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Fusion nucléaire : sommes-nous à la veille d'une révolution?

Dr. Julien Hillairet (CEA)

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Episode 40
1 hr 36 min / Published

Julien Hillairet est titulaire d'un doctorat en électronique et micro-ondes délivré par l'Université de Toulouse en 2007. Il travaille depuis au Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) situé à Cadarache, en France. Julien est spécialisé dans les systèmes radiofréquences de haute puissance et les interactions plasma/ondes bien que ses recherches portent également sur les matériaux et la tribologie dans le domaine des radiofréquences, ainsi que sur les multipactors. L'une de ses contributions remarquables au domaine est le développement d'un code de couplage plasma/onde à open-source appelé ALOHA. 

Au-delà de sa productivité dans le monde de la recherche, Julien est également le développeur principal du package python open source Scikit-rf pour l'ingénierie des micro-ondes et des radiofréquences.

 

URL pour les notes de l'épisode : https://www.podcastics.com/podcast/episode/fusion-nucleaire-sommes-nous-a-la-veille-dune-revolution-248771/

 

 

[01:12] Chapitre 1 : La fusion nucléaire, l’énergie des étoiles?

[23:35] Chapter 2 : La technologie de fusion

[01:14:53] Chapitre 3 : La centrale nucléaire à fusion, c’est pour quand?

[01:22:31] Chapitre 4 : A propos de Julien

 

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Twitter : https://twitter.com/hillairetjulien?lang=fr

Github : https://github.com/jhillairet

Publications HAL : https://cv.hal.science/julien-hillairet

Site personnel : http://julien.hillairet.free.fr/wiki/doku.php

 

[01:12] Chapitre 1 : La fusion nucléaire, l’énergie des étoiles?

[01:22] Si tu demandes à mon fils Colin ce qu’il souhaite exercer comme métier plus tard, il te répondra “chercheur”. Les chiens ne font pas de chats. Pour commencer l’interview, j’aurais voulu te demander, comment tu expliquerais la fusion nucléaire à un enfant de 8 ans ?

[02:27] La fusion nucléaire, ce n’est pas comme un feu de bois ? 

[04:04] Qu’est-ce qui a mené à envisager la fusion nucléaire ? 

[05:54] Comment expliques-tu que l’on puisse perdre de la masse dans une réaction ? 

[07:26] Pourrais-tu m’expliquer la différence entre la fission et la fusion ? Quel est le lien entre ces réactions et l’atome de fer ? 

[08:50] Quelles sont les forces en jeu dans la fusion nucléaire ? Comment les exploite-t-on ? 

[10:39] Pourquoi on essaye de faire de la fusion à plus haute température que celle du soleil ? 

[12:40] Est-ce que c’est lié à la section efficace ? 

Section efficace : https://fr.wikipedia.org/wiki/Section_efficace

[13:56] Combien de fois plus probable est-ce qu’une fusion est réalisable avec du deutérium tritium comparé à un proton-proton ? 

[14:33] Pourquoi veut-on plutôt utiliser le Deutérium et le Tritium? Est-ce que l’on en trouve à l’état naturel ?

Deutérium : https://fr.wikipedia.org/wiki/Deutérium

Tritium : https://fr.wikipedia.org/wiki/Tritium

[16:31] Y a-t-il d’autres réactions de fusion possible ? 

[19:05] Comment arrive-t-on à 150 millions de °C ? 

Plasma : https://fr.wikipedia.org/wiki/État_plasma

[20:39] Quelle est la température permettant d’ouvrir “le monde” des plasmas ? 

[22:36] Est-ce que l’effet tunnel à un rôle à jouer dans la fusion nucléaire ? 

[23:35] Chapter 2 : La technologie

[23:46] Pourrais-tu nous expliquer ce qu’est le critère de Lawson ? 

[26:21] Pourrais-tu nous expliquer comment fonctionne le confinement inertiel et le confinement magnétique ? Sur quel type de réacteur travailles-tu ? 

Confinement inertiel : https://hal.science/jpa-00217096v1/file/ajp-jphyscol197738C308.pdf

Confinement magnétique : https://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/infographie-fusion-nucleaire-confinement-magnetique.pdf

[30:44] Dans un tokamak il n’y a donc pas beaucoup de particules, c’est correct ? 

[31:39] Pourrais-tu nous donner des ordres de grandeur concernant la taille des réacteurs à fusion ? 

[36:22] Quelles sont les proportions entre l’énergie injectée pour chauffer un plasma et ce qu’il faut injecter pour les champs magnétiques ? 

[38:20] Est-ce que le système de chauffage est similaire à l’entassement de 1000 micro-ondes ? 

[39:17] Pour le confinement magnétique, sommes-nous dans des ordres de grandeur du MW ? 

[40:44] Tu as parlé de vide au sein même du confinement magnétique. Quelle est la raison de ce vide ? Est-elle protectrice ? Comment est-ce que le transfert de chaleur se réalise au sein de ce réacteur ? 

[45:49] Donc on exploite l’énergie absorbée dans l’eau de refroidissement, c’est correct ? 

[47:27] Qu’est-ce qui est prévu afin de se débarrasser de l’hélium ? 

Divertor : https://www.iter.org/fr/mach/divertor

[49:22] Comment est-ce que nous allons générer le tritium utilisé dans les réactions de fusion ? 

Couverture tritigène : https://fr.wikipedia.org/wiki/Couverture_tritigène

[50:40] Est-ce qu’il n’y aura pas de concurrence sur le lithium dans ce cas ? 

[51:36] Tu parlais du symbole ‘Q’. Pourrais-tu nous expliquer pourquoi il est désirable d’atteindre
la valeur Q = 10 ? 

Facteur de gain ‘Q’  : https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_energy_gain_factor

[53:57] Est-ce que le Tokamak est aussi simple qu’un tore ? 

[56:48] Quelle est la différence avec le Stellarator ? 

Stellarator : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stellarator

[59:05] Tu as mentionné une autre méthode permettant d’induire un courant dans du plasma ? 

Tore Supra : https://fr.wikipedia.org/wiki/Tore_Supra

[01:00:36] Est-ce que cette méthode est utilisée dans ITER ? Est-ce que ça influe sur la valeur de ‘Q’ ?

ITER : https://www.iter.org/fr/accueil

[01:02:03] Pourrais-tu nous donner quelques chiffres concernant ITER ? Pourrais-tu nous citer les acteurs de ce projet ?  

[01:05:25] Le chantier a commencé au début des années 2010, c’est correct ? 

[01:08:05] Quelle est la date de fin estimée de la construction d' ITER ? 

[01:09:40] Quel est le budget de ITER ? 

[01:11:03] Tu as parlé de déchets nucléaires de fusion, quels sont ces déchets ? 

[01:12:26] Est-ce que c’est dangereux la fusion nucléaire ?  

[01:13:42] Démo sera la suite de ITER, c’est exact ? 

Démo : https://fr.wikipedia.org/wiki/Demo_(réacteur)

[01:14:53] Chapitre 3 : La centrale nucléaire à fusion, c’est pour quand?

[01:15:06] On entend des startups qui promettent de vendre de l’électricité en 2028. Comment concilier le monde industriel et scientifique ? Que se passe-t-il et pourquoi est-ce qu’il existe des promesses sont si fracassantes ? 

[01:20:10] Concernant les investissements privés de la fusion nucléaire. Est-ce que c’est une concurrence vertueuse ou est-ce que cet argent est soutiré de la recherche ? 

Episode de Grégoire Dallemagne : https://www.podcastics.com/podcast/episode/le-role-de-luminus-dans-la-transition-energetique-les-peurs-de-leolien-le-role-de-ceo-237297/

[01:22:31] Chapitre 4 : A propos de Julien

[01:22:45] Pourrais-tu nous situer ta recherche dans tout cela ? Pourrais-tu nous expliquer ce qu’est la tribologie ou l’effet multipactor ? 

Tribologie : https://fr.wikipedia.org/wiki/Tribologie

Effet multipactor : https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_multipactor

[01:26:08] Est-ce que ça glisse ? 

[01:26:43] Quels sont les niveaux de tension ? 

[01:28:27] Est-ce que ce n’est pas frustrant de voir que le calendrier de la fusion nucléaire est si lointain ? Comment est-ce que tu gardes la motivation ? 

Les codes de Julien : https://github.com/jhillairet

[01:31:17] Est-ce que pour toi, la fusion est une solution pour notre problème climatique ? 

 

Remerciements

UCLouvain

LLL

Louis Gayina

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Exergie
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A podcast by UCLouvain
Regards croisés sur l'énergie sous toutes ses formes.
Episode comments

Un remarquable voyage au pays de la fusion nucléaire depuis les principes physiques et les paramètres directeurs, les solutions technologiques et leurs contraintes jusqu'aux aspects géopolitiques et aux promesses de la "concurrence". 
Bravo pour la rigueur scientifique et la qualité pédagogique de cet épisode. Avec mes remerciements enthousiastes.
Concernant l'échelle de temps de l'aboutissement industriel de la fusion, je me permets de citer la boutade d'un de mes anciens managers qui avait fait son doctorat sur la fusion au Canada dans les années 60:" Les piles à combustible c'est toujours pour dans 5 ans et la fusion pour dans 50 ans". "Just a joke".  Aujourd'hui les jalons sont clairement définis et la mobilisation est structurée et internationale, ce qui n'était pas le cas il y a 30 ans. Toutefois, sous la poussée des ROIs et autres KPIs, notre société a perdu le sens des projets transgénérationnels . Sans doute nous faut-il retrouver l'esprit des bâtisseurs des cathédrales dont la construction durait plusieurs siècles. 😉
La fusion, une cathédrale énergétique?

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