- 2 days ago
"Le monde brûle plus d'énergie qu'il n'en trouve. Les énergies fossiles dérèglent le climat, le nucléaire classique divise, les renouvelables ne suffisent pas seuls. Dans ce contexte, la fusion nucléaire est un pari industriel que les secteurs public et privé prennent très au sérieux.
Son principe : imiter l'étoile la plus proche, le Soleil, pour libérer une énergie massive à partir d'hydrogène. Aucune émission de carbone. Aucun déchet radioactif durable. Un carburant disponible partout en abondance. Et potentiellement l'une des sources d'énergie les moins chères jamais produites, si les coûts de construction descendent là où les projections les attendent.
Sébastien Le Pape, directeur du Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) à l'École Polytechnique / CNRS / Sorbonne Université, est l'un des chercheurs qui travaillent à rendre cela réel. Il revient sur ce que la science permet aujourd'hui et ce qu'il faudra encore franchir pour allumer la première centrale à fusion."
Son principe : imiter l'étoile la plus proche, le Soleil, pour libérer une énergie massive à partir d'hydrogène. Aucune émission de carbone. Aucun déchet radioactif durable. Un carburant disponible partout en abondance. Et potentiellement l'une des sources d'énergie les moins chères jamais produites, si les coûts de construction descendent là où les projections les attendent.
Sébastien Le Pape, directeur du Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) à l'École Polytechnique / CNRS / Sorbonne Université, est l'un des chercheurs qui travaillent à rendre cela réel. Il revient sur ce que la science permet aujourd'hui et ce qu'il faudra encore franchir pour allumer la première centrale à fusion."
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00:18Hello, I'm Sébastien Le Pape, I'm a physicist at the Polytechnic School Polytechnic.
00:30Directeur du laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses, qui est une UMR, CNRS, École Polytechnique, CEA.
00:37Et je vais vous parler de physique ce matin, et plus précisément de fusion thermonucléaire.
00:42Et je vais essayer de répondre à la question, alors je vous dis tout de suite, je pense que je
00:46ne vais pas arriver à répondre à la question.
00:47Paut-on produire de l'énergie propre et illimitée dans un laps de temps raisonnable à l'échelle de nos
00:53vies ?
00:54Alors de quoi allons-nous parler aujourd'hui ?
00:57Il est clair qu'on a besoin de plus en plus d'énergie.
01:01Je vous cite un exemple, j'étais en Chine dernièrement à Chengdu, qui est une ville de 20 millions d
01:06'habitants.
01:06Pas une voiture thermique dans une ville de 20 millions d'habitants.
01:10Que des voitures électriques, pas une voiture thermique.
01:14Ça veut dire que notre production d'électricité va augmenter de manière drastique, et qu'on a besoin de produire
01:22cette électricité de manière sûre et décarbonée.
01:27Comment est-ce qu'on va faire ça ? Comment est-ce qu'on envisage de faire ça ?
01:30On a le soleil, les étoiles.
01:33L'intérieur du soleil est une usine à fusion.
01:37Cette usine à fusion crée suffisamment de chaleur et d'énergie pour que le soleil brille et chauffe nos planètes,
01:46qui est notre planète en l'occurrence.
01:49Et c'est cette énergie générée par ces réactions thermonucléaires que nous essayons de reproduire en laboratoire, dans des laboratoires
01:58académiques aujourd'hui, qui diffusent vers le privé, et de deux manières aujourd'hui.
02:05Donc je vais parler plus précisément après.
02:07La première manière, c'est qu'on utilise des lasers, des gros lasers, des gros lasers, je vais vous montrer
02:12ce que c'est qu'un gros laser, ou on utilise des tokamaks.
02:15Des tokamaks, c'est l'espèce d'anneau supraconducteur. Tokamak, c'est un mot russe.
02:20Beaucoup de choses en physique ont été inventées par les Russes initialement.
02:24Donc il y a ces deux voies de générer de la fusion en laboratoire.
02:28Je vais vous expliquer comment ça marche et où est-ce qu'on en est un peu aujourd'hui sur
02:33ces deux voies de production d'énergie.
02:36Alors tout d'abord, qu'est-ce que la fusion ?
02:38Donc la fusion, c'est lorsqu'on prend des petits atomes, qu'on les fait, des atomes légers, qu'on
02:45les fait s'assembler pour former un ion plus lourd.
02:48Dans ce cas-là, on a de l'hélium.
02:50Et cette réaction de fusion va libérer de l'énergie.
02:56Mais tout d'abord, pourquoi est-ce que c'est si difficile de faire de la fusion ?
02:58Pourquoi est-ce qu'on a besoin d'une étoile ?
03:01On a besoin d'une étoile parce que si on regarde...
03:03Donc là, on a pris les deux plus petits atomes du tableau périodique,
03:07qui sont des isotopes de l'hydrogène, donc du deutérium.
03:11Donc en bleu, on a un proton.
03:13Et en orange, on a un neutron.
03:16Et on prend l'autre isotope de l'hydrogène, qui est du tritium.
03:19On a un proton, deux neutrons.
03:22Pourquoi c'est si compliqué ?
03:23Parce que le deutérium et le tritium sont chargés positivement.
03:27Donc imaginez, vous prenez des aimants,
03:29et vous essayez de mettre ensemble les pôles positifs de deux aimants.
03:33Vous avez ce qu'on appelle une répulsion électrostatique,
03:38qui fait que les deux pôles positifs des aimants n'ont pas envie d'arriver ensemble.
03:42Alors comment je fais ça ?
03:44Brut de force, je donne de l'énergie, de la vitesse à mes aimants,
03:49pour qu'ils aient envie d'arriver ensemble.
03:51D'accord ?
03:52Donc ça, c'est de l'énergie.
03:54La vitesse, température, c'est la même chose.
03:57Et là, ce que je veux, c'est chauffer mon deutérium et mon tritium
04:00à des températures variant entre 50 millions et 100 millions de degrés Celsius.
04:07Ça, c'est les conditions que j'ai besoin d'atteindre
04:11pour initier les réactions de fusion thermonucléaire.
04:14L'intérieur du Soleil est à à peu près 10 millions de degrés Celsius.
04:19D'accord ?
04:20À des pressions gigantesques et des densités gigantesques.
04:25Donc ça, c'est ce qu'on appelle la fusion.
04:27C'est comme ça que ça marche.
04:28Et pourquoi on prend le deutérium et le tritium ?
04:31Parce que ce sont les deux éléments du tableau périodique des éléments,
04:35Mendeleïev, qui sont les plus faciles à faire fusionner.
04:39OK ?
04:40Après, pourquoi est-ce que je crée de l'énergie ?
04:44Parce que, alors vous reconnaissez tous cette formule E égale mc2
04:48qui relie l'énergie à la masse multipliée par la vitesse de la lumière,
04:55qui est une constante.
04:56D'accord ?
04:57Donc ça, vous avez tous entendu parler de ça, je pense.
05:00Donc pourquoi je crée de l'énergie en faisant la fusion ?
05:03Parce que la masse du deutérium et du tritium
05:06est supérieure à la masse du neutron et de l'hélium.
05:10On est d'accord ?
05:11Jusqu'à là, c'est pas trop compliqué.
05:13Et il y a un principe en physique
05:15qui nous dit que l'énergie se conserve.
05:17Donc si la masse de mes produits initiaux
05:21est supérieure à la masse de mes produits finaux,
05:24j'ai besoin de retrouver l'énergie quelque part.
05:27Cette énergie, ça va être de l'énergie cinétique de la vitesse.
05:31Énergie cinétique, 1,5 m fois v au carré,
05:35m étant la masse, v étant la vitesse au carré.
05:37C'est comme ça que je crée de l'énergie.
05:40D'accord ?
05:41Il y a une différence de masse
05:42qui se traduit en une production d'énergie
05:45et en une production d'énergie de particules rapides.
05:50Dans la fusion, le quantum d'énergie,
05:53ce qui véhicule l'énergie que je vais récupérer
05:57pour ultimement faire tourner des turbines
05:59qui vont produire de l'électricité,
06:01c'est le neutron.
06:03D'accord ?
06:03Je vais collecter ce neutron
06:05qui va faire chauffer quelque chose qu'on appelle du lithium,
06:09très probablement,
06:10qui va faire chauffer de l'eau,
06:11qui va faire tourner une turbine électrique.
06:13Ça, ça ne change pas.
06:14La partie eau, turbine électrique,
06:16c'est comme une réaction de fission.
06:18Donc ça, c'est comme ça que je génère de l'énergie
06:21par réaction de fission.
06:22D'accord ?
06:25Alors, le combustible de fusion
06:28est disponible en abondance.
06:31Donc on a, avec 500 grammes de combustible de fusion,
06:36c'est équivalent à 5000 barils de pétrole,
06:40175 tonnes de charbon.
06:43Ça veut dire qu'en théorie,
06:45sur Terre,
06:46on dispose d'assez de combustible de fusion
06:48pour nourrir nos futurs réacteurs à fusion
06:52pendant 30 millions d'années.
06:54D'accord ?
06:55En gros, à l'échelle de nos vies,
06:58ça nous paraît lointain.
07:01Et pourquoi cela ?
07:02Parce que,
07:03c'est ce que je vous ai dit d'ailleurs,
07:04on utilise des isotopes de l'hydrogène.
07:08Où est-ce que je trouve de l'hydrogène ?
07:10Dans l'eau, H2O.
07:12Dans un litre d'eau,
07:14il y a 33 milligrammes de deutérium,
07:17qui est un des deux réactifs
07:19de ma réaction de fusion.
07:21D'accord ?
07:22Pour l'instant, c'est facile, j'ai de l'eau.
07:25Le tritium, je ne vais pas vous mentir,
07:27c'est un tout petit peu plus compliqué.
07:29Le tritium, sur Terre aujourd'hui,
07:31il y a quelques dizaines de kilogrammes
07:33de tritium sur Terre.
07:35Alors, qu'est-ce qu'on va faire ?
07:37Le tritium, c'est un élément radioactif.
07:38Il n'y en a pas beaucoup, parce que c'est un élément radioactif
07:40qui est métastable,
07:42donc qui n'existe pas pendant de longues années.
07:44On ne peut pas conserver du tritium.
07:49Donc, on va avoir,
07:50dans nos usines à fusion,
07:52sur lesquelles on travaille,
07:54on va avoir une production in situ de tritium
07:57qu'on va produire
07:59et réinjecter
08:00dans le réacteur de fusion.
08:02Donc, le tritium, ça ne va pas être un problème.
08:05Parce qu'on va le créer sur place,
08:07le réinjecter dans la réaction de fusion.
08:09Et donc, ça sera un système en vase clos.
08:12D'accord ?
08:15Donc, fusion versus fission.
08:17Quelles sont les différences ?
08:19OK. Fission nucléaire,
08:21c'est ce qu'on a dans les centrales nucléaires
08:23qu'on connaît aujourd'hui.
08:24D'accord ?
08:25Comment ça marche, une centrale nucléaire ?
08:27On a un neutron
08:29qui a une certaine vitesse,
08:32qui interagit
08:33avec un gros atome
08:35qui est de l'uranium 235.
08:38D'accord ?
08:39Cet uranium,
08:41sous l'effet de l'énergie cinétique
08:43du neutron,
08:45va commencer à se déformer.
08:47C'est ce qu'on voit sur cette image.
08:48En se déformant,
08:49on géolocalise
08:52des charges positives
08:53de part et d'autre,
08:54qui fait que ces charges positives,
08:56il y a une répulsion électrostatique
08:59et qui font exploser
09:00le noyau d'uranium 235.
09:03D'accord ?
09:04On se retrouve avec deux noyaux
09:06qu'on appelle des actinides,
09:08je reviendrai là-dessus,
09:09et la production de trois neutrons rapides
09:12qui vont eux-mêmes aller interagir
09:14avec d'autres noyaux d'uranium 235.
09:18C'est ce qu'on appelle une réaction en chaîne.
09:20Et là, on comprend tout de suite
09:22qu'il y a deux problèmes.
09:23Enfin, deux problèmes.
09:24Ça marche, l'énergie nucléaire
09:27en qu'elle est centrale nucléaire.
09:28Ça marche.
09:29Mais potentiellement,
09:30il y a deux problèmes.
09:31Premier problème,
09:32c'est un problème de sûreté.
09:35La réaction en chaîne,
09:36si je n'arrête pas,
09:38d'une manière ou d'une autre,
09:39mes neutrons,
09:40ils vont continuer
09:41à faire une réaction en chaîne.
09:43La température de mon cœur
09:46va augmenter.
09:47Ça va faire fusionner le cœur
09:49et on se retrouve avec
09:50Tchernobyl, Fukushima,
09:52O'shramide Island.
09:53OK.
09:55Donc, c'est possible,
09:56dans des cas extrêmes,
09:58d'avoir des accidents nucléaires.
10:02L'autre problème,
10:04c'est ces deux noyaux
10:05qu'on a créés là,
10:07que sont les actinides.
10:08Les actinides ont des demi-vies,
10:11ils sont radioactifs
10:12pendant très, très, très,
10:13très, très longtemps.
10:16Et personne n'a envie
10:17d'avoir de déchets nucléaires
10:18proches de chez lui.
10:20Donc, ce qu'on fait,
10:21c'est qu'on les envoie à la Hague
10:24pour les vitrifier initialement.
10:26Et après, on fait un trou
10:28au milieu de la France
10:29parce que c'est loin de Paris.
10:31Et on enfouit les déchets nucléaires
10:33au milieu de la France.
10:35C'est le but à Bure.
10:37Donc, on voit bien
10:38qu'il y a quand même deux problèmes.
10:39Il y a un problème de déchets
10:40à longue vie,
10:41qui sont radioactifs
10:42pendant longtemps,
10:43au centre de la France,
10:44mais néanmoins radioactifs.
10:46Et ce problème de sûreté
10:47dû à la réaction chaîne
10:48de la réaction de fission.
10:52La fusion, en revanche,
10:54elle présente des avantages
10:56que la fission n'a pas.
10:59Premier avantage,
11:00c'est que c'est sûr.
11:02C'est tellement difficile à faire
11:05que si j'arrête mon laser
11:07ou j'arrête mon tokamak,
11:08j'arrête mes réactions de fusion
11:10tout de suite.
11:11Aucune réaction en chaîne.
11:14OK ?
11:14Donc, je peux le mettre
11:15au cœur de Paris.
11:17J'arrête mon laser,
11:18j'arrête mon tokamak,
11:19il ne se passe rien.
11:23C'est durable.
11:24Je vous ai montré
11:24que le combustible de fusion,
11:27c'est de l'eau.
11:29OK ?
11:29Il y a pas mal d'eau.
11:31Et le tritium,
11:32il est produit in situ,
11:34donc c'est auto-généré.
11:38En termes de souveraineté,
11:40c'est un mot à la mode
11:41ces derniers temps,
11:42c'est important pour la France
11:43parce que la France
11:45a de vraies compétences
11:46que beaucoup de pays n'ont pas.
11:49Un.
11:50Deux,
11:52le combustible,
11:53on n'a pas besoin
11:53d'aller le chercher
11:54dans un pays
11:55qui n'est pas la France.
11:56L'uranium 235,
11:57on n'en a pas en France.
11:58On est dépendant
11:59de liens géopolitiques
12:00de pays qui ont l'uranium.
12:02Vous avez vu en mousse,
12:03c'est compliqué le pétrole.
12:04Ça peut être compliqué
12:05pour l'uranium
12:06de la même façon.
12:08C'est ce qu'on appelle
12:09une production électrique
12:10de base.
12:11Alors,
12:11vous allez me dire
12:12oui,
12:12mais pour faire de l'électricité,
12:13on a des réacteurs nucléaires
12:15et on a aussi
12:16de l'éolien,
12:18du solaire.
12:19Mais en fait,
12:20ça ne produit pas
12:20de l'électricité
12:21de la même façon.
12:22Donc,
12:22pour notre consommation,
12:25on a besoin
12:26d'une base
12:27de production électrique
12:28qui soit constante.
12:29Pourquoi ?
12:30C'est relativement facile
12:31à imaginer.
12:32OK,
12:32tous les hôpitaux,
12:33vous n'avez pas vraiment
12:34envie que ça dépende
12:35du solaire.
12:36Parce qu'aujourd'hui,
12:37on ne peut pas
12:39conserver l'énergie
12:40produite par du solaire.
12:41On y réfléchit,
12:42mais on n'y est pas encore.
12:43Donc,
12:44on a besoin
12:44d'une production de base
12:45qui aujourd'hui
12:46est produite
12:48par les réacteurs
12:49de fission
12:49et qui,
12:50à terme,
12:51on espère,
12:51sera produite
12:52par des réacteurs
12:53de fusion.
12:54D'accord ?
12:55Donc,
12:55c'est décarboné.
12:56J'espère que ça,
12:57j'ai compris.
12:58Et il n'y a pas
12:59de déchets.
13:00Il n'y a aucun déchet
13:03nucléaire
13:03avec des demi-vies
13:04suffisamment longues
13:05que ça implique
13:07d'aller les enfouir
13:09quelque part
13:09dans le centre
13:10de la France.
13:12Donc,
13:12ça,
13:12c'est les grosses différences
13:13et c'est pour ça
13:14que l'autre,
13:15c'est un détail,
13:16mais ce n'est pas
13:16complètement un détail,
13:17ça produit plus d'énergie.
13:18Chaque réaction
13:19de fusion
13:20produit quatre fois
13:22plus d'énergie
13:22qu'une réaction
13:23de fission.
13:24D'accord ?
13:25Donc,
13:25c'est plus efficace
13:26en quelque sorte.
13:29Ok,
13:30alors,
13:30comment est-ce qu'on fait
13:31la fusion sur Terre ?
13:32Alors,
13:33bon,
13:33la première fois
13:34qu'on a fait
13:34la fusion sur Terre,
13:35c'est quand même
13:36la bombage.
13:38Donc,
13:39on utilise
13:39une bombe
13:41thermonucléaire
13:41pour générer
13:44l'énergie
13:45nécessaire
13:45pour aller
13:47générer
13:48des réactions
13:48de fusion
13:49dans l'hydrogène.
13:50Donc,
13:50ça,
13:50depuis les années 50,
13:52on a la bombage.
13:53Ça marche,
13:54mais c'est modérément
13:57contrôlable,
13:57dirais-je.
13:58Donc,
13:59on veut le faire
13:59de manière plus contrôlée
14:00en laboratoire.
14:01C'est sur quoi
14:02les gens comme moi
14:03travaillent.
14:03Donc,
14:04on a une première façon
14:05qui est la fusion
14:05par confinement inertiel.
14:07Je vais vous en parler
14:07beaucoup plus en détail.
14:09Et on a le confinement
14:10magnétique.
14:12Le confinement magnétique,
14:13donc là,
14:14on a une image
14:15de ce qu'on appelle
14:15un tokamak,
14:17donc ITER.
14:18ITER,
14:18je ne sais pas
14:18si vous avez en parlé
14:19d'ITER,
14:19c'est un très,
14:21très gros projet
14:23multinational
14:24en France,
14:26près de Marseille,
14:28où on a un plasma.
14:30Ah oui,
14:31un plasma.
14:32Alors,
14:33qu'est-ce qu'un plasma ?
14:34Vous avez un gaz.
14:36Le gaz qui est dans l'air
14:38là aujourd'hui
14:38est composé de molécules.
14:40Un plasma,
14:41c'est un gaz
14:42qui est composé d'ions.
14:44Si vous vous rappelez
14:45vos cours de physique,
14:46est-ce que c'est un ion ?
14:46C'est un atome
14:48auquel j'ai enlevé
14:49des électrons.
14:50Du coup,
14:51il est chargé positivement
14:52parce qu'il a plus de protons
14:53que d'électrons,
14:54parce que je lui ai arraché
14:55des électrons.
14:57Pourquoi c'est différent
14:58un plasma
14:59d'un gaz normal ?
15:01C'est que dans un plasma,
15:02les ions se parlent
15:04à cause
15:05d'interactions électromagnétiques
15:07et d'espèces d'ondes
15:09qui se créent
15:10liées à cette connexion
15:13entre les ions
15:14dues
15:15à des forces électrostatiques.
15:18C'est clair ?
15:20Donc,
15:20dans un gaz,
15:21je n'ai pas d'ondes,
15:22peu d'ondes.
15:23Dans un plasma,
15:24j'ai des ondes
15:25qui se créent
15:25parce que les ions
15:27et les électrons
15:27bougent ensemble.
15:29D'accord ?
15:29Pour créer un plasma,
15:32il faut que je
15:32j'arrache les électrons,
15:34donc il faut que je
15:34chauffe le gaz.
15:36Donc,
15:36on parle de température.
15:38Tout ce qu'on fait,
15:38nous,
15:39dans nos laboratoires,
15:40c'est la température
15:42entre 10 et 20 millions
15:43de degrés.
15:44D'accord ?
15:47Et pour arriver
15:48à ces températures,
15:48on utilise soit un laser,
15:50soit un tokamak.
15:52Alors,
15:52je vais un peu vous parler
15:53de fusion par confinement inertiel
15:55parce qu'il se trouve
15:56que c'est ce dont je sais
15:59de quoi je parle le plus,
16:00je crois.
16:01Donc,
16:02je vais vous parler de ça.
16:03Alors,
16:04la fusion par confinement inertiel,
16:05il vous faut un laser,
16:08mais pas un laser
16:09comme on a l'habitude,
16:10OK ?
16:11Un gros laser.
16:13Donc ça,
16:13c'est une image
16:14du National Ignition Facility
16:16au Lawrence Livermore
16:18National Laboratory
16:19en Californie,
16:20près de San Francisco.
16:22C'est un laser
16:23qui vaut 5 milliards de dollars,
16:25qui existe depuis
16:26une vingtaine d'années,
16:28qui a 192 faisceaux laser,
16:30je vais vous expliquer après.
16:31C'est la taille
16:32de trois terrains de football.
16:34Alors,
16:34vous avez regardé
16:35la Coupe du Monde,
16:35un terrain de football américain
16:37et un terrain de football européen,
16:39c'est la même taille,
16:40donc c'est bon.
16:41Donc,
16:41c'est trois terrains de football.
16:43C'est à peu près 500 personnes
16:45qui travaillent,
16:46c'est une usine à laser.
16:47Comment ça marche ?
16:49Ça marche comme ça.
16:51Donc là,
16:51vous avez ce qu'on appelle
16:52la Control Room du laser,
16:54où vous avez lancé les tirs.
16:58Donc,
16:58vous avez des opérateurs,
17:00ça a été designé
17:01sur le modèle
17:02de la Control Room
17:02de la NASA Houston,
17:04donc c'est impudieux.
17:06Alors,
17:07laser.
17:08Donc,
17:08un laser,
17:09au départ,
17:10vous avez ce qu'on appelle,
17:11OK,
17:12un laser,
17:12vous envoyez de l'on,
17:14des photons,
17:16OK,
17:16qui vont être amplifiés
17:17et gagner de l'énergie
17:19au fur et à mesure.
17:20D'accord ?
17:21Le principe du laser,
17:22c'est que ça a une longueur d'onde,
17:24une couleur.
17:25Là,
17:26ce que vous avez,
17:27c'est 192 faisceaux laser
17:29qui sont dispatchés
17:30sur ces trois terrains de football
17:32et vous partez
17:33et vous allez gagner
17:34un million de fois
17:35en énergie
17:36entre le début
17:37du chemin du photon
17:39jusqu'à la fin
17:40du chemin du photon.
17:41Et on a un faisceau laser
17:42qui fait 30 cm
17:44par 30 cm,
17:45c'est un carré.
17:47Et ce faisceau laser
17:48se propage.
17:49Alors,
17:50il se propage plus vite,
17:50c'est la vitesse de la lumière,
17:52on est d'accord,
17:52là,
17:53c'est ralenti
17:53pour que vous puissiez voir.
17:55Donc on a 96 faisceaux lasers
17:57qui arrivent par en bas,
17:5896 faisceaux lasers
17:59qui arrivent par en haut
18:00dans une sphère
18:02qui fait 10 mètres de diamètre
18:04dans laquelle il y a le vide.
18:06À l'intérieur de cette sphère,
18:09il y a une cible
18:09qui contient le combustible
18:13de Deutérium tritium
18:15qu'on va faire fusionner.
18:17Donc vous avez tous les faisceaux lasers
18:19qui arrivent,
18:20hop, hop, hop, hop,
18:22et là,
18:22ils irradient une cible.
18:25Tout ça,
18:26ça dure
18:2610 milliardiennes de secondes.
18:30Et je passe
18:31de 0 degré
18:34à 100 millions de degrés
18:36en 10 milliardiennes de secondes.
18:39D'accord ?
18:41Là, ce que je fais,
18:42c'est que mes lasers
18:42interagissent avec de l'or
18:44et qu'est-ce que ça fait ?
18:45C'est comme votre four.
18:46OK.
18:47C'est comme votre four,
18:47mais sauf que c'est un four
18:48qui chauffe plus que votre four.
18:51Un four,
18:52comment ça marche ?
18:53Je mets de l'énergie
18:54dans une boîte noire
18:57et il radie,
18:59il émet de la température,
19:01si vous voulez.
19:02C'est ce qu'on appelle
19:03un rayonnement de corps noir.
19:05Eh bien, c'est pareil.
19:06Si je mets beaucoup d'énergie
19:07dans un petit cylindre en or
19:09qui fait un centimètre,
19:11je génère des rayons X
19:14à très haute énergie
19:16qui vont aller interagir
19:18avec mon combustible
19:20de deutérium tritium
19:21pour le faire fusionner.
19:24Et le but du jeu,
19:26c'est à l'intérieur,
19:28j'ai une sphère en diamant.
19:31À l'intérieur de la sphère en diamant,
19:34j'ai le deutérium tritium.
19:36Et imaginez,
19:36j'ai une sphère en diamant
19:37qui fait la taille
19:38d'un ballon de basket
19:40et que je comprime
19:41sur la taille d'un petit poids.
19:43D'accord ?
19:44Je fais ça
19:45tout en allant
19:4620 fois plus vite
19:47que la vitesse de décollage
19:49d'Ariane.
19:50Donc Ariane,
19:51ou SpaceX,
19:53ça décolle
19:54à 20 km par seconde.
19:55Une fusée classique.
19:56D'accord ?
19:57Là,
19:58je fais converger
20:00ma sphère en diamant
20:02à 400 km par seconde.
20:05Il n'y a pas grand-chose
20:06qui va plus vite que ça.
20:08D'accord ?
20:08Pourquoi je veux
20:09que ça aille aussi vite ?
20:11Parce que,
20:12alors on va faire de la physique,
20:13ça va être passionnant,
20:15parce que je veux être chaud.
20:17Vous vous souvenez,
20:18je veux atteindre
20:18100 millions de degrés.
20:20Ok, comment j'arrive
20:21à 100 millions de degrés ?
20:23Ce n'est pas si évident
20:23que ça,
20:24100 millions de degrés.
20:27Énergie cinétique,
20:281,5 de MV2.
20:29Ma capsule,
20:30elle bouge,
20:31elle a une masse,
20:32forcément,
20:33et elle bouge très vite,
20:34400 km par seconde.
20:37Donc l'énergie,
20:38c'est la vitesse au carré.
20:40Donc cette capsule
20:41a beaucoup,
20:42beaucoup,
20:42beaucoup d'énergie.
20:43C'est ce qu'on appelle
20:43l'énergie cinétique.
20:45Et à un moment,
20:46cette capsule va s'arrêter
20:47sur elle-même.
20:49Ok,
20:50je prends une sphère,
20:50je pousse,
20:51à un moment,
20:52ça s'arrête sur elle-même.
20:53Et là,
20:54qu'est-ce qui se passe ?
20:55J'ai un transfert
20:56de mon énergie cinétique
20:57en température.
20:58C'est pour ça
20:58que ça chauffe.
21:01C'est clair ?
21:02En gros,
21:03vous voyez un mur,
21:05vous foncez dans le mur
21:05très très vite.
21:06Si vous ne vous cassez pas,
21:07vous allez chauffer.
21:09Vous allez vous casser avant,
21:11mais c'est l'idée quoi.
21:12Ok,
21:12vous allez transférer
21:13de l'énergie cinétique
21:14en température.
21:15C'est comme ça
21:16que j'y arrive.
21:17D'accord ?
21:20Alors,
21:21ce programme aux Etats-Unis,
21:23il existe depuis 2009.
21:26Et pour la première fois
21:28en 2022,
21:30la grande étape
21:32qui a été franchie,
21:33c'est que mon laser,
21:35il fait 2 mégajoules.
21:36Ça ne vous dit rien,
21:37mais c'est beaucoup d'énergie.
21:38Et en fait,
21:39j'ai réussi à produire
21:40plus d'énergie
21:41que j'en avais mis
21:42dans le système.
21:44Et ce n'est pas magique.
21:46Je n'ai pas créé
21:46de l'énergie.
21:47J'ai utilisé de l'énergie
21:48qu'il y avait ailleurs
21:49dans le système,
21:50qui était de l'énergie nucléaire.
21:51Je n'ai pas créé de l'énergie.
21:52Ne vous emballez pas.
21:55Mais pour la première fois,
21:58je mets 2 mégajoules,
21:59je sors plus que 2 mégajoules.
22:00Aujourd'hui,
22:01il y a 10 expériences
22:02qui ont eu lieu sur le NIF
22:03et on a réussi à créer
22:04jusqu'à 8 mégajoules.
22:06Ça veut dire qu'à terme,
22:07on va pouvoir créer de l'énergie.
22:09Non.
22:10Je n'aime pas trop le mot,
22:11mais on va pouvoir
22:13avoir un bilan positif d'énergie
22:15qu'on va remettre sur la grille.
22:18OK ?
22:19Donc ça, c'était en 2022
22:21et on est arrivé
22:22à à peu près 10 tiers en 2025.
22:23Je pourrais expliquer
22:24pourquoi ça paraît laborieux,
22:26mais en fait,
22:27ça a une logique.
22:28Donc ça, c'est sur la fusion
22:29par confinement inertiel.
22:32Je vous en parle plus
22:33parce que c'est ce que je connais.
22:34Il y a l'autre chemin
22:37vers la production d'énergie
22:39par fusion
22:40qu'est ce qu'on appelle
22:41le confinement magnétique.
22:46Donc là, aujourd'hui,
22:48sur la meilleure machine qui existe,
22:50qui est une machine anglaise
22:51qui s'appelle JET,
22:52on n'a pas encore réussi
22:54à produire plus d'énergie
22:57que l'énergie qu'on mettait
22:58dans le système.
23:00C'est 70%.
23:01C'est ce Q de 0,7.
23:03OK ?
23:05Et la machine JET
23:07n'est pas assez grande
23:08pour arriver à créer de l'énergie.
23:09Donc, on a ce projet
23:12quelque part un peu pharaonique
23:14qui s'appelle ITER,
23:16qui est un projet multinational.
23:18Il y a vraiment le monde entier.
23:2135 pays.
23:22Mais il est en France.
23:25Donc, près de Marseille.
23:26Ce n'est pas pour ça qu'il ne marche pas.
23:28Ce n'est pas parce qu'il est près de Marseille.
23:30Et qui coûte à peu près
23:3125 milliards d'euros.
23:33D'accord ?
23:34Dans ces eaux-là.
23:35Le but de ce projet
23:39qui devrait permettre
23:41de générer 10 fois plus d'énergie,
23:43d'avoir un Q de 10,
23:44pour le coup,
23:45que l'énergie qu'on met dans le système
23:46à l'horizon 2035.
23:52Donc, voilà.
23:52Donc, ça,
23:53c'est la partie académique,
23:56si vous voulez.
23:58Parallèlement à ces efforts académiques,
24:00on a aussi une émergence
24:02d'acteurs privés.
24:03Je vais en parler un peu plus
24:04en détail après.
24:06Et cette émergence
24:08d'acteurs privés,
24:09notamment dans ce domaine,
24:10beaucoup aux Etats-Unis,
24:12mais aussi en Allemagne,
24:14mais pas mal aux Etats-Unis,
24:16et ce qui est intéressant,
24:17pourquoi j'ai mis ces images ?
24:18Parce que vous avez...
24:20Toutes ces images
24:21font à peu près la même physique,
24:23avec des topologies,
24:24des formes de champs magnétiques
24:26très différentes.
24:27Donc, il y a quand même
24:28une créativité
24:29dans le monde
24:30de la fusion magnétique
24:31où on passe de...
24:32Alors, ce qu'on voit aujourd'hui,
24:33là-bas,
24:33c'est un tokamak
24:34qui est plus petit,
24:36qui est construit
24:37par une spin-off du MIT
24:39à Boston.
24:41Pourquoi j'en parle plus précisément ?
24:43Parce que cette compagnie
24:45a levé 2 milliards de dollars
24:47sur des fonds privés.
24:49Ça s'appelle CFS.
24:51Et en se basant
24:53sur une étape technologique
24:55assez importante
24:56dans le domaine
24:56qui est, je ne sais pas
24:57si vous avez entendu parler
24:58de ce qu'on appelle
24:59la supraconduction.
25:02Pour les jeunes
25:03qui sont ici,
25:04Uégaleri,
25:05loi d'homme,
25:06R,
25:06c'est la résistivité
25:09de mes aimants.
25:11Si je diminue le R,
25:13je peux avoir plus de courant
25:15sans que mes supraconducteurs
25:18chauffent.
25:19C'est de la supraconductivité.
25:20En gros,
25:21ce que je fais,
25:21c'est que je diminue
25:22les collisions.
25:24Je fais que mes électrons
25:26bougent
25:26sans faire trop de collisions.
25:29Supraconductivité.
25:32CFS et le MIT
25:33sont arrivés
25:34à une nouvelle technologie
25:36qui nous permettent
25:37d'envisager
25:37de futurs réacteurs.
25:39Et après,
25:40il y a d'autres topologies.
25:41Donc, si on regarde un peu,
25:43maintenant,
25:43si on passe
25:44du laboratoire,
25:45de mon laboratoire,
25:47à ce que serait
25:47une usine à fusion.
25:49D'accord ?
25:50Mon laboratoire
25:52tire une fois par jour
25:54une cible
25:55qui coûte 300 000 dollars.
25:56Chaque fois que je tire,
25:58ça coûte 300 000 dollars.
25:59Chaque tire,
26:00c'est un million de dollars.
26:02OK ?
26:03Maintenant,
26:04je veux créer
26:05de l'électricité
26:06pour tout le monde.
26:07Ce qui veut dire
26:08que le coût
26:09de mon électricité
26:10de fusion
26:11soit égal
26:12au coût
26:12de l'électricité
26:13par fission,
26:14soit à peu près
26:1550 à 80 dollars
26:16du mégawatt-heure.
26:19Comment j'y arrive ?
26:21Moi,
26:22c'est un peu compliqué.
26:24Je ne veux plus
26:24tirer une fois par jour.
26:26Je veux tirer
26:26820 000 fois par jour.
26:29820 000 fois.
26:3110 fois par seconde.
26:32Avec le même laser
26:34qui fait 2 mégajoules,
26:35qui aujourd'hui
26:35tire une fois par jour.
26:37Donc là,
26:38sur la techno,
26:39il y a des gens
26:39comme moi
26:40qui sont des physiciens,
26:41mais il y a une partie techno
26:42de développer
26:43les technologies du futur,
26:45qui est très importante.
26:46Donc c'est autant
26:47un travail d'ingénierie
26:48que de physicien,
26:48même plus un travail
26:50d'ingénierie
26:50que de physicien.
26:51Et là,
26:52l'idée,
26:53c'est de créer,
26:55d'avoir un réacteur
26:57qui fasse à peu près
26:57500 mégawatts.
27:01Comment on va faire ça ?
27:03Comment on va y arriver ?
27:05Soit l'État
27:05met beaucoup,
27:06beaucoup d'argent,
27:07mais bon,
27:08on n'y croit pas à fond.
27:09Donc,
27:10il y a beaucoup
27:10d'acteurs privés
27:11qui naissent,
27:12qui arrivent aujourd'hui.
27:14Et si on voit
27:14l'investissement
27:15dans l'industrie
27:16de fusion,
27:18on est à peu près à...
27:19Donc on voit,
27:20là,
27:20on a un graphe
27:21de l'investissement
27:22en milliards de dollars
27:23en fonction des années
27:24et on voit
27:25qu'on est à peu près
27:269 milliards de dollars
27:27investis dans l'industrie
27:28de fusion aujourd'hui.
27:30Avec,
27:31comme acteurs principaux,
27:33les États-Unis,
27:35vraiment principal,
27:38l'Allemagne,
27:39la Chine,
27:41même si c'est un peu opaque,
27:42et la France.
27:44Donc si on regarde
27:46le nombre de startups
27:47qui créent...
27:47Donc ça,
27:47c'est la création de startups.
27:49On parle d'acteurs privés
27:50qui se créent aujourd'hui.
27:52Donc on voit
27:52que la première startup
27:53se créait en 1985.
27:55Je ne suis pas sûr
27:56qu'elle existe encore,
27:57en vrai.
27:57Et on voit
27:58la multiplication
27:59des acteurs
28:00qui se créent
28:00aujourd'hui
28:01dans le domaine
28:01de la fusion.
28:02Aussi bien inertiel
28:04que magnétique
28:05avec quand même
28:06une prédominance
28:07du magnétique.
28:09Alors,
28:11deux questions
28:12auxquelles je vais répondre.
28:13En France,
28:14on est très bien placé
28:16parce qu'on a
28:16une très forte connaissance
28:18et expertise
28:19dans le domaine
28:19de la fusion
28:20parce qu'on avait
28:21un programme
28:21d'art nucléaire
28:22et c'est un peu
28:22la même physique.
28:23Donc le CEA,
28:24le CNRS,
28:26bon,
28:27moi je travaille
28:27à l'école polytechnique
28:28et l'école polytechnique
28:28a une vraie expertise.
28:31Et donc,
28:32il y a deux startups
28:33fusion
28:33qui ont vu le jour
28:35ces dernières années.
28:36Une sur le confinement
28:37magnétique,
28:38une sur le confinement
28:39inertiel.
28:40D'accord ?
28:40C'est à peu près
28:41là où on est aujourd'hui.
28:43Maintenant,
28:44la question,
28:45quand est-ce que
28:45je vais avoir
28:45un réacteur à fusion
28:48branché à la grille ?
28:49Alors là,
28:50mes amis
28:50start-upeurs sont...
28:52En gros,
28:53si on prend
28:54en moyenne
28:55ce qui est donné
28:56par l'industrie,
28:57on peut viser
28:58entre 2040
28:59et 2050.
29:01Alors vous allez me dire
29:02« Oh là là,
29:02c'est dans longtemps ».
29:03Oui.
29:03Si on a survécu
29:05à global warming,
29:06on aura besoin
29:07d'électricité.
29:08Donc ça ne va pas
29:08avoir d'impact
29:09sur global warming.
29:10On est d'accord.
29:11Ça a un impact
29:12sur la société
29:13post-global warming
29:14où on va avoir
29:15besoin d'électricité.
29:17Beaucoup d'électricité.
29:21Donc c'est vraiment
29:22un message.
29:24Voilà.
29:25Après,
29:26si...
29:26Voilà.
29:27Si vous avez
29:28une question
29:29sur le sujet,
29:30je suis...
29:30Oui.
29:31Allez-y.
29:33Est-ce que ça ne fait
29:34aucun doute
29:35en termes de
29:36confondre scientifique
29:37qu'on y arrivera
29:38ou est-ce que
29:40c'est plus
29:40de l'étour de temps
29:41ou est-ce qu'il y a
29:42encore des mots
29:42pour la capacité
29:43à l'électricité ?
29:46OK.
29:47Oh, c'est filmé
29:49en plus.
29:51Non.
29:52Alors, mon intuition,
29:54c'est qu'on va y arriver.
29:54C'est une question
29:55de temps et d'argent.
29:56La physique,
29:57on la comprend,
29:58on la connaît.
30:00Donc maintenant,
30:00c'est à nous
30:01de construire
30:02les lasers du futur
30:03qui vont permettre
30:04d'y arriver.
30:05Mais je dirais
30:05que c'est un dialogue
30:07entre physiciens
30:08et ingénieurs.
30:09Mais la physique,
30:10je peux...
30:11Enfin, on la comprend
30:12suffisamment intimement
30:13pour y arriver.
30:14Du côté magnétique
30:15et du côté inertiel
30:17de la même façon.
30:18Il n'y a pas de limites
30:19d'ingénierie ?
30:21Ah si,
30:21il y a plein de limites
30:22d'ingénierie.
30:23Aujourd'hui,
30:24j'ai un laser
30:24qui fait 2 mégajoules
30:25à Bordeaux.
30:26Non, à Bordeaux,
30:27il fait 1 mégajoule.
30:28Qui tire une fois par jour.
30:29Moi, je veux un laser
30:31qui fait 3 mégajoules
30:32et qui tire 10 fois
30:33par seconde.
30:35Donc, c'est énorme
30:36le saut technologique
30:38entre la techno
30:39qui existe aujourd'hui
30:40et la techno
30:41dont l'industrie
30:43va avoir besoin.
30:44Il est colossal.
30:46Une cible
30:47qu'on tire aux USA,
30:49ça coûte 300 000 dollars.
30:50Pour que l'équation
30:51économique fonctionne,
30:52il faut qu'elle coûte
30:530,30 cents.
30:55Donc, il y a une filière
30:56technologique
30:57aussi bien du côté
30:58des lasers
30:58que des cibles
30:59qui est à construire.
31:00Mais elle ne se construit
31:02pas de rien.
31:04On a des acteurs
31:06en France,
31:07on a des acteurs
31:08du laser
31:08comme Thalès
31:09qui connaissent ça
31:10très bien,
31:11qui commencent
31:13à investir le domaine.
31:14Et on a des acteurs
31:17comme le CEA
31:17qui travaillent
31:18sur la côté cible.
31:19Donc, il y a
31:20une vraie compétence
31:24française et européenne
31:25dans le domaine
31:26où on commence
31:27à réfléchir
31:28à des filières
31:29industrielles.
31:31Mais oui,
31:31c'est énorme.
31:32Enfin, je veux dire,
31:32pour un étudiant,
31:34pour un ingénieur,
31:35un étudiant ingénieur,
31:37c'est un domaine
31:38en pleine évolution
31:39et qui va nécessiter
31:41de réfléchir.
31:42Donc, ça va être
31:43intéressant, je pense.
31:47Ah, monsieur ?
31:49Ah, j'ai fini.
31:51OK.
31:52Merci.
31:54Merci.
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