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CT : La France est le pays du nucléaire par excellence et produit environ 80% de son électricité à partir de l’atome. Même si ce mode de production d’énergie, qui n’émet aucun gaz à effet de serre, est largement encouragé en ces temps où le climat semble se réchauffer, certains pays souhaitent ne plus y avoir recours (l’Allemagne a voté la sortie du nucléaire pour 2020) ou prônent un mix énergétique (ensemble des sources d’approvisionnement) incluant d’autres sources d’énergie comme les énergies renouvelables. Ses détracteurs reprochent au nucléaire plusieurs défauts dont la production de déchets radioactifs à longue durée de vie et la dangerosité. Le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) a pour but de réconcilier tout le monde et de prouver la faisabilité technique de la production d’énergie à partir d’un réacteur de fusion nucléaire. Ce principe novateur, s’il est validé technologiquement, permettra de s’affranchir (en partie) des défauts du nucléaire classique. En effet, ce procédé ne génère que peu de déchets et écarte tout risque d’emballement de la réaction nucléaire et donc toute menace d’explosion. Il a en outre l’avantage de faire appel à des combustibles présents en grandes quantités sur notre planète.
Le soleil comme modèle : Avec la fusion nucléaire contrôlée, la science a pour but de reproduire les réactions thermonucléaires naturelles qui ont lieu au sein des étoiles, à des températures dépassant l’imagination (plusieurs millions de degrés !). Ce procédé a pour objectif de copier notre soleil afin de produire de l’électricité en grande quantité, à partir d’éléments abondants comme l’eau et le lithium. Quelle est la différence avec les réacteurs nucléaires traditionnels ? Le principe physique est tout simplement… inversé ! Finie la fission, voici la fusion. Ici, l’énergie ne résulte pas de la cassure d’un noyau d’uranium, mais de l’union de deux éléments. Toutefois, de nombreuses barrières technologiques restent à franchir. ITER sera là pour tester et confirmer, ou non, la faisabilité de ce principe physique pour produire de l’énergie.
S : http://www.science.gouv.fr/fr/dossiers/bdd/res/2803/la-fusion-controlee-le-reve-du-nucleaire-propre-/ (consulté le 13.11.2014)
N : 1. XVIe siècle. Emprunté du latin fusio, « action de répandre », puis « fonte des métaux », dérivé de fusum, supin de fundere, « fondre, couler ».
PHYS. NUCL. Formation d’un noyau atomique à partir de deux noyaux plus légers. La fusion nucléaire dégage une très grande quantité d’énergie.
2. Physique > Physique atomique et nucléaire : Ce phénomène s’accompagne d’une libération d’énergie. Pour que la fusion de deux noyaux soit possible, il faut que ceux-ci aient une énergie cinétique supérieure à leur répulsion coulombienne. Cette énergie peut être coordonnée et provoquée par un appareillage approprié ou être due uniquement à l’agitation thermique. Dans ce dernier cas, la fusion est appelée fusion thermonucléaire.
3. Terminologie normalisée par le Comité canadien de normalisation de la terminologie nucléaire.
4. fusion nucléaire : terme normalisé par l’ISO.
5. fusion : terme normalisé par l’OTAN.
6. La libération de l’énergie nucléaire : La matière est constituée d’atomes. En 1912, le physicien anglais Ernest Rutherford (qui avait montré que l’atome avait un noyau), et le physicien danois Niels Bohr mettent au point un modèle dans lequel l’atome est constitué d’un noyau de charge positive entouré d’un cortège d’électrons. En 1913, Rutherford découvre le proton et en 1932, le physicien anglais Chadwick le neutron.
En 1938, Hahn et Strassmann découvrent la fission spontanée et le physicien français Frédéric Joliot-Curie, assisté de Lew Kowarski et Hans Von Halban, montre, en 1939, que ce phénomène de cassure des noyaux d’uranium s’accompagne d’un intense dégagement de chaleur. La découverte de la réaction en chaîne permettra l’exploitation de l’énergie nucléaire.
Pendant la guerre de 1939-1945, les études sur la fission se sont poursuivies aux États-Unis, avec la participation de physiciens émigrés. Le projet Manhattan est lancé, avec pour objectif de doter ce pays d’une arme nucléaire (qui a été utilisée à Hiroshima et à Nagasaki en 1945).
Dès la fin de la guerre, les recherches sur l’énergie dégagée par la réaction de fission nucléaire sont poursuivies dans le but d’une utilisation civile. En France, en 1945, le CEA (Commissariat à l’énergie atomique) est créé sous l’impulsion du général de Gaulle. Cet organisme public de recherche est chargé de donner à la France la maîtrise de l’atome dans les secteurs de la recherche, de la santé, de l’énergie, de l’industrie, de la sûreté et de la défense.
Les réactions nucléaires libératrices d’énergie sont de deux types :
- la fusion de noyaux très légers en un noyau de taille moyenne. Depuis une trentaine d’années, de nombreux laboratoires étudient la fusion de deux noyaux légers comme ceux du deutérium et du tritium qui sont deux isotopes lourds de l’hydrogène. Ce domaine est encore au stade de la recherche et il n’existe pas encore d’applications industrielles de la fusion pour la production d’électricité.
- la fission ou cassure d’un noyau très lourd en deux noyaux de taille moyenne. La réaction de fission est plus simple à réaliser sur Terre que celle de fusion. Elle consiste à casser des noyaux lourds, comme ceux de l’uranium 235 ou du plutonium 239, sous l’effet de l’impact d’un neutron. L’énergie de fission libérée est utilisée dans les réacteurs nucléaires. Ceux-ci produisent actuellement le sixième de l’électricité consommée dans le monde, le tiers en Europe et les trois quarts en France.
S : 1. DAF (consulté le 13.11.2014). 2 et 3. GDT (consulté le 13.11.2014). 4 et 5. TERMIUM PLUS (consulté le 13.11.2014). 6. http://www.cea.fr/jeunes/themes/l-energie-nucleaire/l-energie-nucleaire-fusion-et-fission (consulté le 13.11.2014).
SYN : fusion
S : TERMIUM PLUS (consulté le 13.11.2014)
RC : cimetière radioactif, énergie nucléaire, fission nucléaire.
