Recent Posts

L’énergie élioenne

L’énergie élioenne

L’énergie éolienne est l’énergie qui est extraite en convertissant l’ énergie cinétique de l’air (le vent ) en une forme utilisable. Dans le passé, l’énergie éolienne avec des moulins à vent était directement convertie en travail mécanique , par exemple pour moudre le grain ou 

Énergie solaire photovoltaïque

Énergie solaire photovoltaïque

L’ énergie solaire photovoltaïque est une façon d’obtenir l’ électricité grâce à des panneaux photovoltaïques . Les panneaux, modules ou collecteurs photovoltaïques sont constitués de dispositifs semi-conducteurs de type diode qui, lors de la réception du rayonnement solaire , provoquent des coupures électroniques, générant une 

Fusion nucléaire

Fusion nucléaire

Dans la physique nucléaire, la fusion nucléaire est le processus de l’énergie nucléaire par lequel les différents noyaux atomiques de charge similaire et forment ensemble un noyau plus lourd. 1 2 libère simultanément ou absorbe une énorme quantité d’énergie qui permet à la matière dans un état plasma.

Le Soleil est une étoile de la séquence principale et, par conséquent, génère son énergie par fusion nucléaire de l’hydrogène dans des noyaux d’hélium. À sa base, le Soleil fusionne 620 millions de tonnes d’hydrogène par seconde.

La fusion de deux noyaux de masse inférieure au fer (dans cet élément et dans le nickel se produit l’énergie de liaison nucléaire la plus élevée par nucléon) libère de l’énergie en général. Au contraire, la fusion de noyaux plus lourds que le fer absorbe de l’énergie. Dans le processus inverse, la fission nucléaire, ces phénomènes se produisent dans des directions opposées.

Dans le cas le plus simple de fusion, dans l’hydrogène, deux protons doivent s’approcher suffisamment pour que l’interaction nucléaire forte puisse vaincre leur répulsion électrique mutuelle et obtenir la libération ultérieure d’énergie.

Dans la nature fusion nucléaire se produit en étoiles, y compris le DIM. A l’intérieur, les températures avoisinent les 15 millions de kelvin. Par conséquent, les réactions de fusion s’appellent thermonucléaires. Dans plusieurs entreprises, la fusion (artificielle) a également été réalisée, même si elle n’a pas encore été totalement contrôlée.

Sur la base des expériences de transmutation nucléaire d’Ernest Rutherford, mené quelques années avant Mark Oliphant, en 1932, observé d’abord la fusion de noyaux légers (isotopes de l’hydrogène).

Plus tard, pendant le reste de cette décennie, Hans Bethe a étudié les étapes du cycle principal de fusion nucléaire dans les étoiles.

L’enquête sur la fusion à des fins militaires a commencé dans les années 1940 dans le cadre du projet Manhattan, mais n’a abouti qu’en 1952. L’enquête sur la fusion contrôlée à des fins civiles a débuté dans les années 1950 et se poursuit jusqu’au présent.

À fin d’en savoire plus, on peut consulter le site : Nuclear Energy.

Conditions requises de la fusion nucleaire

Pour que la fusion se produise, il faut surmonter une importante barrière d’énergie produite par la force électrostatique. Sur de longues distances, deux noyaux se repoussent en raison de la force de répulsion électrostatique entre leurs protons chargés positivement. Cependant, si deux cœurs peuvent être suffisamment approchés, en raison de la forte interaction nucléaire qui est plus grande sur de courtes distances, la répulsion électrostatique peut être surmontée.

Lorsqu’un nucléon (proton ou neutron) est ajouté à un noyau, la force nucléaire attire d’autres nucléons, mais – en raison de la courte portée de cette force – principalement vers ses voisins immédiats. Les nucléons à l’intérieur d’un noyau ont plus de voisins de nucléons que ceux situés à la surface. Comme la relation entre la surface et le volume des noyaux plus petits est plus grande, généralement l’énergie de liaison par nucléon due à la force nucléaireil augmente en fonction de la taille du noyau, mais il se rapproche d’une valeur limite correspondant à celle d’un noyau de diamètre égal à celui de près de quatre nucléons. Par contre, la force électrostatique est inverse du carré de la distance. Ainsi, un proton ajouté à un noyau sera affecté par une répulsion électrostatique de tous les autres protons. Par conséquent, en raison de la force électrostatique, lorsque les noyaux deviennent plus grands, l’énergie électrostatique par nucléon augmente sans limite.

Sur de courtes distances, l’interaction nucléaire forte (attraction) est supérieure à la force électrostatique (répulsion). La plus grande difficulté technique de la fusion est donc de rapprocher suffisamment les noyaux pour que ce phénomène se produise. Les distances ne sont pas à l’échelle.

Le résultat net de ces forces opposées est que généralement l’énergie de liaison par nucléon augmente en fonction de la taille du noyau, jusqu’à ce qu’elle atteigne les éléments fer et nickel, puis une diminution des noyaux plus lourds. Enfin, l’énergie de liaison nucléaire devient négative et les noyaux plus lourds (plus de 208 nucléons, ce qui correspond à un diamètre d’environ six nucléons) ne sont pas stables. Quatre noyaux très étroitement liés, dans l’ordre décroissant de l’énergie des liaisons nucléaires, sont 62 Ni, 58 Fe, 56 Fe et 60 Ni. 3Bien que l’isotope 62 Ni soit plus stable, l’isotope 56 Fe est un ordre de grandeur plus commun. Cela est dû à un taux de désintégration plus élevé de 62 Ni dans les étoiles, entraîné par l’absorption de photons.

Une exception notable à cette tendance générale est le noyau hélium 4 He, dont l’énergie de liaison est supérieure à celle du lithium, l’élément suivant du gain de poids. Dans le principe d’exclusion de Pauli une explication est donnée à cette exception: parce que les protons et les neutrons sont des fermions, ne peut pas exister dans le même état. Le noyau 4 He étant composé de deux protons et de deux neutrons, de sorte que leurs quatre nucléons puissent être à l’état fondamental, leur énergie de liaison est anormalement grande. Tout nucléon supplémentaire devrait être situé dans des états d’énergie plus élevés.

La fusion nucléaire présente trois avantages:

a) ses déchets ne couvrent généralement pas le problème des problèmes de fission;

b) abondance – et bon prix – de matières premières, principalement de l’isotope hydrogène- deutérium (D);

c) si une installation cesse de fonctionner, elle s’arrêtera immédiatement, sans danger de fusion non nucléaire.

Dans une conception prometteuse, pour initier la réaction, plusieurs faisceaux laser de forte puissance transfèrent l’énergie vers une petite pastille de combustible chauffée qui implose : elle s’effondre et se comprime de tous points à un volume minimal qui Cela provoque la fusion nucléaire.

Confinement électrostatique stable pour la fusion nucléaire

Comme on peut le voir sur le dessin ci-dessus, il est basé sur la limitation totale des ions hydrogène, confinés électrostatiquement. Les avantages de ce confinement sont multiples:

L’épaisseur de la sphère de cuivre annule l’instabilité causée par des erreurs de symétrie.

L’ionisation de l’hydrogène est facilement générée par le champ électrique qui absorbe les électrons sans diminuer l’intensité de ce champ.

Un champ électrique intense peut être obtenu, ce qui empêcherait les fuites d’ions hydrogène.

L’énergie nécessaire est inférieure à celle consommée par un réacteur à fusion générant un champ électromagnétique pour confiner les ions.

La fusion nucléaire est obtenue par compression-décompression, augmentant ou diminuant l’intensité du champ électrique. 4 Cela augmente ou diminue la vitesse du générateur d’électricité. En tant que modérateur de neutrons, le plomb peut être utilisé, mais son efficacité doit être prouvée.

Électricité en France

Électricité en France

Le secteur de l’électricité en France est dominé par le nucléaire , qui représentait 72,3% de la production totale en 2016, tandis que les énergies renouvelables et les combustibles fossiles représentaient respectivement 17,8% et 8,6%. La France possède la plus grande part d’électricité d’origine nucléaire 

ITER – L’énergie nucléaire de fusion en France

ITER – L’énergie nucléaire de fusion en France

ITER ( en anglais pour I nternational T hermonuclear E Xperimental R eactor, latine pour Way ) est un réacteur de fusion nucléaire et un projet de recherche internationale dans le but ultime de l’électricité à partir de l’énergie de fusion Le réacteur est basé 

Facteurs d’impact sur le climat

Facteurs d’impact sur le climat

Facteurs internes d’impact sur le climat 

Les changements naturels dans les composants du système climatique de la Terre et leurs interactions provoquent une variabilité climatique interne, c’est-à-dire des « facteurs internes ». En règle générale, les scientifiques distinguent cinq composantes du système climatique de la Terre, à savoir: l’ atmosphère , l’ hydrosphère , la cryosphère , la lithosphère (sols de surface limitée, roches et sédiments) et la biosphère  .

Oceans 

L’océan est un élément fondamental du système climatique, dans lequel tout changement a lieu plus longtemps que dans une atmosphère pesant des centaines de fois plus et avec une inertie thermique très élevée (par exemple, les profondeurs océaniques sont encore à la traîne en ce qui concerne l’adaptation de la température au petit âge glaciaire. période ).

Les fluctuations à court terme (de plusieurs années à plusieurs décennies) comme le El Niño Southern Oscillation , les fluctuations du Pacifique de dix jours , l’ Atlantique Nord et l’ oscillation arctique reflètent la variabilité du climat , pas son quart de travail. Sur une longue période, les transformations des processus océaniques, telles que la circulation thermogalique, jouent un rôle clé dans la redistribution de la chaleur, éliminant lentement l’eau des couches les plus profondes et distribuant la chaleur dans les océans.

La vie 

La vie influe sur le climat en participant au cycle du carbone , au cycle de l’eau et à des mécanismes naturels tels que: l’ albédo , l’ évaporation totale , la formation des nuages et l’ altération . Un exemple de la manière dont la vie a précédemment influencé la formation du climat pourrait être: l’ épuisementcausé par le développement de la photosynthèse de l’oxygène il y a 2,3 milliards d’années, ou l’épuisement connu des anciens dépôts de plantes vasculaires terrestres résistantes à la pourriture (formation de charbon ) 300 il y a des millions d’années, ou la fin du maximum thermique du Paléocène supérieurIl y a 55 millions d’années, en raison de la prolifération du phytoplancton marin ou du renversement du réchauffement climatique il y a 49 millions d’années, causée par la floraison de l’azole arctique et le refroidissement global provoqués il y a plus de 40 millions d’années par la propagation des écosystèmes céréaliers .

Facteurs externes 

Changements en orbite

De petites déviations de l’orbite terrestre entraînent des changements dans la distribution saisonnière de la lumière solaire atteignant la surface de la Terre et sa distribution sur la planète. Il y a très peu de changement dans la répartition de la lumière solaire par la superficie moyenne, mais de fortes variations dans la répartition géographique et saisonnière sont possibles. Il existe trois types de changement d’orbite: l’excentricité de la Terre, l’angle de rotation de la Terre et la précession de la Terre. Pris ensemble, ils représentent les cycles de Milankovich et ont un fort impact sur le climat, manifesté en corrélation avec les périodes glaciaires et interglaciaires, avec l’apparition et le retrait du Sahara, et reflété dans les enregistrements stratigraphiques.

Le GIEC note que les cycles de Milankovich ont été la force motrice des cycles de la glaciation, les émissions de dioxyde de carbone ont varié en fonction du changement de température « avec un retard de plusieurs centaines d’années » et, en réaction inverse aux modifications de la concentration de CO2, une augmentation de la température a changé. Le changement de température dans les profondeurs océaniques est retardé dans le temps (inertie thermique). Avec la modification de la température de la mer dans l’océan, la solubilité du dioxyde de carbone change également.

Rayonnement solaire 

Le soleil est la source d’énergie la plus importante sur Terre. On sait que le climat mondial est affecté par les fluctuations à long terme et à court terme de l’activité solaire.

Il y a environ 3 ou 4 milliards d’années, le soleil n’émettait que 70% de sa puissance actuelle. Si la composition de l’atmosphère était la même qu’aujourd’hui, il n’y aurait absolument aucune eau sur le sol à l’état liquide. Cependant, il y a des signes de la présence d’eau dans les premiers stades de la formation de la terre, à l’époque des siècles Hadès et Archéen, qui ont donné lieu au prétendu paradoxe du jeune soleil faible. Les hypothèses avancées pour résoudre ce paradoxe reposent sur le fait que l’atmosphère de la Terre à l’époque était très différente de celle d’aujourd’hui et présentait une concentration de gaz à effet de serre beaucoup plus élevée. Au cours des 4 milliards d’années à venir, l’intensité du rayonnement solaire a augmenté et la composition de l’atmosphère a changé. La transformation la plus importante a été la catastrophe due à l’oxygène – la saturation en oxygène survenue il y a environ 2,4 milliards d’années. Au cours des 5 milliards d’années à venir, le soleil mourra enfin: il deviendra d’abord un géant rouge, puis un nain blanc. Ces processus auront des conséquences énormes sur le climat de la Terre, car pendant la phase de la géante rouge, la mort de toute forme de vie ayant survécu est possible.

Le rayonnement solaire change également à court terme, en émettant un cycle solaire de 11 ans et d’autres modulations plus longues. Les fluctuations de l’activité solaire seraient à l’origine du petit âge glaciaire et du réchauffement climatique qui se sont produits en 1900-1950. La nature cyclique de l’activité solaire n’a pas encore été pleinement comprise; c’est différent des lents changements qui accompagnent le développement et le vieillissement du soleil. Des études montrent que la variabilité solaire a déjà des conséquences, telles que le minimum de Maunder, qui s’est produit de 1645 à 1715 de notre ère. Colombie-Britannique, un âge de glace partiellement petit de 1550-1850 après JC. cela a été marqué par un refroidissement relatif et un givrage important par rapport aux siècles précédents et suivants. Certaines études indiquent que le rayonnement solaire augmente à cause de l’activité cyclique des taches solaires,

Il est intéressant de noter que l’étude de 2010 suggère « que les effets de la variabilité solaire sur la température de toute l’atmosphère pourraient être l’inverse de ce qui est actuellement prévu ».

Dans un communiqué de presse publié en août 2011, le CERN a publié les premiers résultats de ses expériences CLOUD dans la revue Nature. Les résultats montrent que l’ionisation par les rayons cosmiques améliore considérablement la formation de composés aérosols contenant de l’acide sulfurique et de l’eau, mais que dans la basse atmosphère, où de l’ammoniac devrait également être présent, cette condition n’est pas suffisante pour la formation d’aérosols et que des résidus d’évaporation supplémentaires doivent être formés. La prochaine étape consiste à étudier ces résidus d’évaporation, en particulier pour en déterminer l’origine: qu’ils soient d’origine humaine ou naturelle.

Volcanisme 

Les éruptions volcaniques libèrent des aérosols et des gaz dans l’atmosphère. Les éruptions puissantes pouvant affecter le climat se produisent en moyenne plusieurs fois tous les 100 ans et provoquent un refroidissement (bloquant partiellement la transmission du rayonnement solaire à la surface de la Terre) pendant plusieurs années.

Par exemple, l’éruption du volcan Pinatubo en 1991, la deuxième plus grande éruption terrestre du XXe siècle (après l’éruption du volcan Novarupta en 1912), a eu un impact significatif sur le climat. La température globale a chuté d’environ 0,5 ° C (0,9 ° F). L’éruption du volcan Tambora en 1815 a provoqué l’Année sans été. Les éruptions géantes qui forment les plus grandes provinces magmatiques ne se produisent que quelques fois en cent millions d’années, mais elles peuvent provoquer un réchauffement de la planète et une extinction d’espèces.

Les volcans font partie du cycle géochimique du carbone. Pendant de nombreuses périodes géologiques, ils ont libéré du dioxyde de carbone de la croûte et du manteau de la Terre, empêchant ainsi l’absorption des roches sédimentaires et d’autres puits de carbone géologiques. Toutefois, cette contribution n’est pas comparable en termes d’émissions de dioxyde de carbone anthropiques, estimées par le US Geological Survey à 100 à 300 fois la quantité de CO2 émise par les volcans. Selon des études publiées, la quantité annuelle d’émissions volcaniques de dioxyde de carbone, y compris les émissions provenant des dorsales océaniques, des arcs volcaniques et des volcans actifs, représente environ 3 à 5 jours d’émissions anthropiques. Les émissions anthropiques annuelles peuvent être beaucoup plus élevées que les émissions de super-éruption,

Bien que les volcans fassent formellement partie de la lithosphère, qui fait elle-même partie du système climatique, le GIEC définit le volcanisme comme un facteur externe.

Tectonique des plaques lithosphériques 

Depuis des millions d’années, les plaques tectoniques se déplacent pour former un espace terrestre et océanique et créer un relief. Elle peut affecter les conditions climatiques globales et locales ainsi que la circulation entre l’atmosphère et l’océan.

La position des continents détermine la géométrie des océans et influence donc le schéma de la circulation océanique. La localisation des mers joue un rôle important dans la répartition de la chaleur et de l’humidité dans le monde entier, affectant ainsi le climat mondial. Le dernier exemple d’influence tectonique sur la circulation océanique est la formation de l’isthme de Panama il y a environ 5 millions d’années, ouvrant ainsi la voie au mélange direct des océans Atlantique et Pacifique. Cela a grandement influencé la dynamique de l’océan, la formation du Gulf Stream et éventuellement la couverture de glace de l’hémisphère Nord. Au cours de la période charnière, il y a environ 300 à 360 millions d’années, la tectonique des plaques pourrait avoir causé des dépôts de carbone à grande échelle et une glaciation accrue. Les données géologiques indiquent une circulation « puissante de mousson » pendant l’existence du supercontinent de Pangea,

La taille des continents est également importante. En raison de l’effet stabilisateur des océans sur la température, les fluctuations annuelles de la température sont généralement moins importantes dans les zones côtières qu’à l’intérieur des terres. Un supercontinent plus grand aura ainsi une plus grande surface où le climat aura une saison plus saisonnière que plusieurs petits continents ou îles.

Effets anthropiques sur le changement climatique

Dans le contexte du changement climatique, les facteurs anthropiques sont des activités humaines ayant un impact sur le climat. Le consensus scientifique sur le changement climatique est que « le climat est en train de changer et que ces changements sont, dans la plupart des cas, causés par l’activité humaine » et qu’ils sont « en grande partie irréversibles ».

Parmi les facteurs anthropiques, la plus grande préoccupation est l’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone résultant des émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles, suivie des aérosols (particules en suspension dans l’atmosphère) et du dioxyde de carbone émis lors de la production de ciment. D’autres facteurs sont également préoccupants, tels que l’utilisation des sols, l’appauvrissement de la couche d’ozone, l’élevage du bétail, la déforestation, individuellement ou en combinaison avec d’autres facteurs affectant le climat, le microclimat et le climat.

Crise énergétique

Crise énergétique

La crise énergétique est un phénomène qui se produit lorsque la demande de vecteurs énergétiques est beaucoup plus élevée que leur offre. Ses causes peuvent être dans les domaines de la logistique, de la politique ou des pénuries physiques (voir pic pétrolier ). Crises énergétiques 

Le dévelopement énergetique

Le dévelopement énergetique

Le développement énergétique regroupe les efforts visant à fournir des sources d’ énergie primaire adéquates et des formes d’énergie secondaire répondant aux besoins de la société. Cela comprend les efforts fournis pour la production de sources d’énergie conventionnelles, alternatives et renouvelables , ainsi que pour