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jeudi 7 avril 2016 Ă  09:43

Eoliennes (Ter)

Une nouvelle contribution très "technique" de notre ami : Electron libre...



Un nouveau commentaire que nous avons « sorti pour le mettre en Ă©vidence » comme le premier. Bien Ă©videmment, l’auteur en est notre fidèle lecteur : Electron libre » dont la culture et la science sont ce que l’on appelle un vĂ©ritable « plus » pour ce site. 

 

Son « fameux » texte :

 

Bonjour ami Daniel Z !

 

 

Vous avez raison , l’alternative au nucléaire existe … c’est le nucléaire … mais , sous une autre forme !

 

La « fusion » pourrait dans un proche avenir se substituer à la « fission » (modèle actuel des centrales) !

 

 

Voici succinctement résumées , les différences entre les deux procédés :

 

 

La fission consiste à bombarder un atome stable d’Uranium 235 (92 protons / 143 neutrons) avec des neutrons « libres ».

 

Lorsqu’un neutron pénètre l’atome , celui se transforme en Uranium 236 (très instable) qui se brise en plusieurs parties !

 

La réaction produit du Krypton 92 , du Baryum 141 et deux neutrons libres .

 

Si le nombre de particules élémentaires est respecté , (141+92+2) , la masse finale de l’atome est inférieure à celle de l’atome d’origine !

 

Cette perte de masse se traduit par une production d’énergie considérable (E = mc2) qui produit de la chaleur!

 

Cette chaleur est captée et utilisée pour élever la température de l’eau qui se change en vapeur servant à faire tourner des turbines produisant de l’électricité !

 

Ceci représente bien évidemment une explication très schématisée du processus !

 

 

La fusion , quant Ă  elle , consiste en tout le contraire .

 

Au lieu de bombarder des noyaux d’atomes lourds comme ceux de l’uranium ou du plutonium pour qu’ils fissionnent, on crée des collisions entre des noyaux plus légers pour qu’ils fusionnent en des éléments plus lourds. Ces collisions libèrent de l’énergie qui peut être utilisée de la même manière que dans une centrale « classique » !

 

 

C’est ce type de réaction qui se produit dans le Soleil et les étoiles et leur fournit toute leur énergie. De ce fait, la fusion est en quelque sorte « l’énergie mère », puisque toutes les sources d’énergie qui proviennent du soleil en sont issues, qu’il s’agisse de l’énergie fossile, qui résulte de la photosynthèse, ou, bien évidemment, des énergies solaires et éoliennes.

 

 

Des décennies de travaux de recherche ont montré que ce sont les noyaux de deutérium (un proton, un neutron) et de tritium (un proton, deux neutrons), tous deux des isotopes de l’hydrogène, qui produisent la réaction la plus « efficace » (bien supérieure à la fission). La fusion de ces noyaux donne naissance à un neutron libre et à un noyau d’hélium, composé de deux protons et de deux neutrons.

 

Cette fusion libère une énergie considérable.

 

Le deutérium existe sur terre en grande quantité (en particulier dans l’eau de mer) , quant au tritium, on peut le produire très facilement à partir de lithium !

 

Certes , les quantités de lithium présentes à l’état naturel sont limitées mais néanmoins largement suffisantes pour produire de l’énergie pendant plusieurs milliers d’années !

 

Pour donner un ordre d’idée : la quantité de lithium contenue dans une batterie d’ordinateur portable (environ 20g / 95% du poids total de la batterie provient du Cobalt) et celle de deutérium contenue dans quarante litres d’eau suffit à produire la consommation d’électricité d’un Français pendant quarante ans !

 

A titre comparatif , il faudrait une soixantaine de tonnes de charbon pour générer la même quantité d’électricité !

 

 

Pour que cette réaction se produise, il faut que les noyaux se rapprochent suffisamment.

 

Pour cela, on porte et on maintient leur température aux environs de 150 millions de degrés.

 

On atteint là le quatrième état de la matière, le « plasma » (que nous appelons familièrement « soupe de particules »),qui est un gaz que l’on porte à une température si élevée qu’il est entièrement ionisé, c’est-à-dire que les électrons sont détachés des noyaux atomiques.

 

Pour réaliser la fusion, on utilise un dispositif de type « Tokamak » (je reviendrai plus loin sur la différence de conception entre tokomak et stellarator), machine qui confine le plasma chaud grâce à des champs magnétiques.

 

Ceux-ci piègent en quelque sorte les particules électriquement chargées qui constituent le plasma.

 

Ainsi les noyaux de deutérium et de tritium, autrement dit le « carburant » de la réaction, de même que les noyaux d’hélium, « résultat » de la réaction, restent confinés dans le plasma.

 

Quant aux neutrons, ils emportent hors du plasma environ 80% de l’énergie produite et transfèrent cette énergie sous forme de chaleur aux parois du tokamak, où elle est récupérée.

 

A noter que contrairement à ce que l’on peut entendre ça et là , le nucléaire « propre » n’existe pas !

 

Bien que dans cette réaction , le Tritium soit le seul élément radioactif de faible teneur et de durée relativement courte (12 ans) , il faut néanmoins prévoir le confinement des « cendres » et le remplacement (donc le stockage) fréquent du revêtement intérieur des « soupières » !

 

Malgré les progrès fulgurants en matière de recherche au cours de ces dernières années , le chemin s’annonce encore très long pour espérer pouvoir appliquer ce procédé à l’échelle industrielle !

 

 

Les difficultés sont nombreuses en matière de contrôle de la fusion !

 

Jusqu’à aujourd’hui , les tests n’ont pas permis d’obtenir plus de quelques minutes de fonctionnement .

 

De plus , pour produire ce qui est actuellement le « record » de 16 MW pendant 6 minutes , obtenu dans le JET ( Joint European Torus) d’Oxford , il a fallu générer une puissance extérieure de 23 MW pour transmettre au plasma sa température de « croisière » de 150 millions de degrés !

 

Le ratio de rentabilité est donc loin d’être atteint !

 

 

Aux alentours des années 2050 , lorsqu’il sera sans doute possible d’obtenir 500MW dans la durée , il faudra cependant encore prévoir 50MW de source d’énergie extérieure au dispositif pour chauffer le plasma !

 

Les matériaux qui constituent les « soupières » posent également problème dans leur longévité . Nous ne possédons pas encore les alliages nécessaires pour assurer le fonctionnement de ces dispositifs sur une longue durée de temps !

 

Mais soyons optimistes … je pense que les technologies prometteuses du stellarator Allemand et de l’ITER (qui sera un « super Tokamak » sur le site de Cadarache , dans le sud de la notre pays) apporteront des avancées considérables .

 

 

Quelques mots sur la différence essentielle de conception entre stellarator et Tokamak :

 

Le stellarator fonctionne selon le principe d’une alimentation électrique impliquant les deux composantes du champ magnétique en état de confinement continu , ce qui assure au plasma une meilleure circulation , alors que le Tokamak fonctionne selon le principe d’une composante poloïdale du champ de la bouteille magnétique torique !

 

En clair , cela veut dire que pour un tokamak , le champ magnétique circule à l’intérieur du plasma , et que pour un stellarator , il circule de manière toroïdale , c’est à dire autour du plasma !

 

 

Je terminerai en abordant un sujet sur lequel on m’interroge assez souvent :

 

Pourquoi , au lieu de nous engouffrer « tête baissée » dans un processus fission , n’avons-nous pas « mis le paquet » d’emblée pour faire avancer plus vite les recherches en direction de la fusion ?

 

Hé bien , la réponse est , je pense , malheureusement assez simple !

 

Bien avant qu’on eu l’idée de fabriquer une bombe en utilisant la fission de l’atome , une femme , physicienne Autrichienne du nom de « Lise Meitner » , entama des recherches portant sur la possible mais encore hypothétique fusion de deux atomes .

 

En étroite collaboration avec les chimistes Allemands Otto Hahn et Fritz Strassmann , elle réussit à en décrire très précisément le processus en 1938, sans bien entendu pouvoir l’expérimenter , en raison notamment de l’absence de matériaux adéquats pour fabriquer un appareillage susceptible de satisfaire aux contraintes exigées par l’opération !

 

L’année d’après , le monde était en guerre !

 

Nous connaissons la suite … à l’époque , notre connaissance de l’atome était juste suffisante pour l’engager avec plus ou moins de succès sur le terrain militaire …

 

En à peine trois ans , les « cerveaux » de l’époque ont participé à un effort de recherche considérable , jusqu’à produire la fission « incontrôlée » de l’atome .

 

La voix était ouverte au nucléaire civil , qui par le biais de cette « technique » , offrait après quelques ajustements (confinement dans un réacteur et maîtrise de la « réaction en chaîne ») la possibilité de l’indépendance énergétique , avec bien sûr tous les aléas qui ont sans doute à l’époque , été très sous-estimés !

 

 

Des budgets considérables sont aujourd’hui consacrés à la recherche sur la fusion , 13 , voire 15 milliards d’euros seront nécessaires à la construction complète de l’ITER .

 

L’institut Max Planck a déboursé environ 1 milliard d’euros en trente ans , pour l’élaboration de son stellarator !

 

Et ce n’est pas fini !

 

 

En espérant , cher ami , n’avoir pas été trop « brouillon » dans mes explications !

 

Bien amicalement ! »

 

 

Electron libre

 

 

 

new eolien 05 04 16

 

 

 

Photo d’illustration

 

 

 

 

 

 



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4 commentaires sur “Eoliennes (Ter)”

  1. Daniel Z dit :

    Bonjour ami Electron Libre.

    Oh non, vous n’avez pas Ă©tĂ© « brouillon » !
    Nous avons la chance que vous acceptiez de nous consacrer du temps.
    J’apprĂ©cie particulièrement vos contributions, qui viennent complĂ©ter ce qu’il est possible de glaner ailleurs car elles sont particulièrement riches.

    Je reste « estomaquĂ© » par le fait que dans une machine, il soit possible d’avoir dans les 100 000 000 de ° juste Ă  cotĂ© de bobinages Ă  – 270 °

    Quel dommage que le cerveau humain n’ait pas dĂ©veloppĂ© des compĂ©tences Ă©quivalentes pour la gestion de l’humanitĂ© !

    Encore merci et amitiés

    • Electron libre dit :

      Bonjour ami Daniel Z !

      Tout en Ă©tant très sensible Ă  vos compliments , je pense nĂ©anmoins que vous ne me devez aucun remerciement pour le temps que je consacre Ă  « parler boutique » dans les colonnes gĂ©nĂ©reusement ouvertes par nos amis rĂ©dacteurs de ce site ,(qu’ils en soient Ă  nouveau vivement remerciĂ©s) car voyez-vous cher ami , je prends autant de plaisir Ă  vulgariser la science pour des « nĂ©ophytes » (vous n’en ĂŞtes pas un) que j’en ressens Ă  « dĂ©cortiquer » l’Ă©quation de Schrödinger face Ă  des Ă©tudiants de « Normale Sup. » !
      Ce qui m’intĂ©resse dans l’exercice de « vulgarisation » n’est pas de livrer des « portions » de science « prĂ©-cuites » ou « prĂ©-digĂ©rĂ©es »sous forme de cours magistraux , mais plutĂ´t de « titiller » la conscience et la curiositĂ© du lecteur ou de l’auditeur pour l’inciter Ă  engager une dĂ©marche de recherches personnelles sur les sujets susceptibles de l’intĂ©resser !

      De plus , cela me permet d’entretenir ma mĂ©moire et de prĂ©server la « jeunesse » de mes neurones !
      Dans « l’affaire » , c’est donc moi le plus gagnant !!

      Pour rebondir sur votre très pertinente remarque finale …
      Il y a quelques jours , j’ai conviĂ© une classe de terminale S du lycĂ©e « Frison-Roche » Ă  venir participer chez moi Ă  une visioconfĂ©rence d’astrophysique d’une heure que Jean-François Clervoy m’a fait l’amitiĂ© de m’accorder .
      Au terme de cet échange , alors que je leur demandai de me livrer leurs impressions , une jeune fille prit la parole et dit très calmement :
      « Quand je vois des images de l’espace , qui dans l’ensemble est un univers vide , noir et glacial et que tout Ă  coup , notre planète apparaĂ®t comme une sorte de bijou tellement beau , tellement unique sur le plan de la physique , je me demande toujours si l’humanitĂ© y est bien Ă  sa place … il y a un dĂ©calage incomprĂ©hensible entre la complexitĂ© de son Ă©cosystème et l’insoucience des espèces qui en profitent … surtout l’humain … est-il vraiment si intelligent qu’il le pense ? »

      Magnifique remarque , non ? Qui amène Ă  s’interroger sur ce qu’est vraiment « l’intelligence » !

      Nous serons tous d’accord pour dire que cette exceptionnelle capacitĂ© cĂ©rĂ©brale fait de nous des « Hommes », puisque nous en vantons les mĂ©rites depuis un bail en comparant l’homme Ă  l’animal : nous comprenons le monde, nous !
      Nous avons la capacité de nous adapter à des situation nouvelles, et nous savons même adapter notre environnement à nos besoins !
      Mais cette illusion ne dure pas, et laisse bientĂ´t place Ă  un formidable saut dans le vide devant notre inconsĂ©quence, notre inhumanitĂ© mĂŞme : nous, les ĂŞtres intelligents qui prĂ©tendons penser nos vies et vivre nos pensĂ©es, nous voilĂ  qui faisons n’importe quoi !
      Nous, les maîtres du monde, ne maîtrisons pas notre propre maîtrise : à quoi nous sert donc notre intelligence, sinon à faire des bêtises !!
      Nous avons coutume de dĂ©finir l’intelligence comme Ă©tant une formidable « capacitĂ© Ă  s’adapter »!
      Mais c’est aussi et avant tout la capacitĂ© de comprendre, de donner un sens Ă  telle ou telle chose.
      Il s’agit de saisir la cohérence des phénomènes et de leur organisation logique !

      Un homme intelligent a conscience des connexions nĂ©cessaires qui lient la cause et l’effet, il sait prĂ©voir des Ă©vĂ©nements en observant une situation donnĂ©e, parce qu’il a saisi le mĂ©canisme qui les produit !
      Le mathématicien est intelligent parce qu’il comprend les liens qui font s’enchaîner les formules …
      Et nous observons intelligemment un arc-en-ciel si nous pouvons expliquer ce phénomène en liant les couleurs observées aux lois des prismes, et en y reconnaissant les lois de l’optique.
      L’intelligence embrasse par la pensée, elle « comprend » ce qu’elle appréhende.

      Le savoir ne fait qu’apporter des données « en vrac » , il est la lampe toute bête éclairant la pensée .
      Quant à l’intelligence , elle « gère » toutes les informations dont elle dispose : elle range, trie, classe, organise et donne un sens aux choses au point de pouvoir élaborer des stratégies, de désigner des objectifs et de déterminer les moyens efficaces d’arriver à ses fins , lesquelles fins sont elles aussi données par l’intelligence !
      Quelle capacitĂ© formidable … non?

      Nous savons nous représenter le monde d’une façon assez cohérente pour y faire notre petit bonhomme de chemin !
      C’est à la fois dire que nous avons du pouvoir sur ce monde et qu’il est cohérent puisque nous pouvons le déchiffrer (selon Galilée, le monde est écrit en langage mathématique … il nous reste donc à savoir lire !).

      Mais tout cela n’explique pas comment et pourquoi l’Homme « délire » au point de devenir le pire danger pour lui-même !

      Beaucoup de thèses ont fleuri en fin de vingtième siècle, pour dĂ©noncer le fait que malgrĂ© des avancĂ©es techniques et scientifiques prodigieuses, l’Homme n’a pas fait progresser d’un iota son humanitĂ© ! Bien au contraire , mĂŞme !!
      Une impressionnante accumulation de progrès techniques, et aucun progrès moral chez cet être « si cohérent » !??
      L’Homme est barbare, fait guerres sur guerres, brĂ»le les bibliothèques, gĂ©nocide Ă  tout va, anĂ©antit des cultures millĂ©naires, dĂ©truit son propre environnement…
      Se ferait-il tout à coup « bête brute », abandonnerait-il sa conscience ?

      On peut le croire, surtout dans notre beau pays de France, détenteur du record de consommation de tranquillisants !
      La vivacitĂ© de l’esprit gĂŞne … on montre l’intelligence du doigt … on l’accuse de tous les maux !
      Le « Darwinisme de comptoir » qui confond encore la notion de « supĂ©rioritĂ© » avec celle « d’aptitude » incite les « cerveaux naissants » Ă  verser dans l’incohĂ©rence diabolique de la biensĂ©ance et du « politiquement correct » !
      Chacun d’entre nous doit sans arrĂŞt se faire violence pour parvenir Ă  penser, tant tout nous invite Ă  nous complaire dans l’abrutissement passif, mais si confortable qu’il en devient un idĂ©al !
      A chacun ses mĂ©thodes d’abrutissement : alcool , drogue , jeu , militantisme , tĂ©lĂ©-rĂ©alitĂ© , sports de masse , rĂ©seaux sociaux , etc …
      Si, comme nous l’avons dit, l’intelligence est la capacité à saisir les événements dans leur processus logiques, il semble pour le moins incompréhensible qu’un être intelligent baisse les bras : en quoi pourrait-il être préférable de ne pas comprendre ?!
      Le constat qui surgit est plus que navrant : il semble que la pensée fatigue, et que le réel en prenne un sale coup.

      Il y a une terrible loi sociale qui oblige à l’inconscience partout dans le monde !
      Dans toute civilisation on trouve un psychotrope consommé de façon usuelle.
      Partout se fait observer la loi des banquets énoncée par Érasme: « Bois ou va-t-en ! »
      Peut-ĂŞtre parce que nous avons Ă©tĂ© prĂ©tentieux en voulant donner un sens Ă  ce monde qui n’en a peut-ĂŞtre pas, ou dont nous sommes incapable de saisir les rĂ©els tenants et aboutissants parce que cela nous dĂ©passe !
      Peut-ĂŞtre notre prĂ©tention ne sait plus s’arrĂŞter Ă  l’insupportable conscience de nos limites, auxquelles se heurte, justement, l’intelligence : nos capacitĂ©s restent Ă©troites, Ă  jamais insuffisantes ; nos bras restent trop petits pour embrasser le monde, et retombent lourds de fatigue, nous faisant renoncer : dans le doute « absinthe-toi » !!
      Il y a trop de perspectives possibles sur ce petit monde pour qu’il nous soit donné : il n’y a pas qu’une vérité, appréhendée par une loi donnée une bonne fois pour toutes !

      En fait ,n’ y a t-il pas « des » intelligences , plutĂ´t qu’une ?
      Les conceptions du monde sont multiples et contradictoires, quand bien même le monde n’est qu’un et indivisible (ce qui le rend justement incompréhensible malgré sa promesse de rationalité).
      Il ne devrait y avoir qu’une intelligence digne de ce nom : scientifique, toujours pertinente , et de fait , mesurable : on serait davantage intelligent à mesure qu’on comprendrait « la » véritable marche de ce monde.
      Les démarches visant à mesurer l’intelligence ont pourtant lamentablement échoué !
      Quelques exemples … juste pour le plaisir :
      Le célèbre Dr Paul Chauchard a calculé le « coefficient de céphalisation » , disséqué , pesé les cerveaux, et, constatant que le cerveau le plus lourd n’était pas humain, n’en a plus pesé que certaines parties, pour enfin affirmer que le cerveau humain est le plus gros qui soit « dans sa catégorie » , et conférer de la sorte à l’Homme une supériorité sur toutes les autres créatures.
      Nous ne sommes pas loin d’une évaluation établie en vue de mettre l’Homme sur son piédestal !
      Autre postulat Anthropocentrique : le calcul du quotient intellectuel a « montrĂ© » que le singe est moins intelligent, puisque ses rĂ©sultats sont mĂ©diocres, et que l’Homme est le plus intelligent des animaux, puisqu’il obtient le meilleur rĂ©sultat Ă  des tests Ă©videmment conçus pour des hommes , et encore, pas tous …
      Les enfants Français ont un Q.I. plus Ă©levĂ© que les enfants Africains : c’est une rĂ©alitĂ© , mais de lĂ  Ă  dire qu’ils sont moins intelligents …
      Préférons affirmer que leur culture et leur système scolaire sont très différents, au point que leurs solutions apportées à un « problème Français » seront fausses.
      Selon son milieu (de perception et d’action), l’Homme, parce que son expérience est différente, a une conscience différente des choses. Faire de cette altérité une preuve de supériorité n’est pas rationnel.
      Un excellent exemple cinématographique illustre ce piège ethnocentrique : pour le Bushman du film « Les dieux sont tombés sur la tête » , « Les Hommes lourds (les Blancs) sont très bêtes, car ils sont incapables de lire une piste ». Les Blancs n’auraient donc pas obtenu de bons résultats à un QI élaboré par des Buschmen !

      Chaque Homme juge, pense, conçoit, prend conscience de son milieu, selon sa culture !
      Les critères de l’intelligence sont culturellement établis et variables selon la culture qui les érige, sans que l’on puisse en inférer qu’une culture soit meilleure que les autres !
      Mais ces critères existent … vouloir les nier est une erreur philosophique majeure !
      Il est difficile de distinguer l’objet Ă  dĂ©finir, « l’intelligence » des instruments conceptuels Ă  l’aide desquels on pourrait le dĂ©finir et, par ailleurs, de faire abstraction du système de valeurs sociales qu’il sous-tend !

      On a pu Ă©tablir des classements entre les comportements humains en fonction de tâches de difficultĂ©s croissantes, mettant en Ĺ“uvre des fonctions telles que l’induction, l’intuition, la crĂ©ativitĂ©, la reconnaissance mnĂ©sique, la rapiditĂ© rĂ©actionnelle, l’adaptabilitĂ© sociale, etc.

      Mais les erreurs de jugement persistent obstinément , comme si la rationalité des choses ne valait pas la peine d’être reconnue, ou comme si nous préférions ne pas la reconnaître en supposant que le monde « délire » avec nous !!

      L’heure tourne … je dois dans quelques minutes honorer un engagement auquel je ne peux me soustraire … cela vous sauve , cher ami , de mon incorrigible propension Ă  discourir !

      Bien amicalement !

  2. montcellienbis dit :

    Merci pour ce commentaire, qui nous change des idioties répandues par des soi-disant connaisseurs , oui merci Electron libre
    jcrey

  3. pimpim dit :

    Cher Ă©lectron libre :
    encore une fois merci pour vos commentaires qui abondent dans mes convictions, pour toutes ses technologies utopiques je ne doute pas des fantaisies des décideurs issu du technique je suis époustouflé par les certitudes des financiers pour plumer les contribuables en les roulant dans la farines avec des méthodes de mystificateurs . Hélas l’homme est influençable est intéressé pécuniairement comme décideur.
    Pour le projet Iter, vu le coût faramineux actuel certain pays associés souhaitent se désengager
    de ce projet un peu chimérique ou trop innovant. Le monde n’est pas encore prêt.
    Ce projet n’apporte pas aux financiers qui ne sont pas des philanthropes un retour sur investissement assez juteux , la vache à lait « pétrole » fera changer les choix à son épuisement qui coïncidera avec la fin de l’invasion musulmane.
    Iter serra une technologie de remplacement et peut-être l’énergie de demain, hélas je n’y verrai pas.
    2050 est une date hypothétique.
    Pour en revenir aux éoliennes n’oublions pas l’impact nuisible sur les oiseaux migrateurs, par contre les migrateurs terrestres continuerons de voler.

    Bernard l’oiseau qui quelque fois « hibou »