LASER MEGA-JOULE, RETOUR VERS LE FUTUR ?

 

Avril 2015.

par A. Behar

 

 

Nous avons en décembre 2010 (MGN, 25, N°4) exprimé nos doutes sur l'avenir du futur laser mégajoule (LMJ) qui se construit à BARP en Gironde, ainsi que sur sa prétention à réussir la fusion contrôlée. Nous avons aussi expliqué que ce projet dit de simulation des essais nucléaire ne simule rien du tout, mais alimente le rêve d'une nouvelle arme faite uniquement de fusion, sans la masse critique et les problèmes des bombes actuelles liés à la fission, enfin capable d'être miniaturée et qui sait, de peut être se rapprocher d'un autre bluff, la bombe à neutrons. Figure 1.

Le LMJ, était prévu opérationnel en 2010 mais la mise en place effective fut repoussée à 2014. Ce fleuron, plus, ce cœur même de la simulation de "nos" armes atomiques,  n'est prévu que pour la sûreté et la fiabilité de notre arsenal nucléaire, malgré l'arrêt des essais grandeur nature depuis 1996 (1).

 

Il a fallu attendre le 5 décembre 2014 pour constater l’absence de toute possibilité de mise en fonction du laser mégajoule. Il devait « allumer » la fusion inertielle, il n’a rien allumé du tout. Son grand frère de Livermore (USA) bien plus avancé technologiquement n’a pas non plus allumé quoi que ce soit.

Qu’à cette occasion le CEA-DAM (Direction des applications militaires) en ai fait des tonnes sur sa vocation dédiée à la bombe et en affirmant que l’installation de Barp (Gironde) est quasi opérationnelle, on peut le comprendre, car il s’agit pour eux d’obtenir leur budget (déjà 7 milliards, en route vers les 10 milliards d’euros). Mais que le chef de notre gouvernement se soit prêté à cette mascarade nous semble plutôt déshonorant.

 

Rappelons d’abord pourquoi cette « simulation » et même cette course à la fusion contrôlée sont une chimère : outre les critères draconiens de LAWSON, le problème central est l'absence de connaissances fondamentales soulignée par le Haut Commissaire du CEA en 2001, dans son rapport à l'académie des sciences:

"La fission a pu se développer grâce à la linéarité des phénomènes… Par contre la fusion thermo nucléaire est un phénomène fondamentalement non linéaire, et ceci vis à vis de toutes les fonctions physiques en jeu. [Dit simplement, ce qui ce passe dans le magma du plasma est imprévisible]. Elle ne peut être comptée parmi les sources industrielles d'énergie, il s'agit plutôt d'un sujet d'étude physique important" Ce point de vue prophétique  est pourtant systématiquement oublié avec une approche technologique qui coûte très cher, et qui ne semble pas très productive pour autant. Figure 2

Un physicien du CEA-DAM, G.GOSSELIN (2) avait apporté une confirmation éclatante des propos du haut commissaire, dix ans après :"Traditionnellement les données nucléaires considèrent une interaction entre une particule incidente et un noyau qui se déroule indépendamment de l'environnement où se trouve le noyau. Cette approximation est le plus souvent pleinement justifiée. Toutefois elle se trouve mise à mal si le noyau se trouve dans un plasma". Et, "l'effet de la présence du noyau au sein du plasma ne se limite pas à modifier sa désexcitation… Des phénomènes physiques nouveaux (qui ne se produisent pas sur un noyau isolé) peuvent modifier sa désexcitation ou même l'exciter par interaction avec les éléments constitutifs du plasma". Une nouvelle physique fondamentale est nécessaire.

Après une débauche de moyens technologiques particulièrement onéreux, des pistes de recherche tout azimut,  le dernier numéro de « CHOCS » revue scientifique du CEA-DAM (3) aborde enfin cette lacune scientifique fondamentale, puisque l’on ne peux pas extrapoler les phénomènes élémentaires de physique nucléaire ou même de la physique des solides (et du plasma) vers la compréhension microscopique de la matière.

Nous autres biologistes nous savons que la connaissance très pointue du comportement d’une cellule vivante isolée, et surtout de sa membrane externe porteuse de milliers de récepteurs (et émetteurs) protéiques, est inopérante pour comprendre les mêmes comportements quand elle est à l’intérieur de son réseau :

On peut ébaucher l’échange de signaux entre deux cellules, mais si on introduit une 3ème, les interactions entre ces 3 cellules connectées sont si complexes que même le super calculateur « penta flops » ne peut les appréhender. Il a fallut inventer une autre biologie basée sur l’hermétisme des systèmes complexes.

G. Blanchon et al (4) ne dit pas autre chose dans « la problématique commune à de nombreuses branches de la physique quand à la prise en compte de la modification du comportement des nucléons (c’est à dire les particules élémentaires, NDLR) lorsqu’ils sont au sein du noyau. Problème qui ne trouve déjà plus de solutions analytiques dès que l’on dépasse 2 nucléons »

J. Clérouin confirme dans son éditorial (5) : « Décrire la matière à partir des premiers principes n’a été possible que grâce à une écriture permettant de transformer le problème quantique à N corps (ce qui est la base même de la matière, NDLR) impossible à résoudre exactement au delà de l’hydrogène (avec un noyau constitué d’une seule particule, le proton, et un électron en périphérie, NDLR).

Il a fallut créer une configuration plus simple en ne faisant intervenir que la densité électronique totale du système (pris globalement comme un système complexe, NDLR). Cette réécriture, connue sous le nom de la théorie de la fonctionnelle de la densité, a conduit au calcul ab initio des propriétés de la matière condensée.

Cette approche n’est cependant pas dépourvue d’approximations diverses ». L’idée de base consiste à créer un point zéro où tous les électrons seraient libres, non corrélés, et auraient comme expression unique leur densité collective.  On peut ainsi ensuite introduire des paramètres précis (comme l’interaction électrique, le magnétisme, etc.) et essayer de comprendre leurs rôles dans la réalité matérielle.

Sans rentrer dans les détails de tous les remarquables travaux cités dans ce numéro, Il faut ici souligner deux évènements fondamentaux :

-       Après 15 ans de délire technologique, le CEA accepte le rôle primordial d’une physique théorique nouvelle qu’il faut inventer en priorité !

-       La simulation de l’explosion des bombes nucléaires, ou même la simulation d’une fusion contrôlée devient plus simplement « la simulation ab initio », c’est à dire une étape dans la compréhension microscopique des systèmes nucléaires.
 

QUE RESTE-T-IL DES AMBITIONS PREMIÈRES DU LASER MÉGAJOULE ?
 

Hors l’incantation rituelle faite à chaque étape invoquant « la simulation des essais nucléaires », il ne reste pas grand’ chose. Par contre, le glissement vers l’étude théorique des mystères de la physique des matériaux est lui tout à fait prometteur.

A ce stade, nous devons répondre à 2 questions cruciales :

1-    Quelle est notre responsabilité dans la poursuite acharnée du mythe de la simulation des essais nucléaires à BARP ? (simulation qui existe bel et bien mais ailleurs, surtout à VALDUC, avec la collaboration britannique) Nos protestations aussi multiples qu’indignées n’aboutissent-t-elles pas à renforcer la crédibilité de cette légende militaire, qui nous coûte si cher ?

2-    Que va-t-on faire du laboratoire de BARP comme du parc des super calculateurs, tous sous tutelle militaire ? Va-t-on suivre la route  tracée par le laboratoire de Livermore (USA)  qui devant les échecs répétés du NIF (le laser mégajoule  américain) évolue vers un statut de « prestataire de service » avec comme premier client… le CEA Dam ! Faut-il changer notre fusil d’épaule et réclamer la mise à disposition totale pour les physiciens nucléaires et des solides de cette installation ?

Un besoin de clarification dans nos objectifs et nos moyens d’action est nécessaire, nous ne pouvons plus être complice de cette mystification.


 

BIBLIOGRAPHIE
 

1-    MEDECINE ET GUERRE NUCLEAIRE, N°4, 2003; N°1, 2004; N°2,2004. N°5, 2005.

2-    GOSSELIN G. Le noyau dans le plasma: vers des données nucléaires d'un nouveau type. Chocs, 2011, 40, 11

3-    CHOCS. La simulation ab initio, 46, novembre 2014

4-    Blanchon G, Dubray N, Ebran JP et al, Description microscopique des systèmes nucléaires, CHOCS, 46,2014, p 45/57

5-    Clérouin J. Editorial, présentation du thème, CHOCS, 46, 2014, p2

6-    Behar A, LASER MEGAJOULE: LE RÊVE DE LA FUSION CONTRÔLÉE DE PLUS EN PLUS ÉLOIGNÉ DE LA RÉALITÉ.   MGN, N°3, 2012

 

 

 

LASER MEGAJOULE, ITER: FAUT-IL FANTASMER DEUX FOIS ?

 

janvier 2011.

par  A.BEHAR   

 

 

  

 

Deux événements récents ont fait ressurgir ces 2 paris sur le futur:

- Pour le "laser mégajoule", la visite récente du président de la république à BARP en Gironde (voir notre site amfpgn.com),et l’accord franco-britannique ont fait ressurgir la question des essais nucléaires en laboratoire, même si le (futur) laser mégajoule n'est manifestement pas indépendant de cette option.

- Pour le "international thermonuclear experimental reactor" (ITER), la révision à la hausse du surcoût de sa construction à Cadarache, soit plus du double du budget initial avec 6,6 milliards d'euros pour l'union européenne, et 1,1 milliards d'euros pour les contribuables en France.

Au delà des prises de positions des uns et des autres, en particulier sur la violation du traité d'arrêt complet des essais nucléaires (TICEN), Il nous paraît important de revenir sur la signification et les enjeux, les rêves et les réalités des 2 projets. Même si des dossiers complets dans 4 numéros de MGN (1) ont contribué à éclairer nos lecteurs.

 

NATURE DU FANTASME COMMUN
 

Dans les deux cas, la référence au soleil, qui pratique en continu la "fusion nucléaire" n'est pas fortuite. Le rêve est d'en faire autant à notre échelle avec un parfait contrôle du début et de la fin de cette explosion. L'objectif est avant tout la création de nouvelles bombes, pouvant (enfin?) correspondre à la dénomination de "mini nukes", bien en dessous du gigantisme actuel même si la charge actuelle est de l'ordre du kilo tonne. Secondairement, il y a aussi le rêve de trouver une nouvelle source d'énergie pour relayer les centrales nucléaires à bout de souffle.

 

 

 

Fusion nucléaire

 

Mais rappelons d'abord ce qu'est la "fusion nucléaire"; La fusion consiste, à l'inverse de la fission, qui casse des gros noyaux atomiques, a rapprocher suffisamment deux atomes légers pour qu'ils en donnent un plus gros. La somme des masses des produits finaux de la réaction étant plus faible que la somme des masses des produits initiaux, la différence est convertie en énergie. Pour que cette opération de rapprochement présente un intérêt, il faut des conditions particulières: envoi d'un grand nombre d'atomes (donc créer une forte densité) l'un contre l'autre, avec la plus grande vitesse possible (donc une très haute température, qui correspond à une très grande agitation) et pendant le plus longtemps possible (c'est le temps de "confinement"). Avec ces 3 paramètres, Lawson à défini un critère unique: le critère de LAWSON qui doit indiquer à partir de quand le système est censé fonctionner. Inutile d'ajouter que l'on est loin du compte dans les 2 futurs systèmes. Cela fait longtemps que l'on sait faire à l'unité la fusion entre 2 atomes légers, le deutérium et le tritium, on a même parlé de "fusion froide". Cela fait aussi longtemps que l'on a ajouté un étage "fusion" à l'étage "fission, dans les bombes H. Celui-ci est "allumé" quand l'étage fission explose en émettant des rayons X qui compriment puis déclanchent l'étage fusion en augmentant la puissance explosive de la bombe, même si le rendement de ce surplus de puissance est aléatoire, comme le montre la différence dans les essais nucléaires français entre la puissance espérée et la puissance réellement mesurée sur le terrain.

Ce que l'on ne sait pas faire, c'est le déclanchement contrôlé de la fusion, ainsi que le contrôle du processus explosif ou mieux, du processus auto entretenu. Dans tous les cas, les différentes méthodes pour répondre aux exigences de LAWSON ont toutes utilisé un état particulier de la matière appelé "plasma chaud" et qui est en fait un mélange hétérogène de noyaux séparés des électrons périphériques, une matière comprenant ions et électrons, globalement neutre. "L'allumage" est obtenu lorsque la masse surfacique et la température ionique d'un plasma particulier dit "fusible" sont telles que l'énergie déposée par la réaction thermonucléaire l'emporte sur les pertes par rayonnement et par conduction. Cette réaction exige des températures de l’ordre de 150 millions de degrés Kelvin. La phase suivante est "l'ignition"; l'énergie thermonucléaire fournie par les réactions de fusion l'emporte sur l'énergie nécessaire à la compression et au chauffage du milieu fusible. Pour essayer d'y parvenir, 2 chemins sont proposés:

La fusion par confinement inertiel : Elle consiste à comprimer un micro ballon contenant un mélange de deutérium et de tritium en maintenant une pression élevée sur sa paroi externe, pendant quelques nano secondes (milliardièmes de secondes). Cette pression (10 puissance 13 Pascal) est fournie par un faisceau laser de grande puissance. A la fin de l'implosion, le milieu est maintenu confiné pendant un temps très court, mille fois plus court que le temps de l'impulsion laser, au cour duquel les conditions de densité et de température devraient être suffisante pour déclancher et entretenir la fusion thermonucléaire. Celle-ci devrait s'arrêter avec l'explosion que subit ensuite l'ensemble de la cible. Ceci est l'objectif du projet du futur laser mégajoule.


La fusion par confinement magnétique : De nombreuses tentatives ont eu lieu en particulier dans des réacteurs appelés "TOKAMAK". ITER est en plus gros un TOKAMAK plus puissant. Dans tout les cas on confine un mélange gazeux deutérium tritium grâce à un champ magnétique produit par une bobine et un courant induit circulant dans le plasma. Pourquoi un champ magnétique ? Parce que des électrodes qui pourraient former ce courant électrique pollueraient le plasma. Pour contrôler et moduler l'intense courant électrique induit dans le plasma, On peut avantageusement utiliser un champ magnétique variable soit croissant, soit décroissant. Dans le plasma, la grande agitation des ions et des électrons produit de nombreuses collisions, le but est de rendre celles-ci suffisamment violente pour entraîner la fusion. Ceci est l'objectif, dans le droit fil des très nombreux essais dans les TOKAMAK, d’ITER.
 

POURQUOI IL Y A LOIN DE LA COUPE AUX LEVRES.
 

Sans revenir sur le critère de LAWSON qui reste non respecté dans les 2 projets, on peut mesurer la distance entre la réalité et le rêve, en rappelant les obstacles pour le laser mégajoule vers la criticité de LAWSON énuméré dans la revue "choc" du CEA-DAM d'avril 2004, sur un élément seulement du projet,: c'est à dire la formation du "point chaud", crucial pour l'allumage de la réaction de fusion. Ce sont :

1) Les conditions d'éclairement, c'est à dire la répartition spatiale symétrique des 240 faisceaux laser.

2) L'absorption de l'énergie laser. Le problème est le suivant, l'interaction laser/ plasma génère toujours des instabilités dites "paramétriques" avec des ondes rétro diffusées qui contribuent à la perte de l'énergie laser dans la cible.

3) La conversion du rayonnement laser en rayons X, son taux reste aléatoire.

4) La symétrie d'implosion n'est pas maîtrisée, car une déviation des faisceaux laser par le plasma dans la cavité nuit à la symétrie d'éclairement

5) Les instabilités hydrodynamique, inévitable compte tenu de l'hétérogénéité du plasma.

Tous les défauts ci-dessus conduisent à cette instabilité qui limite l'obtention d'un gain élevé et perturbent le fonctionnement de la cible. Toutes les études faites à BARP dans le laboratoire "LIL" (ligne d'intégration laser) confirment la réalité de ces butoirs, qui seront multipliés par 30 dans le futur projet LMJ. Il y a donc surtout des impossibilités (les ingénieurs du CEA disent "des chalenges") physiques plus que des obstacles techniques. Le meilleur résumé de cette situation se trouve dans le rapport du haut commissaire du CEA dans son rapport à l'académie des sciences en décembre 2001: "La fission a pu se développer grâce à la linéarité des phénomènes, car tous les problèmes scientifiques et techniques sont découplés par la linéarité et peuvent être étudiées à part et simultanément dans des installations modestes. Par contre la fusion thermonucléaire est un phénomène fondamentalement non linéaire, et ceci vis-à-vis de toutes les fonctions physiques en jeu… Il faut donc explorer les uns après les autres tous les niveaux de puissance et y découvrir de nouveaux phénomènes ».

 En conclusion: « pour le moment la fusion thermonucléaire ne peut pas encore être comptée parmi les sources industrielles d'énergie. Il s'agit plutôt d'un sujet d'étude de physique important… comme on le fait dans bien d'autres domaines de la physique dans le cadre général des recherches.

 

POURQUOI TANT DE MENSONGES ?
 

Il va de soit que toute propagande comporte obligatoirement une part d'inexactitude et que toute publicité s'efforce d'effacer le côté obscur du message. Il se trouve qu'ici on a affaire à une propagande où rien n'est vrai! Que l'on en juge:

POUR LE LASER MEGAJOULE: Chaque discours des dirigeants du CEA-DAM, avec en écho ceux des divers ministres de la défense jusqu'à celui du président de la République en visite récemment à BARP (Gironde), ressassent les mêmes inexactitudes. Le LMJ, prévu opérationnel en 2010 mais dont la mise en place effective est repoussée à 2014, est le fleuron, plus le cœur même de la simulation de "nos" armes atomiques. Il n'est prévu que pour la sûreté et la fiabilité de notre arsenal nucléaire, malgré l'arrêt des essais grandeur nature depuis 1996. Peut-on conclure qu'il n'y a aucun programme de simulation en attendant 2014? Évidemment non. Le programme "simulation" existe bel et bien et il fonctionne en continu pour le contrôle de la fiabilité et la sécurité du stock d'armes nucléaires en ignorant totalement dans les faits le futur LMJ. C'est dans les différents centres du CEA-DAM, Bruyères le Châtel, Morovilliers, Vaujours, Limeil, Le Ritoult, Valduc et éventuellement au laboratoire LIL du CESTA, que s'effectue vraiment la simulation dans toutes ses étapes:

 - LES DÉTONATEURS: Selon les termes employés par le CEA il s'agit de "détonique indissociable des explosifs", dont la première étape est la production d'une onde de détonation qui va allumer la bombe atomique. L'activité du centre va de l'étude et les essais des charges creuses jusqu'à la théorisation des "points chauds" créés en préalable à l'explosion.

 - LES ESSAIS SOUS-CRITIQUES: Ils sont pratiqués à MOROVILLIERS avec le système AIRIX (accélérateur à induction de radiographies pour imagerie X). Les images radiologiques réalisées concernent le comportement des matériaux soumis à des chocs générés par des explosifs, préalable à leur simulation numérique.

- LA SIMULATION NUMÉRIQUE: Elle exige, pour traiter ces données des calculateurs ultrarapides les fameux "teraflops" (milliard de milliard d’opérations élémentaires), avec l'objectif d'une vitesse de pointe de mille teraflops, soit une vitesse moyenne d'une centaine de teraflops (on en est à une dizaine de teraflops)

- ET L'INTERACTION LASER-MATIÈRE ? Le laboratoire de "la ligne d'intégration laser" (LIL) est dédié à cette recherche. Puisque la simulation numérique est un assemblage de modèles théoriques et de données physiques effectives, pour valider ces modèles il faut des moyens expérimentaux nouveaux avec des mesures plus précises. Le LIL fonctionne avec cet objectif, même s'il est virtuel aujourd'hui. De plus, il est le banc d'essais des lasers de puissance et constitue un prototype d'un des 30 futurs faisceaux pour le LMJ. La synthèse des simulations se fait à VALDUC, lieu où l'on démonte et remonte les têtes nucléaires en certifiant leur "fiabilité" et leur "sûreté". Il n'y a donc dans cette chaîne rien qui relie la réalité de la simulation et les discours inlassable sur le LMJ.

 

 

ITER
Joint European Torus

 

POUR ITER: Le but est: "d'apprivoiser le soleil pour une énergie aux ressources illimitées (la mer), écologique (pas de déchets radioactifs) et intégralement fusionnelle! Cette propagande, inlassablement répétée par le pouvoir d'état et le maître d'œuvre, le CEA, est intégralement basée sur le mensonge. En effet: - Il n'est pas vrai de prétendre que l'océan est l'unique matière première. Si le deutérium vient en effet de l'extraction dans l'eau de mer de l'eau lourde (D2O), c'est au prix de difficultés importantes et d'une dépense énergétique majeure (voir le film "la bataille de l'eau lourde"). Le tritium nécessaire dans le couple deuterium-tritium n'existe pas massivement dans la nature. Il faut le fabriquer entre autre avec du lithium. Les quantités prévues pour un réacteur de un gigaW est de 20 kilo soit 6,5.10 puissance 18 Becquerel La contamination radioactive de l'installation est inéluctable, puisque le tritium diffuse à travers les métaux (voir l'article dans MGN sur le site amfpgn.com. "le tritium, c'est grave docteur?") - Il n'est pas vrai de dire qu'il n'y aura pas de déchets radioactifs pour 2 raisons: - L'activation neutronique engendre de nombreux produits radioactifs qui se retrouveront en partie dans les déchets.

- Le changement obligatoire de la cuve entraînera un volume important de déchets hautement radioactifs.

- Il n'est pas vrai de dire que dans l'état actuel des réacteurs pour fusion comme le JET (joint european torus à CULHAM en Grande Bretagne) ou le TORRE SUPRA de Cadarache, on a réussi à produire de l’énergie, car si 3 MW ont pu être produit, il a fallu dépenser 45 à 70 MW d'électricité pour que cela marche. Le gigantisme d'ITER n'est pas une garantie d'inversion de cette équation énergétique. Tout au plus, on peut espérer la démonstration d'une faisabilité d'une production mesurable d'énergie par fusion. ITER est un simple prototype expérimental sans aucune production prévisible d'électricité mais avec une forte consommation de celle-ci, uniquement pour tester la fameuse fusion.

LES BUTS VERITABLES DE CES DEUX PROJETS: Compte tenu de l'énormité des budgets engloutis dans cette double galère, près de 3 milliards d'euros pour le LMJ, près de dix fois plus pour ITER dont 1,1 milliards d'euros pour la France), on comprend la démesure et l'incantation de la propagande pour endormir le contribuable, c'est à dire vous et moi. • Pour le LMJ, il y a 2 paris sous jacents: assurer une attractivité réelle pour l'armée chez les jeunes ingénieurs, qui ont tendance à se tourner vers la finance et le privé, d'où l'idée "d'ouvrir" le LIL ou les nouveaux calculateurs à la recherche civile. Cela stimule aussi le nombre de publications dans les revues scientifiques internationales, malgré la censure du « secret défense ». Le deuxième pari, dans l'hypothèse ou le LMJ fonctionnerait, est de réaliser une nouvelle génération d'armes atomiques en violation flagrante du TICEN et du TNP.

 • Pour ITER, le lobby nucléaire est devant une réalité cruelle: la grande majorité des réacteurs des centrales électriques vieillissent inéluctablement, et l'avenir pour cette filière est pour le moins incertain. Tous les efforts pour accréditer l'idée de leur remplacement par une 3 ème génération de centrales type EPR butent sur une réalité incompressible que l'on peut résumer ainsi; trop gros, trop cher. Alors, le maintien de la filière nucléaire repose sur l'espoir d'une 4ème génération basée sur la fusion maîtrisée, d'où les hosannah pour ITER.

Toutes ces propagande forment un nuage de fumée, et s'indigner sur la soit- disant réalité des désirs du CEA-DAM, alors que ces 2 entités techniques n'existe pas et restent de simples (coûteux) projets, risque de nous faire participer à cette mystification. Par contre, le traité franco-britannique qui vise à rassembler tous les moyens de la simulation à VALDUC, avec forcement la construction d'un système permettant ce que l'on appelle "la modernisation", en clair la prolifération de nouvelles armes atomiques, nous paraît autrement plus dangereuse.

L'AMFPGN avec l'association britannique sœur  "MEDACT" entend bien se mobiliser contre ce déni du TNP par un entêtement incroyable des 2 gouvernements, qui entendent poursuivre leur œuvre de mort malgré leur piteuse situation financière. Dans ce combat nous auront avec nous la totalité de l'IPPNW, et nous l'espérons aussi, la coalition "ICAN". (1)
 

- MEDECINE ET GUERRE NUCLEAIRE, N°4, 2003, N°1, 2004.  N°2,2004, N°5, 2005.