Colloquium : Demain, l’énergie des étoiles sur (...)

Rubrique : Nice Universitaire

INRA - Amphithéâtre J. Morgenstern - Bâtiment Khan 2004, route des Lucioles - 06902 Sophia Antipolis Cedex

Par Jean-Marc Ané, (CEA)

Résumé :

En 1919 Jean Perrin propose pour expliquer la source de la "prodigieuse dépense des rayonnements stellaires", "une combustion mêlant de façon beaucoup plus intime (que les réactions chimiques) les noyaux atomiques, menant à la formation d’atomes lourds aux dépends des atomes légers".Les recherches pour développer l’énergie de fusion n’ont cependant réellement commencé qu’une une vingtaine d’année après la découverte de ces réactions qui alimentent les étoiles. Les atouts de l’énergie de fusion seraient :

des "combustibles" abondants, extraits de l’eau de mer et qui pourraient fournir un million de fois plus d’énergie par unité de masse que les combustibles fossiles, des déchets qui pourraient être recyclés au bout d’une centaine d’années pour la construction de nouvelles centrales la sureté passive des réacteurs de fusion dont les cœurs ne contiendraient qu’un gramme de combustible les faibles risques de prolifération dus à l’absence d’uranium et de plutonium, composants Indispensables d’une arme nucléaire. Des avancées importantes concernant l’approche "inertielle" de l’énergie de fusion sont attendues avec les mises en service de NIF (National Ignition Facility) aux Etats-Unis en 2009, du LMJ (Laser Mega Joule) prévue pour 2014 en France, qui pourraient être suivies par celle d’HiPER (High Power laser Energy Research) en Europe à la fin des années 2020.

Concernant l’approche "magnétique" les résultats obtenus grâce aux mises en service de JT-60SA en 2016 (un projet commun à l’Europe et au Japon) et d’ITER en 2018 (projet unissant l’ Europe, la Chine, la Corée, les Etats-Unis, l’Inde, le Japon, et la Russie) pourraient conduire à la décision de construction de prototypes de réacteurs de fusion magnétiques à la fin des années 2030.

La construction de réacteurs de fusion inertiels ou magnétiques, implique la mise au point de matériaux capables de résister aux flux de neutrons très énergétiques produits par les réactions de fusion. Le projet IFMIF mené en commun par l’Europe et le Japon, vise à réaliser un accélérateur dont le faisceau générerait par impact sur une cible de lithium un flux de neutrons représentatif de celui d’un réacteur de fusion. La validation de trois prototypes en cours de construction est prévue pour 2013 et devrait permettre de décider la construction d’une installation permettant de tester les matériaux à partir de 2020.

A l’horizon d’une vingtaine d’années la fusion devrait donc disposer d’un ensemble de grands instruments scientifiques qui permettront d’approcher les conditions réelles de fonctionnement d’un réacteur. La modélisation des interactions complexes au sein des plasmas chauds du cœur, ou des matériaux d’un réacteur de fusion sera alors un enjeu crucial. Les progrès de la simulation numérique, conjugués à l’accroissement des performances des moyens de calcul devraient permettre de traiter à cet horizon temporel les interactions des 1023 particules contenues dans le plasma du cœur du réacteur mais aussi celles des 1024 atomes d’un volume représentatif d’un matériau.

Nous essaierons d’illustrer comment la conjugaison des approches expérimentales et d’une modélisation plus performante, devrait permettre d’avancer plus rapidement vers la mise au point d’un réacteur de fusion.

Plus d’info

P.-S.

L’adresse originale de cet article est http://actualite.unice.fr/spip.php?...