

    Par conséquent si la fusion aneutronique avait été en action à Tchernobyl (à la place de ce qui existait à l’époque, ce qui est bien sûr une simple hypothèse littéraire pour la démonstration puisque à ce moment là cette expérience n’avait pas encore eu lieu ) il n’y aurait donc pas eu l’accident déplorable dont votre association aide les victimes, puisque c’est une technique qui ne présente aucunement les mêmes dangers intrinsèques que la fission pleine de radioactivité et son risque de Corium démentiel, “un feu que l’Homme a inventé mais qu’il qu’il ne sait pas éteindre” quand il se produit. Voir ce lien sur le corium que donne JPP :
    http://fukushima.over-blog.fr/article-le-corium-de-fukushima-1-description-et-donnees-81378535.html

    Quand aux Ummites ce n’est pas il me semble le sujet du débat ci dessus , et je me dis que si vous n’avez pas mieux compris que pour le sujet de la fusion Bore-Hydrogène cela pourrait expliquer le ton que je crois deviner dans votre message et,je vous le laisse.
    Salutations

  9. bubu dit :

    Mmmouais. C’est sûr, comme le dit René M, que s’il s’était agit de fusion aneutronique à Tchernobyl, y’aurait pas eu de probléme…parce qu’il n’y aurait pas eu de Centrale du tout ! Tout le processus est en effet trés …hypothétique, beaucoup de théorie pour l’instant et quasiment rien d’autre sauf en simulation, pas d’essai à proprement parler- d’accord, ça devrait venir; quoique la Z-pinch pour démarrer le bazar, c’est aussi trés théorique pour l’instant, bref c’est pas demain la veille qu’on va chauffer son bain avec ça.
    Un point sur lequel Roger Nymo a raison, c’est que la fusion bore-hydrogéne est à peu prés au même point d’avancement que la MHD l’est pour propulser les vaisseaux des Ummites, héhé…..

  10. René M dit :

    Mmmouais bubu c’est sûr que toutes les réalisations humaines qu’elle soient bonnes ou bien diaboliques comme les Bombes A ou leur sœurs Thermonucléaires, et qui fonctionnent de nos jours n’ont été au début que des théories hypothétiques. Tenez l’ordinateur sur lequel vous avez taper votre message votre grand père l’aurait-il cru possible ?
    Et même l’électricité qui l’alimente…. les “bubu (s)” de l’époque encore plus ancienne, vous savez celle “à perruque poudrée” se gaussaient dans les salons de ses balbutiements par frottement de divers dispositifs du genre fourrure de chat sur des disques d’ambre ou autre matière pour la produire, en se disant que jamais certainement il n’en sortirait quelque utilité pratique. tout cela leur paraissait très hypothétique, Mmmouais disaient-ils en riant.

    Avaient-ils compris ce qui se préparait, se croyaient-ils très informé et au courant de ce ce qui se préparait dans les labos qui leur aurait permis d”affirmer comme ils le faisaient que rien n’en sortirait jamais ?

    Bref vous ne semblez pas envisager que dans les recherches sur la Z-Pinch la percée technologique ayant des conséquences militaires évidentes le secret soit de mise vous donnant ainsi l’impression que tout cela est hypothétique.et bien lointain

    Pour prendre un autre de vos arguments (enfin ça mérite à peine le terme d’argument) Vous faites allusions aux ummites,
    Rappelez vous donc une autre histoire :
    Le concept de météorite n’existait pas avant les années 1800 il s’agissait dans l’esprit des scientifiques diplômés de l’académie des sciences de l’époque d’ineptes histoires de pierres tombées du ciel racontées par des paysans béotiens, hein , non mais…. des pierres qui tombent ciel ! quels ignares ces paysans, connaissent rien à la science…. !

    Mais en 1803 la météorite de l’Aigle dans l’Orne et les centaines de morceaux répandus sur la région leur cloua le bec si j’ose dire
    .
    Alors les ummites ? en vertu de quelle autorité vous permettez vous de choisir entre l’hypothèse “pas sérieux” et l’attitude “cherchons si sous un aspect bizarre et pas sérieux il ne s’agirait pas de quelque chose à creuser Mmmouais !

    Mais bon… nous ne parlions pas d’ummites jusqu’a votre post, mais de production d’énergie par divers moyen aux avanrtages et inconvénients à soupeser soigneusement sans s’interdire les perspectives Z-Machine si elles sont effectivement dans les labos .

    En attendant économisez la l’énergie…. et participez a pousser dans l’opinion pour toutes les formes d’énergie renouvelables sans éliminer à priori celles comme par exemple le solaire — thermique, etc…
    Non c’est encore trop hypothétique pour vous? Vous préférez la sauce Fukushima peut-être ? Pas hypothétique cette là ça existe bien là bas !

  11. Flash dit :

    @ René M

    Il est bien naturel d’être réservé quant à ce projet à la suite d’autorités comme Sébastien Balibar, Yves Pomeau ou Jacques Treiner.

    http://www.lps.ens.fr/~balibar/ITER.pdf
    http://www.project-syndicate.org/commentary/balibar1/French
    http://www.lps.ens.fr/~balibar/ITER-2010%20court.pdf

    Encore plus si l’on considère les situations économique, budgétaire et écologique actuelles !!!

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