Presentation - La technologie en france
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Un petit soleil dans le sud de la France
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- 1. Un petit soleil … dans le sud de la France Nancy Cole La technologie en France Présentation Français 207 31 mars 2015
- 3. noyau de Deutérium 2H noyau de Tritium 3H neutron libéré noyau d’ Hélium 4He Chaleur Réaction de Fusion Nucléaire Énergie
- 4. Le plasma Le quatrième état du matière, tout comme : le solide le liquide, ou le gaz Est constitué de particules chargées, d’ions, et d’électrons: un plasma naturel = le soleil un plasma artificiel = la fusion nucléaire
- 5. Tokamak un acronyme russe : « Toroidal’naya Kamera s Magnitnymi Katushkami » laquelle veut dire : « une chambre toroïdal avec des bobines magnétiques »
- 7. Source: https://www.iter.org/fr/gallery/com_image_download#440 <----- Diamètre 30 mètres ----> Hauteur 30 mètres ----->-----> Maquette ITER
- 8. Réacteur Expérimental Thermonucléaire International Sources: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ITER_Logo_NoonYellow.svg, International Thermonuclear Experimental Reactor
- 9. signifie « le chemin » en latin Source: http://www.iter.org/mag/6/46 « iter »
- 10. Allemagne Autriche Belgique Bulgarie Chypre Croatie Danemark Espagne Estonie Finlande France Grèce Hongrie Irlande Italie Lettonie Lituanie Luxembourg Malte Pays-Bas Pologne Portugal République tchèque Roumanie Royaume-Uni Slovaquie Slovénie Suède 28 pays de la Union Européen 6 autres pays Chine Corée du Sud États-Unis Inde Japon Russie 35 pays membres d’ITER 1 pays associé à Euratom Suisse Source: http://mti-review.com/iter-projet-pharaonique-resoudre-question-energetique-mondiale/
- 11. Euratom Communauté européenne de l’énergie atomique (CEEA) Source: http://lenergeek.com/2014/07/09/directive-euratom-lue-renforce-la-securite-des-centrales-nucleaires/ 1958
- 12. F4E Fusion pour l’énergie « Portant la puissance du soleil à la terre » Source: http://ec.europa.eu/research/energy/euratom/index_en.cfm?pg=fusion§ion=f4e 2006
- 14. Source: http://en.wikipedia.org/wiki/Commissariat_%C3%A0_l'%C3%A9nergie_atomique_et_aux_%C3%A9nergies_alternatives CEA Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives 1945
- 16. Région : Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA) Département : Bouches-du-Rhône Commune : Saint-Paul-lez-Durance Sources: http://en.wikipedia.org/wiki/Provence-Alpes-C%C3%B4te_d%27Azur http://en.wikipedia.org/wiki/Bouches-duRh%C3%B4ne, http://www.bottin-administratif.fr/departement-bouches-du-rhone_84_d13_n.html Cadarache
- 17. Sources: http://www.ibfkorea2014.com/home.aspx?f_lang=en http://www.econostrum.info/Christian-Bonnet-nomme-directeur-du-CEA-de-Cadarache_a15345.html CEA Cadarache Christian Bonnet Directeur Centre établi en 1959
- 18. Nous présente: Son recherche Source: http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/videos/metiers/physique-fusion-nucleaire-controlee/(offset)/60 Département de recherche sur la fusion contrôlée CEA Cadarache Gloria Falchetto
- 23. Source: https://www.iter.org/fr/proj/itermission Creusement des fondations du Complexe Tokamak Construction du Complexe Tokamak Arrivée sur site des premiers éléments de la machine Début du montage du tokamak Fin du montage du tokamak, tests des systèmes Premier plasma Début d’opération deutérium-tritium Les phases d’ITER Terrassement du site
- 25. Source: http://iterthiers.free.fr/fctionement.php DEMO et PROTO Les étapes suivantes:
- 26. Sources: http://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/energie-environnement/20130905trib000783438/osamu-motojima- directeur-general-d-iter-organization-le-ticket-d-entree-n-est-pas-si-eleve-par-rapport-aux-retombees-.html http://news.sciencemag.org/people-events/2014/11/iter-fusion-project-names-french-nuclear-official-new-chief Osamu Motojima - Japon 2010 - 2015 Bernard Bigot - France à partir de juin 2015 Directeur-Général d’ITER
- 27. Nous présente: Un résumé d'ITER Source: http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/videos/metiers/physique-fusion-nucleaire-controlee/(offset)/60 Chef du Département de recherche sur la fusion contrôlée CEA Cadarache Michel Chatelier
- 31. Pierre-Gilles de Gennes (1932-2007) Prix Nobel de physique 1991 « Je n’y crois malheureusement plus, même si j’ai connu les débuts enthousiastes de la fusion. » Sources: http://www.developpementdurable.com/technologie/2011/10/A6256/la-fusion-nucleaire-principe-atouts-et-limites-dune- technologie-ambitieuse.html http://lci.tf1.fr/science/nouvelles-technologies/2007-05/pierre-gilles-gennes-isaac-newton-aujourd-hui-5520525.html Certains scientifiques s’opposent à ITER
- 33. • http://www.iter.org/fr/accueil • http://www.itercadarache.org/ • http://www.cea.fr/energie/fusion- thermonucleaire/les-recherches- du-cea-sur-la-fusion-thermonucle En savoir plus …
- 34. Source: http://www.newyorker.com/magazine/2014/03/03/a-star-in-a-bottle En savoir plus … « A Star in a Bottle » Raffi Khatchadourian The New Yorker March 3, 2014
Notes de l'éditeur
- Face au besoin croissant d’énergie de la planète, les dirigeants de plusieurs nations du monde ont été travaillent depuis 1985 dans un grand projet collaboratif expérimental destiné à tester la viabilité de la fusion nucléaire comme une source d’énergie. Les travaux de construction pour le projet sont aujourd’hui en cours dans le sud de la France.
- En 1920, Arthur Eddington, un astronome anglais, posait comme principe que la fusion nucléaire était la source d’énergie du soleil. Pour plus de 80 ans, les scientifiques ont eu un rêve d’imiter le soleil afin de produire de l’énergie. L’avantage de la fusion est que s’utilise une ressource universelle, inépuisable, sans aucun déchet dangereux, et sans risque d’emballement de la réaction en chaîne.
- La fusion nucléaire qui se produit au cœur du soleil est la réunion de deux noyaux des atomes légers pour former un noyau plus lourd avec la libération d’énergie. Dans ce schéma – et sur le gâteau(!), se voit deux isotopes de l’hydrogène. L’un est deutérium, avec un neutron (en bleu) et un proton (en rouge). L’autre est tritium, avec deux neutrons (en bleu) et un proton (en rouge). Dans une réaction de fusion nucléaire, ces deux isotopes se fusionner en créant un noyau plus lourd de hélium, un neutron libéré, et beaucoup d’énergie. Mais la réaction ne peut se produire qu’à une température énorme de l’ordre d’une centaine de millions de degrés.
- Pour domestiquer l’énergie de la fusion, le problème est de créer cette haute température et de contenir « le plasma » obtenu. Le plasma est le quatrième état de la matière, tout comme: le solide, le liquide ou le gaz. Le plasma n’existe sur la planète Terre qu’à haute température, quand l’énergie est telle qu’elle réussit à arracher des électrons aux atomes. On observe alors une sorte de « soupe » d’électrons extrêmement actifs dans laquelle « baignent » des noyaux d’atomes. Le plasma a des propriétés très différentes que celles d’autres états.
- Pour domestiquer la fusion nucléaire, les russes ont conçu en 1960 une machine appelée « Tokamak ». Tokamak est un acronyme russe qui désigne une chambre à vide torique (ou en forme d’anneau) destinée à confiner et contrôler un plasma de deutérium et de tritium avec plusieurs champs magnétiques.
- Comme le plasma est constitué de particules chargées, on peut confiner leur trajectoire de déplacement à l’intérieur d’un tore au moyen de champs magnétiques. C’est en quelque sorte un « boite aux parois immatérielle ». D’énormes bobines verticales et circulaires (en orange sur le schéma), créent un champ toroïdal qui confine le plasma à l’écart des parois et fait circuler à l’intérieur un très fort courant. D’autres bobines horizontales et circulaires (en vert) permettent de mieux contrôler la forme du plasma.
- Un problème de ces réacteurs Tokamak est de générer un champ magnétique suffisamment puissant. Pour cela, les bobines sont réalisées en matériaux supraconducteurs, dont la résistance est pratiquement nulle à une température proche du zéro absolu, -273 degrés Celsius. Finalement, pour chauffer le plasma à 150 millions degrés Celsius, il est nécessaire ajouter des ondes hautes fréquences et l’injection de particules par chocs augmentent la température.
- ITER, ou Réacteur Expérimental Thermonucléaire International, est le nom de l’expérience scientifique à très grande échelle qui doit démontrer la faisabilité scientifique et technologique de l’énergie de fusion. Plus de 200 tokamaks ont été construits dans le monde. La machine ITER sera deux fois plus grande que le tokamak le plus puissant actuellement en service.
- En latin, ITER signifie « le chemin ».
- Le programme ITER était né en 1985 avec de l’Accord à Genève, concerté par la France, le Royaume-Uni, la Russie, et les États-Unis. En 2006, l’accord ITER a été officiellement signé à Paris. Il y a 35 pays membres d’ITER: 28 pays de l’Union européenne, un pays associé à Euratom – la Suisse, et 6 autres pays – la Chine, la Corée du Sud, les États-Unis, l’Inde, le Japon, et la Russie.
- L’Euratom, ou la Communauté européenne de l’énergie atomique, a été établi en 1958 par les six pays membres originels de la Communauté européenne.
- F4E, la Fusion pour l’énergie, a été établie en 2006. Cette organisation est chargée de fournir la contribution européenne à ITER.
- En 2005, un site dans la sud de la France était choisi pour le réacteur expérimental ITER. Dans cette époque, peu de gens comprenaient ITER. Jacques Chirac était le Président de la République française, et Dominique de Villepin était le Premier Ministre.
- En France, le CEA, ou la Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, a étudié les énergies bas carbone – comme nucléaire et renouvelables – depuis 1945.
- Le CEA est implanté sur 10 centres répartis dans toute la France. La recherche française sur l’énergie de la fusion nucléaire a commencé dans le centre Fontenay-aux-Roses, près de Paris. Mais aujourd’hui, le centre plus important pour cette recherche est le centre de Cadarache.
- Cadarache est une ville située dans la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, dans le département Bouches-du-Rhône, et dans la commune Saint-Paul-lez-Durance. Cadarache est 40 kilomètres d’Aix-en-Provence et 70 kilomètres de Marseille.
- CEA Cadarache a été établi en 1959. C’est le siège de la recherche française sur la fusion nucléaire, particulièrement L’Institut de recherche sur la fusion magnétique. Christian Bonnet est le directeur du centre.
- Dans cette vidéo Gloria Falchetto, qui travaille à Cadarache CEA, nous présente le Département de recherche sur la fusion contrôlée.
- Laurent est un ingénieur chercheur en mécanique dans l’Institute de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique au centre CEA Cadarache.
- Annie-Laure Pecquet travaille aussi dans le même institut de recherche à CEA Cadarache.
- Jean-Luc Sida aussi est ingénieur recherche à CEA Cadarache.
- ITER est implanté sur un terrain de 180 hectares, à côté du CEA Cadarache. Les recherches pour la fusion impliquent des nombreux domaines de recherche, comme les matériaux, le magnétisme, la cryogénie, la robotique, et l’optique.
- Les bâtiments d’ITER sont en cours de construction sur une plateforme de 42 hectares, une surface totale équivalente à soixante terrains de football. La première phase de travaux - le défrichement de 90 hectares – a commencé en 2007. Maintenant, les premiers éléments de la Tokamak sont arrivées des plusieurs pays membres. Le chantier de construction d’ITER devrait s’achever en 2019. Viendra ensuite une phase de tests pour réaliser le premier plasma en novembre 2020.
- L'équation, Q est supérieur ou égal à 10, symbolise l’objectif scientifique du programme ITER: produire dix fois plus d’énergie que la machine n’en aura reçu. ITER est conçu pour produire 500 MW d’énergie de fusion à partir d’un apport externe de 50 MW. Les 15 minutes et l’autre objectif d’ITER: maintenir le plasma pour une quinzaine de minutes.
- ITER n’est pas une fin en soi mais une étape vers une installation préindustrielle qui démontrera la faisabilité de la production d’électricité et de l’autosuffisance en tritium. Le réacteur de démonstration DEMO, dont la conception pourrait être achevée d’ici 2017, succédera immédiatement à ITER. L’exploitation devrait commencer au début des années 2030. La commercialisation d’électricité est prévue dès 2040, avec PROTO, le premier prototype d’un réacteur à fusion industriel.
- Le Directeur-Général d’ITER depuis 2010 a été le Japonais Osamu Motojima. À partir de juin de cette année, le directeur sera le Français Bernard Bigot. Le budget d’ITER, originellement évalué à 5,8 milliards d’euros, est aujourd’hui estimé à 12.8 milliards d’euros – repartis entre les différents pays membres.
- Dans cette vidéo Michel Chatelier, Chef du Département de recherche sur la fusion contrôlée à Cadarache CEA, nous présente un résumé d’ITER.
- Il y a beaucoup de gens contre ITER et beaucoup de manifestations contre la construction du réacteur en France. Il y a une « Collectif Stop-ITER », avec un site Web: http://www.stop-iter.org.
- Le « Réseau sortir du nucléaire » dénonce ITER comme un risque pour l’environnement, parce que les matériaux en contact avec la réaction produiraient notamment quelque 40 000 tonnes de déchets radioactifs. Le Réseau rappelle aussi que la Provence est connue pour sa haute sismicité.
- Les critiques d’ITER disent que le projet est devenu une arnaque, un gouffre financier. Selon Europe Ecologie-les Verts (EELV), ITER « n’apporterait, dans le meilleur des cas, que des réponses sur le très long terme, vers le milieu du 21ème siècle. » Les critiques disent que « La fusion est l’énergie du futur … mais elle sera toujours ! »
- Même les scientifiques disent que le résultat d’ITER est encore inconnu. Et le physicien français Pierre-Gilles de Gennes, qui a gagné le prix Nobel en 1991, a perdu confiance en ITER.
- ITER est le sujet de beaucoup de dessins humoristiques.
- Voici une liste des mieux sites Web sur ITER.
- Voici un article récent du magazine sur ITER.
- Pour apprendre plus de la énergie nucléaire, je recommande le livre, « A Piece of the Sun », écrit en 2013 par Daniel Clery.
- On peut voyager à Cadarache à voir la construction d’ITER.
- En septembre, un groupe de la Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), une centre américaine du recherche sur la fusion nucléaire, va a visiter à ITER. Le voyage organisé va aussi a CERN (le Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) près de Genève, Suisse, qui est une laboratoire européen pour la physique des particules. Et le voyage va aussi à ESRF (Européen Synchrotron Radiation Facility) ou Installation européenne de rayonnement synchrotron, à Grenoble, France, qui est une source de rayons X, l’une des plus intenses au monde.