Perspective pour l’avenir dans le domaine des énergies renouvelables:

La fusion nucléaire:



Le nucléaire... un domaine fort controversé!
Une grande part de notre énergie actuelle est fournie par le nucléaire... plus précisément par la FISSION nucléaire. Celle-ci, réalisée à partir d'uranium, produit en bonne quantité des déchets radioactifs dont on ne peut encore se débarrasser à l'heure actuelle... des déchets à très longue durée de vie.
Par exemple, la durée de demi-vie (temps nécessaire pour que la quantité d'atomes soit réduite de moitié) de l'uranium est de 4,5 milliards d'années selon les calculs... Au bout de 4,5 milliards d'années, 10 atomes d'uranium seront réduits à 5... au bout de 9 milliards d'années, il en restera 2,5...


La fusion nucléraire, elle, ne nécessite pas d'éléments radioactifs et ne produit que très peu de produits radioactifs... De même, une fois la réaction stabilisée, elle s'auto-alimenterait et produirait des quantités gigantesques d'énergie. Mais la fusion n'est encore que l'objet d'études!


- Fonctionnement de la fusion nucléaire:



Un atome est constitué d'un noyau contenant des protons (charge électrique +) et des neutrons (électriquement neutres) autour duquel gravitent des électrons (charge -), une configuration un peu comme notre système solaire!



La fusion repose sur les attractions-répulsions entre les noyaux des atomes. Ainsi que vous le savez sans doute, une charge électrique + attirera une charge électrique - et repoussera une autre charge +... de même q'une charge - repoussera une autre charge -. C'est le même principe que l'attraction entre les pôles des aimants!
Les atomes possèdent chacun un noyau plus ou moins chargé positivement, autour duquel gravitent des électrons, particules chargées négativement.

La fusion nucléraire va tenter de provoquer une fusion entre les noyaux de deux atomes. Ceux-ci ont une tendance naturelle à se repousser d'autant plus fort que les noyaux sont proches... de même qu'il est de plus en plus difficile d'approcher les pôles de même signe de deux aimants quand la distance les séparant diminue. Il va donc falloir mettre en oeuvre une force pour vaincre cette résistance et amener les noyaux atomiques à se toucher. Il va sans dire que cette force est énorme!
Pour ce faire, les atomes doivent être en grande agitation. Celle-ci augmente avec la température (d'où le nom "agitation thermique"). Plus la température sera élevée, plus on aura de chance de faire fusionner des noyaux de plus en plus gros (car il existe des petits et grands noyaux en fonction de la charge positive qu'ils portent).


Ainsi, lorsque de petits noyaux fusionnent, le noyau résultant se trouve dans un état instable et doit décroître vers un état stable en émettant une particule (photon, électron ou autre). Une partie de l'énergie excédentaire va servir à expulser la particule produite (transmission d'énergie cinétique). L'autre partie est libérée sous forme de chaleur (réaction exothermique) et forme ainsi une chaîne qui s'auto-entretient.
Quand aucun état stable n'existe, il n'est pas toujours possible de provoquer la fusion de deux noyaux (comme la fusion de deux noyaux d'hélium par exemple, car l'hélium est un atome instable car issu de la fusion de deux atomes d'hydrogène).

Ces réactions ont lieu dans les étoiles. La température de notre soleil atteint les 15 millions de degrés celcius, les atomes y sont donc dans un état extrêmement excités. Le soleil résulte en fait de ces réactions de fusion!

Les réactions de fusion qui dégagent le plus d'énergie sont celles qui impliquent les noyaux les plus légers. Ainsi les noyaux de deutérium (un proton et un neutron) et de tritium (un proton et deux neutrons) sont impliqués dans les réactions suivantes:
• Deutérium + Deutérium → Hélium3 + neutron
• Deutérium + Deutérium → Tritium + proton
• Deutérium + Tritium → Hélium4 + neutron
• Deutérium + Hélium3 → Hélium4 + proton
Ce sont ces réactions qui sont les plus étudiées en laboratoire lors d'expériences de fusion contrôlée.



Le deutérium et le tritium sont des isotopes de l'hydrogène, c'est à dire qu'ils possèdent comme l'hydrogène un proton, mais un nombre différent de neutrons (particules chargées neutrement), impliquant une masse différente.
L'hélium 3 et l'hélium 4 sont des isotopes de l'hélium. L'hélium stable possède 2 protons (charges +) et 0 neutrons. L'hélium 3, très rare, possède 2 protons et 1 neutron. L'hélium 4, l'isotope le plus courant, possède 2 protons et 2 neutrons.


- Problème de pollution:

La réaction "Deutérium + Tritium" produit des neutrons possédant une grande vitesse. Les neutrons étant électriquement neutres, ils ne peuvent être déviés ou retenus par un champ magnétique (contrairement aux protons) et vont donc aller frapper l'enceinte contenant la réaction. Celle-ci va alors petit à petit devenir radioactive.
Ce sont là les seuls déchets radioactifs produits! L'enceinte! Pour ainsi dire rien en comparaison avec la fission! L'enceinte serait donc à remplacer au bout d'un laps de temps relativement long.


En France, un projet d'étude existe: le programme ITER.
Pour plus d'informations: http://fr.wikipedia.org/wiki/International_Thermonuclear_Experimental_Reactor

Une fameuse source de polémiques!



Et vous, que pensez-vous de cette perspective d'avenir?


Sources:

- Travail personnel de 2006
- Recherche d'images google