ITER et la fusion nucléaire contestés

[gargulp]

J'ai lu récemment une dépêche AFP, où le dernier nobel de physique conteste le bien-fondé du projet ITER.
Il est vrai qu'il vaut en général mieux se méfier de l'avis "scientifique" d'une personne seule, mais c'est qd même un prix nobel qui parle.
Avez-vous des avis sur la question? (ou d'autres infos + précises?)


PS: la dépêche en question:
"Le bien-fondé d'Iter contesté par le dernier Nobel de physique japonais

TOKYO (AFP) - Dernier prix Nobel japonais de physique, le professeur Masatoshi Koshiba remet en cause le bien-fondé du projet de Réacteur thermonucléaire expérimental international (Iter), accusant ses promoteurs de vouloir faire prendre des vessies pour des lanternes.

Citant un proverbe chinois - "Tête de mouton, mais viande de chien" -, le Pr Koshiba, 77 ans, spécialiste de physique fondamentale, reproche aux partisans d'Iter de présenter le projet comme "la source d'énergie de la prochaine génération", ce qu'il n'est pas, selon lui.

Ambitionnant de produire une énergie propre et sûre en recréant sur Terre les mécanismes à l'oeuvre au coeur des étoiles, le projet Iter devrait entrer dans sa phase opérationnelle en 2014 et être exploité pendant 20 ans, avec un budget estimé à quelque dix milliards d'euros.

Le prix Nobel de physique 2002 estime qu'Iter ne remplit pas "un certain nombre de conditions, à savoir la sûreté et les coûts économiques", pour s'affirmer comme une prochaine source d'énergie quasi inépuisable.

En effet, "dans Iter, la réaction de fusion produit des neutrons de grande énergie, de 14 MeV (mégaélectronvolts)", niveau jamais atteint encore, explique M. Koshiba, qui est âgé de 77 ans. "Si les scientifiques ont déjà fait l'expérience de la manipulation de neutrons de faible énergie, ces neutrons de 14 MeV sont tout à fait nouveaux et personne à l'heure actuelle ne sait comment les manipuler", avertit le professeur honoraire de l'Université de Tokyo. Actuellement, souligne-t-il, la fission nucléaire libère des neutrons d'une énergie moyenne d'un ou deux MeV seulement.

Pour M. Koshiba, les scientifiques doivent d'abord résoudre ce problème des neutrons de 14 MeV "en construisant des murs ou des absorbeurs" avant de pouvoir affirmer qu'il s'agit d'une énergie nouvelle et durable. C'est, effirme-t-il, une solution très coûteuse. "S'ils doivent remplacer les absorbeurs tous les six mois, cela entraînera un arrêt des opérations qui se traduira en un surcoût de l'énergie", critique le physicien.

"Ce projet n'est plus aux mains des scientifiques, mais dans celles des hommes politiques et des hommes d'affaires. Les scientifiques ne peuvent plus rien changer", déplore-t-il avant d'ajouter : "j'ai peur".

L'Union européenne, la Russie, la Chine, les Etats-Unis, la Corée du Sud et le Japon participent au projet Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor). Deux sites sont en vive concurrence pour accueillir l'installation : Cadarache, dans le sud-est de la France, et Rokkasho-Mura, dans le nord du Japon. L'Union européenne, Moscou et Pékin soutiennent la candidature française tandis que Washington et, apparemment, Séoul, lui préfèrent le site nippon.

Réunis une première fois à Washington le 20 décembre, les six partenaires n'ont pas réussi à se mettre d'accord sur le choix du site. Une deuxième réunion devrait avoir lieu fin février. En attendant la décision finale, la France et le Japon se livrent à une intense campagne de pressions.

"Je souhaite que le gouvernement français ait l'honneur d'accepter Iter dans son propre pays", ironise M. Koshiba. "Les scientifiques français sauront peut-être mieux gérer ces neutrons de 14 MeV. Après tout, le France est déjà activement impliquée dans le traitement des matériaux radioactifs dans ses centrales nucléaires".

"Je pense, conclut-il, que, certainement, les scientifiques et les ingénieurs français ont plus de connaissances et d'expérience que ceux des autres pays pour s'attaquer à ce nouveau problème de neutrons 14 MeV", conclut-il."

[Cécile]

Salut,

J'ai été voir sur le site de Nobel. Voici la contribution de Koshiba au prix Nobel 2002 : "for pioneering contributions to astrophysics, in particular for the detection of cosmic neutrinos"
Donc pas un spécialiste de physique nucléaire, même si il doit sacrément toucher sa bille dans ce domaine (les neutrinos sont entre autres produits par les réactions nucléaires, dont celles de fusion du soleil).

le Pr Koshiba, 77 ans, spécialiste de physique fondamentale, reproche aux partisans d'Iter de présenter le projet comme "la source d'énergie de la prochaine génération", ce qu'il n'est pas, selon lui.

Là, je suis d'accord avec lui. Iter doit justement montrer ou infirmer le potentiel de la fusion nucléaire contrôlée. Mais dans tous les cas, ce ne sera pas la source unique ou même majoritaire d'énergie dans le monde, ne serait-ce que pour des raisons de coût des installations.

Le prix Nobel de physique 2002 estime qu'Iter ne remplit pas "un certain nombre de conditions, à savoir la sûreté et les coûts économiques", pour s'affirmer comme une prochaine source d'énergie quasi inépuisable.

Evidemment, puisque c'est un réacteur de recherche.

"Si les scientifiques ont déjà fait l'expérience de la manipulation de neutrons de faible énergie, ces neutrons de 14 MeV sont tout à fait nouveaux et personne à l'heure actuelle ne sait comment les manipuler", avertit le professeur [...] Pour M. Koshiba, les scientifiques doivent d'abord résoudre ce problème des neutrons de 14 MeV "en construisant des murs ou des absorbeurs"

Si c'est vrai, c'est en effet inquiétant. Mais il faudrait l'avis d'autres scientifiques spécialisés dans les neutrons.

[paulb]

Bonjour!
D'accord avec Cécile, mais une petite remarque: s'il est possible et assez probable qu'un prix Nobel à la retraite ne soit pas 100% compétent pour juger de l'opportunité et de la faisabilité d'ITER, je doute que nous, sur ce forum, puissions produire des arguments pour ou contre valables. Je crois que le principe de précaution ne s'oppose pas à ce que nous fassions confiance aux gens "dans le bain" de prendre des risques aussi calculés que possible, comme l'ont fait leurs prédécesseurs dans la maîtrise de l'atome. Tout ce que nous risquons c'est de disparaître sans nous en apercevoir.
Amicalement paulb.

[QuébecEcho]

à deux mains je seconde Céline.

"Je souhaite que le gouvernement français ait l'honneur d'accepter Iter dans son propre pays", ironise M. Koshiba. "Les scientifiques français sauront peut-être mieux gérer ces neutrons de 14 MeV. Après tout, le France est déjà activement impliquée dans le traitement des matériaux radioactifs dans ses centrales nucléaires".

"Je pense, conclut-il, que, certainement, les scientifiques et les ingénieurs français ont plus de connaissances et d'expérience que ceux des autres pays pour s'attaquer à ce nouveau problème de neutrons 14 MeV", conclut-il."

Je crois le nobel a perdu de vue qu'il s'agit là d'un réacteur expérimental qui permettra justement de la faire cette étude (entre autres choses).

Si dans la physique expérimentale il; fallait tout savoir avant d'expérimenter, on piocherait encore sur nos silex...

[Jean-Charles]

Mais il me semblait que dans le projet JET basé en Angletterre ils avaient réussi a s'approcher d'un facteur d'amplification Q égale à 1, mais légèrement en-dessous... donc l'on produisais presque autant d'énergie qu'il en fallait pour la réaction! Biensur, le break even n'est pa encore atteint et l'on est donc encore "déficitaire" en énergie, mais ils s'aproche d'un réacteur rentable... non? donc sa n'est pa si utopique comme source d'énergie... je suis d'accord sur le faite qu'il ne sont pas près d'atteindre l'ignition, mais bon... Q> serait déja rentable!
Mais il est certain que les politiciens nous font prendre des vessies pour des lanternes! Mais cest pour que les français acceptent de payer! (car entre le projet militaire par confinement inertiel et le projet ITER, tous deux soutenue par l'état, amis en conturence, les français ont déja dévourser pas loins de 5 milliard de €uros!)
Alors, je pense que ces expériences valent malgrès tous le coup (sinon je ne ferai pas mon TPE la dessus lol!)

[Lambda0]

Entre ITER et le projet Megajoule (fusion par confinement inertiel), celà commence à être lourd pour un pays comme la France. Le risque est de disperser les crédits sur plusieurs projets pour finalement n'aboutir à rien. Un peu comme l'Union Soviétique à la fin des années 1960 avec ses trois projets lunaires.
L'intérêt scientifique de ITER est certain. Même si celà ne fonctionne pas, on apprendra beaucoup sur la physique des plasmas.
Mais est-on capable de maintenir un effort financier sur une période de 20 ou 30 ans ?
On a déjà oublié SuperPhénix...

[AKnot]

Ce que j'ai toujours trouvé problématique dans tous ces projets, c'est la longueur des délais ! 2014 pour 20 ans d'exploitation
J'ai de plus en plus l'impression que les choses "ne pressent pas" désormais ! Comme si on avait le temps ! 30 ans pour développer une telle expérience me paraît beaucoup ! Alors que la demande en énergie devient grandissante, c'est comme si votre maison s'effondrait et que l'entreprise de construction vous dise "on peut bien attendre 5 ans pour renforcer !" On ne donne plus assez de crédits à la science, alors que c'est un facteur de développement important !

Pour les incertitudes de notre ami japonais (qui va devenir voisin de cette centrale, le malheureuxe ), je trouve qu'il joue de trop de prudence ! Certes, la théorie doit être solide, mais on ne va pas passer notre temps à réviser ceci, il faut passer à l'expérimental pour voir ce que cela vaut réellement ! Il est vrai que les fameux neutrons à 14 MeV sont surement un problème ! Mais chaque problème a sa solution, et en mettant en commun les compétences, on trouvera cette solution (surtout si les moyens se trouvent derriere !).

[Jean-Charles]

A moins que je t'ai mal comprs, ça n'et pas 20 ans qu'il faut pour developper l'expérience, mais la développer à un telle point qu'elle soit utilisable pour produire de l'électricité! car pour l'instant (et depuis un bon momment déja), le facteur d'amplification (Q) est inférieur à 1, avec un record (britanique => JET) de 0.64. Or pour produire de l'électricité, il faut dépasser 1! (même un peu plus, car la mise en marche demande déja de l'énergie!). Donc il va encore falloir attendre un peu!

[Narduccio]

Si les scientifiques ont déjà fait l'expérience de la manipulation de neutrons de faible énergie, ces neutrons de 14 MeV sont tout à fait nouveaux et personne à l'heure actuelle ne sait comment les manipuler", avertit le professeur [...] Pour M. Koshiba, les scientifiques doivent d'abord résoudre ce problème des neutrons de 14 MeV "en construisant des murs ou des absorbeurs

Il est possible qu'il n'est pas tout à fait tort...

Dans un réacteur nucléaire pour la fusion, le but est de confiner de la matière, le plasma, pour le faire réagir et produire de l'énergie. Dans la réaction choisie, l'énergie proviendra des neutrons de 14 MeV qui seront expulsés du noyau après la fusion. Le réacteur produira donc pendant son temps de fonctionnement un flux neutronique composés de neutrons de 14 MeV. De plus, il faudra injecter du combustible et extraire les résidus de la fusion.

Pour récupérer l'énergie, il faudra réussir à récupérer l'énergie du flux neutronique. Or les neutrons étant neutre interagissent assez mal avec la matière. De plus étant très énergétiques, il est possibles qu'ils ne se laissent pas capturer aussi facilement. Je ne sais pas si l'on a put étudier des neutrons de 14 MeV et s'il éxiste des accélérateurs capables d'en produire. Dans le cas négatif, Iter sera donc le premier producteur de neutrons de 14MeV (le problème n'est pas spécifiquement la valeur de l'énergie, nos connaissances sont sans doute égales pour des neutrons de 12 ou 20 MeV). Actuellement on connait bien le comportement des neutrons de 1 à 10 MeV puisque c'est l'énergie de ceux qui sont produits dans les réactions de fissions.
Un neutron quand il est émis peuvent soit rencontrer des noyaux soit ne pas en rencontrer. S'il en rencontre, il peut rebondir dessus, être dévié ou être capturé.
Si le neutron subit des choce et des diffusions, il chauffera le milieu par agitation thermique et l'on pourra récupérer de l'énergie. S'il est capturé, soit le nouveaux noyau est un noyau stable et plus rien ne se passe, soit il s'agit d'un noyau radioactif et il réagira soit en se cassant en 2 ou 3 et en émmettants des neutrons, soit en émmettant des particules alpha ou betas soit des rayonnements gammas. S'il y a des réactions nucléaire, on pourra de nouveaux capter de la chaleur et récupére de l'énergie.
Il conviendra de mettre autour du réacteur des matériaux susceptibles de capter un maximum de l'énergie que possèdent ces neutrons, tout en évitant de construire le réacteur avec soit des matériaux qui empécheraient les neutrons de sortir ou qui interagisseraient avec eux avec des effets qui pourraient être catastrophique.
La manière dont un noyau donné réagit avec des neutrons est représenté par une section efficace qui exprime la probabilité de rencontre et d'interaction entre les noyaux et les neutrons, l'unité en est le barn. (ps, il existe plusieurs types de sections efficaces, microscopique, macroscopique, mais cela importe peu ici)

Voici les sections efficaces de s=certains matériaux en fonction de l'énergie des neutrons:



et


Comme on le voit, le problème est que pour certaines plages d'énergie, ces matériaux peuvent être très efficace ou devenir transparents à une énergie voisine.
Le cas le plus défavorable serait que pour les neutrons tous les matériaux soient "transparents", c'est peu probable, mais cela est envisageable. Nous sommes peut-être parcourus en permanece par des flux neutroniques de 14 MeV qui n'arrivent pas interagir avec la matière et traversent l'espace en permanence.
Ensuite, l'on peut aussi se retrouver avec le cas ou l'un des constituant de l'enveloppe du réacteur piège très efficacement ce flux et interagisse avec les neutrons en devenant par exemple un noyau d'un atome liquide ou gazeux à l'etat normal. On pourrait donc envisager qu'à peine le réacteur atteigne les conditions de fusion que tout un coup, il transmute et se transforme en une flaque ou en un nuage.
Plus sérieusement, le risque principal est que les matériaux efficaces soient ou très difficile à manipuler ou qu'ils posent divers problèmes d'ordre technologiques. Il se pourrait aussi que s'ils sont trop transparents, les fuites neutroniques soient importantes diminuant d'autant le rendement de l'installation ou rendant dangereux le fait de se trouver à proximité. Les neutrons d'haute énergie qui sont émis dans les réacteurs actuels sont ralenti par de l'eau sinon ils pourraient parcourrir plusieurs dizaines de mètres voire plus.
L'idéal serait donc de mettre au point un accélerateur de neutron permettant dès à présent d'analyser comment ces neutrons interagissent avec les differents matériaux.
En fait, on n'est pas aussi démuni que le laisse penser M. Koshiba, il suffirait de construire autour du réacteur d'Iter une piscine de dimensions généreuses, ainsi le flux neutronique trouvera autour de lui suffisamment de noyaux pour pouvoir subir les chocs qui le ralentiront. En dessous de 10 MeV, on sait comment il se comporte.
J'espére avoir été suffisamment didactique, je possède qu'une connaissance relativement limité de ces phénomènes. Des personnes ayant des connaissances plus poussées pourraient surement apporter des éclaircissement à mes propos.

[Cécile]

Biensur, le break even n'est pa encore atteint et l'on est donc encore "déficitaire" en énergie, mais ils s'aproche d'un réacteur rentable... non?

Ce n'est pas parce qu'on produit légèrement plus d'énergie qu'on en injecte que ça devient rentable. Iter est prévu pour produire 10 fois plus d'énergie que l'on en injecte, et il ne sera absolument pas rentable.

donc sa n'est pa si utopique comme source d'énergie... je suis d'accord sur le faite qu'il ne sont pas près d'atteindre l'ignition, mais bon... Q> serait déja rentable!

Même chose. Q>1 ne veut pas dire rentable.

Mais il est certain que les politiciens nous font prendre des vessies pour des lanternes!

Lesquels ? A propos de quoi ? Ce ne sont pas les politiques mais les scientifiques qui parlent de 2050 (au plus tôt) pour une fusion économiquement rentable.

Mais est-on capable de maintenir un effort financier sur une période de 20 ou 30 ans ?
On a déjà oublié SuperPhénix...

Je pense que c'est plus facile dans une collaboration internationale que tout seul.

J'ai de plus en plus l'impression que les choses "ne pressent pas" désormais ! Comme si on avait le temps !

C'est parce qu'on en est à la phase la plus délicate : le choix du site. Avec des milliers d'emplois et un développement local à la clé. A côté de ça, les difficultés scientifiques et techniques sont de la gnognotte .

britanique => JET

Le JET n'est pas britannique, il est européen (joint european torus). Européen, mais construit en Angleterre (le choix du paysavait d'ailleurs déjà été problématique à l'époque et avait pris plusieurs années)

[Simkin]

Ouais, monsieur le prix nobel Japonais qui fait mumuse avec sa grosse piscine a neutrinos ...

Serieusement il se trompe de cheval de bataille se brave homme. ITER est contestable, mais sur d'autres points que ce detail, qui ne se pose pas pour tous apparemment. Certes moi je bosse sur le chauffage du plasma, et pour ce qui est du reste je ne sais pas trop ce qu'il s'y passe (ASDEX Upgrade, Garching). Mais le probleme essentiel de ITER, et de toute machine de type Tokamak, c'est que c'est diaboliquement complique a construire ... Rien a voir avec une centrale a fission qui fait office de taille crayon en comparaison. Et encore, je ne vous parle pas des Stellarator qui sont le summum dans le genre.

C'est tellement complique, que meme si ITER fonctionne, EDF n'en voudra pas. Maitriser une telle technologie est loin d'etre chose aisee, et c'est probablement le point faible de la fusion. D'ailleurs parmis les specialistes, peu sont otpimistes quant a ce projet. Cela dit le resultat (si on l'obtient un jour) est allechant, et question dechet c'est ridicule. Au passage je me demande si les "verts" ont compris la difference qu'il y a entre fission et fusion ... leur discours laissen sous-entendre le contraire.

Enfin de toute facon ca se fera a Cadarache ... Sincerement, entre la provence et le nord du Japon (region quasi glaciaire ) il y a pas photo, et les chercheurs (et leur famille accessoirement) auront tot fait de choisir ...

[Narduccio]

C'est tellement complique, que meme si ITER fonctionne, EDF n'en voudra pas.

Dans une pespective économique, si c'est sufissament rentable, si le retour sur investissement est assuré. Tot ou tard des industriels en voudront. C'est compliqué, d'accord. Il y a toujours moyen de mettre en place l'organiosation et les structures pour permettre d'exploiter des choses très compliquées. L'essentiel est: le projet est-il technologiquement réalisable et exploitable ? Et ensuite: est-ce rentable ? Si la réponse est oui dans les 2 cas, cela se fera surement. Un peut-être peut rebuter la fusion nucléaire.

[Cécile]

le projet est-il technologiquement réalisable et exploitable ? Et ensuite: est-ce rentable ? Si la réponse est oui dans les 2 cas, cela se fera surement. Un peut-être peut rebuter la fusion nucléaire.

Iter est destiné à répondre à la première question. Il faudra un deuxième réacteur de démonstration, plus gros, pour répondre à la deuxième.

[gargulp]

Dans une pespective économique, si c'est sufisament rentable, si le retour sur investissement est assuré

Je suis d'accord, mais le problème c'est qu'ITER n'est pour le moment qu'un projet de recherche.

Comme le dit Koshiba,

Ce projet n'est plus aux mains des scientifiques, mais dans celles des hommes politiques et des hommes d'affaires.

C'est assez difficile d'anticiper sur ce que l'on pourra trouver et prouver, et vraisemblablement encore + difficile d'anticiper sur les perspectives économiques, non?

Je dirais en fait que c'est un projet de recherche très intéressant, mais que baser une quelconque politique énergétique là-dessus est invraisemblable à ce stade.

[Jean-Charles]

Ce n'est pas parce qu'on produit légèrement plus d'énergie qu'on en injecte que ça devient rentable. Iter est prévu pour produire 10 fois plus d'énergie que l'on en injecte, et il ne sera absolument pas rentable.

Biensur, mais c'est d'un peu de vu énergétique que je parler... économiquement, il faut biensur rembourser l'investissement initial!

Mais il me semblait que dans le projet JET basé en Angletterre

Le JET n'est pas britannique

Je n'ai pas dit qu'il était britanique!