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    Techno et Avenir

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    Techno et Avenir Empty Techno et Avenir

    Message par Invité Ven 26 Jan - 22:55

    Le bore et l’argent du bore
    Neuf cents commentaires valent bien une mise à jour.

    Durant des mois, critiques, infos et idées sont venues enrichir un article consacré à la fusion nucléaire, intitulé «2 milliards de degrés: l’humanité découvre le feu absolu et tout le monde s’en fout!» Voici donc une version qui en tient compte.



    C’est une histoire bien réelle d’enfer et de paradis terrestre, sur fond de fusion nucléaire. Afin d’y voir clair, prenons un de ses fils et tirons dessus pour voir ce qui vient.
    Les USA ont adopté fin 2005 un programme de rénovation de leur armement nucléaire (programme Reliable Replacement Warhead). Officiellement, il s’agit de sécuriser, de fiabiliser, et donc de réduire le nombre de têtes, pour faire des économies... au prix de quelques dizaines de milliards d’euros [em]. Officieusement, ils en profiteront pour tirer les leçons d’une découverte presque fortuite des laboratoires Sandia. De quoi s’agit-il ?

    Depuis des années, les laboratoires Sandia de Los Alamos, US Department of Energy, ont pour mission de perfectionner les armes nucléaires. Ils ont pour cela construit la « Z-machine » [1], un générateur de rayon X, qui sert aussi à des recherches sur la fusion nucléaire. En 2003, déjà, l’engin avait fait fusionner une capsule de Deutérium [2]. Bien que d’usage militaire, la technique mise en oeuvre avec la Z machine n’est pas un secret, et la publication des résultats est totalement banalisée depuis des années. Rien ne s’oppose donc à ce que les chercheurs annoncent, en février 2006, une double surprise, dans la prestigieuse Physical Review Letters : un an auparavant, et un peu par hasard, ils ont pulvérisé le record de température en labo, à « plus de 2 milliards de degrés », et enregistré un dégagement d’énergie quatre fois supérieur à ce qu’ils attendaient. En lisant bien l’article, on voit même qu’ils flirtent avec les 4 milliards, dans un plasma surcomprimé par un énorme champ magnétique. Sous l’œil du nec plus ultra des instruments de mesure rassemblés pour l’occasion, l’expérience est incontestable. Pourtant, les chercheurs peinent à expliquer leurs résultats : auparavant, hors accélérateur de particule, le record de température plafonnait vers cent millions de degrés, sauf au cœur de l’explosion d’une bombe H, à fusion thermonucléaire. Or, justement, il n’y a, en principe, qu’une réaction de fusion pour expliquer l’excédent d’énergie observé. Mais, comme ce n’était pas au programme, les chercheurs répugnent à s’avancer et évoquent une énergie d’origine inconnue.

    D’un point de vue militaire, rendre publique une telle info est une grosse bavure. Entre million et billion, en anglais, le censeur a dû s’emmêler les neurones. Les soldats ont depuis resserré les rangs : à part une tardive reconnaissance officielle de Sandia [3], juste quelques brèves dans la presse, qui n’a visiblement pas saisi les implications, vertigineuses, du fait nouveau. Pourtant, il y aurait de quoi dire, parce que, pour qui sait lire, « plus de 2 milliards de degrés » c’est, au choix, l’Apocalypse ou l’Âge d’or : d’un côté des bombes comme des petits pains, de l’autre une énergie abondante et bon marché.


    Entre Apocalypse...

    Les militaires US savent lire, même s’ils choisissent de ne lire qu’une ligne sur deux. Pour eux, la « Z machine » dévoile un concept de bombe H enfin pratique. Jusqu’à présent, l’allumage de la réaction thermonucléaire réclamait l’énergie d’une bombe à fission, comme celle d’Hiroshima, réduite là au rôle de simple détonateur. Maintenant, on peut envisager de la remplacer par un hybride de Z machine et de générateur magnéto-inductif à explosif, dérivé de ceux inventés, il y a cinquante ans, par Andreï Sakharov, le père de la bombe H soviétique. À la clé, des engins d’autant plus utilisables qu’ils ne seront plus radioactifs (sauf si on fait exprès, comme dans les bombes à neutrons), et, surtout, qu’ils n’auront pas de limite inférieure de puissance : jusqu’alors, faire sauter le monde était un jeu d’enfant, mais on ne pouvait pas jouer... Maintenant, on peut envisager des bombes sur mesure, et pouvoir jouer tous les jours.

    Effet secondaire indésirable, cette simplification met la bombe H à la portée de n’importe qui, puisque l’on n’a plus besoin de plutonium ou d’uranium enrichi, si difficile à obtenir. L’Iran doit bien s’en rendre compte d’ailleurs, qui annonçait en mai 2006 la relance de ses propres recherches sur la fusion [4]. En attendant, du côté de Los Alamos et de Livermore, les deux grands labos spécialisés, on s’active sur les plans de la nouvelle bombe US. On peut imaginer que la reprise des essais n’est qu’une question de temps, et qu’on n’y verra que du feu. Ainsi, qui sait si l’essai « Divine Strake » d’une méga bombe conventionnelle dans le désert du Nevada, finalement annulé l’été dernier, ne devait pas dissimuler celui d’une mini bombe H nouvelle formule, sans radioactivité et avec une signature sismique équivalente ? Demain, on nous fera prendre un missile pour un météore.

    En France, le petit monde de la fusion, habitué à marcher droit dans les couloirs de la technoscience, ne peut voir que d’un mauvais œil une nouvelle qui remet radicalement en cause ses deux projets phares, Mégajoule, au Barp, et ITER, à Cadarache. Résumons.

    Mégajoule veut faire de la fusion à coups de laser en 2010 pour tester notre armement atomique. C’est peut-être une bonne idée avec l’ancienne technologie, mais quel soldat voudra se fier à une arme entièrement nouvelle qui n’aurait pas été essayée en vrai ? De toute façon, la course étant lancée, la France devra la faire si elle ne veut pas encore être en retard d’une guerre. Exit donc Mégajoule, à l’exemple de l’armée US, qui supprime en 2007 ses budgets pour les lasers de fusion multifaisceaux [5].

    Iter est, quant à lui, notre futur réacteur thermonucléaire expérimental, international et provençal. Comme la plupart des réacteurs de fusion depuis les années soixante, il est de type Tokamak (une sorte de bouilloire à plasma). On en est très fier, bien que des Nobel de physique comme Pierre-Gilles de Gennes ou Masatoshi Koshiba s’y opposent [6]. Pour ces grincheux, notre (cher) tokamak serait la machine à vapeur du troisième millénaire ! Mais peu importe : le président Chirac voulait qu’Iter soit au cœur de la stratégie énergétique du pays. Problème apparemment mineur, les premières expériences ne devraient pas commencer avant une grosse vingtaine d’années, et tant pis si Iter absorbe à lui seul l’essentiel des crédits de recherche. Avant même d’être signé [7], son budget est passé de dix à treize milliards d’euros, étalés sur trente ans, dont un tiers à la construction, à partir de 2008.


    ... et Âge d’or

    Aujourd’hui pourtant, l’expérience de Sandia montre la voie d’une technologie de fusion plus propre, plus sûre, moins chère... Là se niche en effet la promesse d’Âge d’or de l’énergie sans pollution, pour rien et pour tous, autre conséquence du record de température de Sandia.
    Pour bien comprendre l’enjeu, resituons le contexte : dans un tokamac comme Iter, on cherche à obtenir la plus simple des réactions envisageables, celle du deutérium et du tritium, à partir de cent millions de degrés. Mais, même si ça fonctionne un jour, ce ne sera pas encore la panacée, à cause des neutrons très agressifs produits dans la réaction, synonymes de déchets radioactifs. Il est vrai qu’il y en aurait moins qu’avec la fission, mais c’est toujours trop. En revanche, depuis l’expérience de Sandia, on sait qu’on a au moins 2 milliards de degrés à portée de main, et ça change tout. Passé les cinq cents millions, en effet, la théorie prédit des réactions « aneutroniques », qui ne produisent que très peu de radioactivité, voire pas du tout. On pourrait, par exemple, faire fusionner l’hydrogène avec du lithium ou du bore, des éléments extrêmement courants sur Terre, en attendant d’aller sur la Lune chercher de l’hélium 3, présenté comme le carburant idéal de la fusion. Expérience faite, la théorie dit vrai : La fusion « p-B11 » a récemment été réalisée, en Russie [8] ; bilan : zéro neutron. Le bore et l’argent du bore ?

    « Plus de 2 milliards de degrés » est une performance hors de portée du projet ITER, mais pas du projet américain Z-IFE [9], dérivé de la Z-machine. À l’opposé de la voie « en continu » des tokamaks, il s’agit d’un réacteur à fusion inertielle par striction magnétique spécifiquement dédié à la production d’électricité, avec plasma autoconfiné, système impulsionnel à répétition et recyclage énergétique. Comparer les deux concepts reviendrait à mettre côte à côte une cocotte-minute et un moteur à explosion, une bombarde et une mitrailleuse... Ce projet original est né en 2003, à la suite de la fusion, déjà évoquée, d’une capsule de deutérium. Depuis, il avance à grands pas, et nul doute que la percée des deux milliards lui donne encore un coup d’accélérateur. A priori, en effet, rien n’empêche d’y substituer un combustible aneutronique au polluant mélange prévu jusqu’à présent.

    Certes, il reste encore du chemin avant d’aboutir à la production d’électricité par fusion aneutronique. Avec un plasma bi-température et des valeurs stupéfiantes de pression ou de champs magnétique, la Z-machine ouvre surtout de nouveaux champs de recherche fondamentale en physique. Mais la machine elle-même n’a rien de très compliqué, s’agissant essentiellement d’électrotechnique de puissance, domaine peu coûteux et bien maîtrisé. D’ailleurs, si les Américains ont la plus puissante, ce n’est pas la seule au monde ; on en trouve ainsi deux en Europe : Magpie, à l’Imperial College de Londres, et Sphinx, chez les militaires du Centre d’études de Gramat, dans le Lot. Anecdote amusante : il y a quelque temps, des expérimentateurs français se sont vu refuser une nouvelle machine. Construite en moins d’un an pour quelques millions d’euros, elle aurait été encore plus puissante que la nouvelle ZR américaine, qui remplace la Z et entrera en service début 2007. Aujourd’hui, nos scientifiques déçus sont à... Sandia.

    Curieusement, les réactions aneutroniques ne semblent pas avoir été testées à Sandia. Pourtant, les scientifiques n’ont sûrement pas résisté longtemps à l’envie d’essayer... L’explication de ce silence est simple : la réaction LiH, c’est du « secret défense », l’hydrure de lithium étant le combustible des bombes H... D’où l’idée de monter une expérience civile ailleurs qu’à Livermore ou à Sandia. Peut-être pas en France, où l’armée peut être aussi nuisible à la science que ses homologues des pays développés, mais pourquoi pas à l’Est ? Bien sûr, les Russes ont les mêmes tares que les Français, mais, un peu plus loin encore, on trouve deux bons candidats au développement de la fusion civile, des gens pressés et sans complexe : la Chine, d’abord, qui vient d’ouvrir son propre tokamak, et ensuite l’Inde, dernier entrant du consortium Iter. On peut même imaginer un programme international en « Open source » sous l’égide de l’Onu, dans le cadre de la coopération contre la pauvreté ou le réchauffement climatique. Ce n’est pas si absurde : le projet de fusion Focus [10], un parmi quantité d’autres projets ostracisés par la « technoscience », est financé par des dons ! Si l’espoir pour l’humanité d’une fusion nucléaire fonctionnelle et sûre n’est qu’à ce prix, à quand la quête au carrefour ?

    Dès lors, en effet, le choix est là. Clairement, on n’arrêtera pas les militaires. Il faudra faire avec l’Apocalypse, dans le secret et la désinformation. Mais est-ce une raison pour négliger l’Âge d’or ?

    Alors, que faire ? D’abord, signer la pétition européenne. Surtout, réfléchir un peu : alors que l’énergie est l’un des piliers structurels d’une société, la fusion est un projet de civilisation, et à l’échelle mondiale cette fois. Exactement ce qui manque à l’humanité d’aujourd’hui. Si la voie Iter reproduit le schéma du nucléaire classique, méga installations ultracoûteuses et hyper centralisées, la voie Z offre la perspective de petites centrales bon marché, aisément décentralisables. Si cette voie tient ses promesses, c’est la plus grande découverte de l’humanité depuis le feu, par ses implications théoriques et techniques aussi bien qu’économiques et sociales. On peut aussi prier que cette idée ne germe pas dans quelque tête perverse : on fabrique quelques mégabombes propres, on détruit tout, sauf chez nous, et on s’installe chez les autres, qui ne seront plus là pour se plaindre... Avec de l’énergie à gogo, facile de tout reconstruire... L’Apocalypse et l’Âge d’or.

    Mezigue, avec les participants du forum.
    [em] Los Angeles Times, 15 juin 2006 7 h 55 :Rival U.S. Labs in Arms Race to Build Safer Nuclear Bomb

    [1] http://fr.wikipedia.org/wiki/Z_machine

    [2] http://www.sandia.gov/news-center/news-releases/2003/nuclear-power/Zneutrons.html

    [3] http://www.sandia.gov/news-center/news-releases/2006/physics-astron/hottest-z-output.html

    [4] http://www.rferl.org/featuresarticle/2006/05/BA7D0AD7-A508-449A-AD27-ADE9ECD0B78D.html

    [5] Page 12[http://www.psfc.mit.edu/library1/catalog/restricted/fpr/v27_no3+4.pdf

    [6] http://reacteur.iter.free.fr/accueil.htm

    [7] à l’Elysée, le 21/11/06, par les responsables de l’Union européenne, des Etats-Unis, de la Russie, de l’Inde, de la Corée du Sud, du Japon et de la Chine.

    [8] http://fire.pppl.gov/fusion_pb11_belyaev_082605.pdf

    [9] http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_à_fusion_inertielle#Le_projet_Z-IFE_des_laboratoires_Sandia

    [10] http://focusfusion.org
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    Techno et Avenir Empty Re: Techno et Avenir

    Message par Invité Ven 9 Fév - 15:57

    Voiture à hydrogène : après BMW, Honda...

    Je vous ai fait part dans un message du 30 janvier du lancement pour des essais en service d’un prototype de BMW équipé d’un moteur conventionnel mais alimenté en hydrogène liquéfié.
    C’est le constructeur japonais Honda qui vient de présenter à son tour un prototype fonctionnant à l’hydrogène également, mais équipé d’une pile à combustible qui alimente des moteurs électriques comme groupe propulseur. Honda est certainement le constructeur mondial qui semble le plus avancé sur la pile à combustible, dont je rappelle que le principe est celui d’une pile produisant de l’énergie à partir d’une réaction d’oxydation de l’hydrogène. Le rendement de la pile à combustible est nettement supérieur à celui du moteur à explosion ; par contre son coût de fabrication est pour l’instant exorbitant et son encombrement, très important. La présentation du prototype Honda est donc plus destinée à faire le point des progrès réalisés qu’à présenter un véhicule proche de commercialisation.

    La principale amélioration technique que présente Honda réside dans la pile à combustible (ci-contre) qui fait un véritable bond en avant depuis le prototype précédent qui date de 1999. Jugez-en : en huit ans son poids est passé de 200 à 70 kg, son encombrement a été réduit d’un volume de 135 litres à 52, et sa puissance a progressé de 82 à 136 CV. Elle devient donc de ce fait plus facile à intégrer dans un véhicule de taille moyenne et permet, du fait du couple important disponible dès le démarrage du moteur électrique, de s’intégrer dans le trafic sans problème.

    Bravo, donc, pour cette avancée technique. Honda ne nous dit rien par contre du problème révélé par la présentation du prototype BMW, le réservoir à hydrogène dont BMW nous disait qu’il ne pouvait conserver l’hydrogène liquéfié à - 243 °C que pendant 17 heures et qu’il perdait son hydrogène dans l’atmosphère à travers la paroi du réservoir !

    Reste bien sûr la question du rendement énergétique de la production d’hydrogène elle-même, très coûteuse en énergie, et dont l’inocuité en termes d’émission de CO2 dépend de la source primaire en énergie,

    En tous cas, voilà des progrès qui nous donnent confiance dans la capacité des chercheurs à inventer les groupes propulseurs de l’avenir.

      La date/heure actuelle est Sam 28 Sep - 20:29

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