astrophysique et capitalisme

[Sylvain]

Est il au courant du peak oil?

M'étonnerais qu'il ai posté 654 fois sans comprendre le sujet du forum !

[matthieu25]

Il est sur le forum???J'aimerais bien le rencontrer

[deutérium]

Le deuterium est un isotope de l'hydrogène: l'hydrogène est composé d'un proton et d'un electron, tandis que le deuterium est composé d'un proton, d'un neutron et d'un electron. C'est donc chimiquement l'équivalent de l'hydrogène.

Le deutérium a été formé lors du Big Bang. La mesure de l'abondance du deutérium (D) dans les galaxies lointaines confirme la théorie du BigBang
Sur Terre, ce rapport est environ 10 fois plus abondant, il y a 33g de D par m3 d'eau de mer, car la Terre a été enrichie en D par l'eau des comètes et autres astéroides.

La fusion consiste à produire de l'helium (2 protons et 2 neutrons) à partir de l'hydrogène (1 proton). Comme 1 neutron c'est un proton et un electron, il faut 4 atomes d'hydrogène pour produire un atome d'helium. C'est très dur.

C'est effectivement très dur: la fusion du proton (hydrogène) en Deutérium est très difficile à faire, elle se produit dans le Soleil a un rythme lent, ce qui permet au soleil de briller depuis 5 Millards d'année et pour encore 5 millards d'années
Le deutérium fusionne ensuite rapidement (1s) avec un proton (hydrogène) ensuite en Helium 3 qui fusionne ensuite avec un autre Hélium 3 pour donner de l'helium 4. Il y a d'autres cycles dans les étoiles plus grosses pour former de l'hélium.

L'helium peut lui-même fusionner pour donner des éléments plus lourds. La fusion s'arrête au Fer qui est l'élémént le plus stable.
Pour former les éléments au delà du fer, il faut fournir de l'énergie (réaction endothermique). C'est possible lors de l'explosion d'une supernavae.
C'est cette énergie qu'on récupère lorsqu'on casse un atome d'uranium ou de plutonium (réaction de fission explotée dans les centrales nucléaires actuelles)

Sur Terre, on exploitera (ITER) la fusion du deutérium et du tritium (isotope de l'hydrogène formé 1proton+2neutrons) en hélium.

Le déterium dans les océans représente l'équivalent de 300 océans de pétrole si on maîtrise la fusion D-D.

Pour la fusion D-T, il faut du lithium pour faire du tritium, mais le lithium est assez abandant et il y a 0.17g de lithium /m3 d'eau de mer, ce qui assurerait des réserves pour plusieurs millions d'années.

Seul pb, la fusion ne sera pas disponible avant 2040-2050, soit bien après le peakoil, mais avant la fin totale de celui-ci. Elle sera alors la bienvenue.

[matthieu25]

On n'est pas sur que ca marchera en plus...

[Rafa]

Seul pb, la fusion ne sera pas disponible avant 2040-2050, soit bien après le peakoil, mais avant la fin totale de celui-ci. Elle sera alors la bienvenue.

Le principal problème sera surtout son coût (et les entraves à la technologie; déjà pour une centrale nucléaire toute simple les Etats-Unis menacent de faire la guerre!), ça ne touchera sans doute que 0,01% de la population mondiale, qui risque bien de vouloir garder cet avantage stratégique pour elle.

Je me pose aussi des questions sur la fision et la fusion; à la difference des combustions qui ne changent pas les atomes et leur proportion sur terre, aussi bien la fision que la fusion changent la composition atomique de notre planète, d'accord, c'est minime au début, mais en cas d'utilisation debridée? quels pouraient en être les consequences?

[deutérium]

Le principal problème sera surtout son coût (et les entraves à la technologie; déjà pour une centrale nucléaire toute simple les Etats-Unis menacent de faire la guerre!), ça ne touchera sans doute que 0,01% de la population mondiale, qui risque bien de vouloir garder cet avantage stratégique pour elle.

De toute façon, quelle sera le coût de l'énergie en 2050. Personne ne le sait. Les prévisions du DOE et de l'AIE de 2004 tablaient sur un cours du pétrole à 25-30 $ le bbl en 2030, hier c'était 66 $ le baril. Bravo les prévisionistes. Peut-être, tel un junkie en manque, l'humanité sera prêt à payer n'importe quel prix pour avoir de l'énergie.
Ce qui importera n'est pas le coût, mais le rendement énergétique (EROI en anglais). S'il est supérieur à 1 (les sables bitumineux du Canada ont un EROI de 2 ou 3 et c'est présenté comme la solution à la déplétion ), toute source d'énergie aura sa place.

La fusion par voie magnétique (ie comme ITER) n'est pas proliférante. Elle ne permet pas de faire la bombe: il n'y a pas de matériaux fissile (U ou Pu). Ce qui fait une grosse différence par rapport à la fission.
Cela concernera bcp + que 0.01% de la planète. Dans le projet ITER, il y la Chine, l'UE, les USA, La Russie, le Japon et la Corée, ce qui fait plus de 2 Millards de personnes. L'inde et le Brésil envisagent aussi de participer à ITER.
Les recherches sur la fusion magnétique sont déclassifiées depuis 1958, la coopération international est très grande.

Je me pose aussi des questions sur la fision et la fusion; à la difference des combustions qui ne changent pas les atomes et leur proportion sur terre, aussi bien la fision que la fusion changent la composition atomique de notre planète, d'accord, c'est minime au début, mais en cas d'utilisation debridée? quels pouraient en être les consequences?

Changer la composition chimique peut avoir des conséquences tout aussi grave: transformer le carbone en C02 perturbe le climat. Même sans changer la composition chimique, le méthane (gaz naturel) est un gaz a effet de serre (de mémoire 100 fois + efficace que le CO2), et le transfert du méthane du sous-sol à l'atmosphère modifie aussi le climat.

Pour produire une même quantité d'énergie les réactions nucléaires sont environ 10 000 fois plus énergétique que les réactions chimiques.
Une centrale de 1 000 MWe (ie 3 GW thermique) demande par an:
- 2,1 Millions de tonnes de charbon
- 10 Millions de barils de pétrole (ie 2 j de production de Ghawar)
- 150 tonnes de conbustible d'uranium (fission)
alors qu'il faudrait seulement 100 kg de D et 300 kg de lithium (fusion).

Les besoins sur les ressources sont donc des ordes de grandeurs plus faibles que pour les combustibles fossilles.

Les reserves minières en Uranium sont de l'ordre de 4 millions de tonnes, ce n'est donc pas leur utilisation qui va changer la composition de la Terre. Par contre, si ces 4 millions de tonnes qui sont piégées dans des structures cristalines sous terre, sont relachées sous forme de déchets radioactifs dans la biosphère, on ne perturba pas la composition globale de la terrre, mais il y a un impact sur la biosphère. Il faut donc éviter d'autre Tchernobyl et faire des recherches pour trouver une solution au pb des déchets nucléaires.

Les réserves de deutérium sont comparables a la durée du système solaire (5 Millards d'années) , sauf a imaginé une croissance toujours exponentielle. On arrive alors vite à des limites physiques. L'énergie consommée devient comparable au flux d'energie solaire, et là on ne modifie pas le climat indirectement par effet de serr, mais directement en réchauffant la planète. Et avant de modifier la composition des océans, il se passera un sacré beau de temps.

Pour le lithium, les réserves terrestres sont de plusieurs milliers d'années. On a donc de la marge. Si on doit ensuite extraire le lithium de l'eau de mer, il faudra plusieurs millions d'années avant de voir un effet sur la teneur en lithium des océans. Le changement sera tellement faible que les organismes vivant auront le temps de s'adapter.

Mais tu le disais dans ton post initial, la Terre est un système thermodynamique fermé qui échange avec l'extérieur des ondes(eléctromagnétiques ou de gravité). Système presque fermé car elle perd (très peu) de son atmosphère (gaz légers tel H et He), et elle reçoit (un faible apport actuellement) des météorites et des rayons consmiques qui génèrent le fameux carbone 14.

Toute transformation thermodynamique: utilisation de la chaleur pour récupérer du travail (énergie utilisable sous une forme plus pratique (électricité, chimique, cinétique ...) augmente l'entropie de la Terre. Il y a donc modification du sytème. Mais la vie modifie la terre depuis qu'elle est apparue (dégagement de l'oxygène dans l'air, sédiments ...).
L'entropie de l'univers aussi ne cesse d'augmenter. Un jour, le ciel sera tout noir, il n'y aura plus que des vagues lueurs d'étoiles naines qui ont une vie très économe donc durent bcp plus longtemps que notre soleil.
Mais qui s'en soucie. L'homme aura disparu depuis bien longtemps. Et le pétrole ne sera plus qu'un bref instant.

PS: question métaphysique:
Il y a des recherches et des estimations de probabilité pour une vie extraterrestre intelligente. Quelle serait le développement de la technologie humaine s'il n'y avait pas eu le charbon et le pétrole ? Ou en seraient les connaissances scientifiques ? Il n'y aurait sans doute pas eu la révolution industrielle.
Ce fameux calcul de probabilité ne devrait-il pas inclure l'existence de reserves énergétiques fossiles (donc une exitence de la vie pendant de nombreuses milliers d'années) pour arriver à une civilisation technologique.

[epe]

Peut-être, tel un junkie en manque, l'humanité sera prêt à payer n'importe quel prix pour avoir de l'énergie.

C'est exactement mon sentiment. Le pétrole, à n'importe quel prix, et s'il est trop cher, le voler si nécessaire.
La phase suivante c'est la cure de désintoxication. Certains auront beaucoup de mal. Et même pour les autres, la méthadone pétrolière (énergies de substitution) est encore rare sur le marché et sera chère aussi...

[zozo]

De toute façon, quelle sera le coût de l'énergie en 2050. Personne ne le sait. Les prévisions du DOE et de l'AIE de 2004 tablaient sur un cours du pétrole à 25-30 $ le bbl en 2030, hier c'était 66 $ le baril. Bravo les prévisionistes.

La fusion par voie magnétique (ie comme ITER) n'est pas proliférante. Elle ne permet pas de faire la bombe: il n'y a pas de matériaux fissile (U ou Pu). Ce qui fait une grosse différence par rapport à la fission.

Pour produire une même quantité d'énergie les réactions nucléaires sont environ 10 000 fois plus énergétique que les réactions chimiques.
Une centrale de 1 000 MWe (ie 3 GW thermique) demande par an:
- 2,1 Millions de tonnes de charbon
- 10 Millions de barils de pétrole (ie 2 j de production de Ghawar)
- 150 tonnes de conbustible d'uranium (fission)
alors qu'il faudrait seulement 100 kg de D et 300 kg de lithium (fusion).

Les reserves minières en Uranium sont de l'ordre de 4 millions de tonnes.

Les réserves de deutérium sont comparables a la durée du système solaire (5 Millards d'années).

Whooaaa !

C'est pas possible, tu travailles sur ITER ou quoi ?

z

[deutérium]

Whooaaa !

C'est pas possible, tu travailles sur ITER ou quoi ?

Pas sur ITER directement, les premiers coups de pelles mécaniques (donc à pétrole) n'ont pas encore été donnés. Pour les 5 ans qui viennent, c'est bcp de génie civil, de gestion et de stratif pour un projet réparti entre 6 pays.

Mais je bosse bien sur la fusion. J'ai commencé ma thèse la-dessus il y a 15 ans car je pensais que l'énergie serait un des pbs du futur et que la fusion pouvait être une solution.
J'ai eu tort: la fusion n'est pas une solution (peut-être pour mon fils qui a 9 mois), car les problèmes sont apparus bien avant la fin des 40 ans de réserves de pétrole que l'on annonçait au début des années 90 et la fusion n'est pas disponible. Même si on n'avait pas tergiversé dans les années 90 sur ITER (on aurait peut-être gagné 10 ans), la 1er prototype ne serait pas prêt avant 2020. Il faut maintenant attendre 2030 si l'économie post peak-oil le permet.

[metamec]

un menbre du CEA lors de la conférence annuelle de la société française de thermique (SFT juin 2005) avance 2100 comme date pour une production industrielle d'électricite à partir de la fusion.
Iter n'est qu'un prototype, et ne délivrera pas de courant pour les citoyens.
Il semble donc que si la fusion fonctionne (ce qui n'est pas évident) ce sera trop tard.

[Lo]

Mais je bosse bien sur la fusion. J'ai commencé ma thèse la-dessus il y a 15 ans car je pensais que l'énergie serait un des pbs du futur et que la fusion pouvait être une solution.
J'ai eu tort: la fusion n'est pas une solution (peut-être pour mon fils qui a 9 mois), car les problèmes sont apparus bien avant la fin des 40 ans de réserves de pétrole que l'on annonçait au début des années 90 et la fusion n'est pas disponible. Même si on n'avait pas tergiversé dans les années 90 sur ITER (on aurait peut-être gagné 10 ans), la 1er prototype ne serait pas prêt avant 2020. Il faut maintenant attendre 2030 si l'économie post peak-oil le permet.

Avez vous une estimation personnelle de la probabilité de réussite de la fusion à confinemement magnétique au plan industriel ? C'est une question que je pose souvent aux chercheurs, docteurs ou doctorants travaillant de près ou de loin dans la fusion. Essayez de ne pas faire l'éloge du labo mais au contraire d'être le plus "personnel" possible. Merci.

[epe]

Vous avez vu combien de scientifiques et avec quels moyens (pour l'époque) on avait mobilisé pour le projet Manhatan (la bombe A)?

La même mobilisation avec les moyens proportionnels à l'époque et la puissance informatique d'aujourd'hui et je parie que dans 5 ou 10 ans tout au plus on a des centrales à fusion opérationnelles.

C'est juste une question de courage politique.

Le problème est que ce courage n'existe qu'en économie de guerre!

[fabinoo]

666

[epe]

google mon ami, 5 secondes

"la prophétie d'Eisenhower, à Genève dans les années 50, l'énergie nucléaire va fournir à l'humanité l'énergie gratuite en quantité illimitée ".

[Lo]

Vous avez vu combien de scientifiques et avec quels moyens (pour l'époque) on avait mobilisé pour le projet Manhatan (la bombe A)?

La même mobilisation avec les moyens proportionnels à l'époque et la puissance informatique d'aujourd'hui et je parie que dans 5 ou 10 ans tout au plus on a des centrales à fusion opérationnelles.

C'est juste une question de courage politique.

Le problème est que ce courage n'existe qu'en économie de guerre!

Il y a dans ce post le sous entendu que la solution est d'ordre économique (il suffit d'y mettre les moyens financiers), ceci est renforcé par un argument historique (on y est déjà arrivé avec le projet Manhatan).
De même que dans d'autres interventions, il est accordé une confiance démesurée à la science et la technologie, basée encore sur des constats historiques (depuis le début de l'ère industrielle on a toujours disposé d'autant d'énergie que nous le voulions) ou sur des arguments high tech qui ne présument pas des progrès ultérieurs (nous sommes sur le point d'atteindre le break-even).
Cette foi en l'avenir est positive (hormis le coté propagande qui sert à maintenir le système) mais n'a pas de fondement rationnel et risque de nous (humanité+biosphère) coûter très chère.