La fusion nucléaire

C'est la fusion nucléaire qui fait briller les étoiles dans le ciel. C'est encore elle qui permet au Soleil de nous chauffer et nous éclairer.... gratuitement !

Qu'est-ce-qu'une fusion nucléaire?
Rappelons qu'un atome est constitué d'un noyau avec des électrons tout autour. Un noyau est d'autant plus lourd qu'il contient de protons et de neutrons.
Une fusion nucléaire est, en quelque sorte, le contraire d'une fission nucléaire (que j'ai expliquée dans mon précédent article) : dans cette dernière, des noyaux lourds sont cassés en noyaux plus légers, alors que dans une fusion nucléaire ce sont des noyaux très légers qui fusionnent à très haute température pour former des noyaux plus lourds.

La fusion nucléaire au coeur des étoiles
Les réactions chimiques sont très complexes, globalement au coeur des étoiles les noyaux d'hydrogène très légers (chacun d'eux est formé d'un seul proton) fusionnent à très haute température (plusieurs millions de degrés) pour donner des noyaux plus lourds d'hélium (chacun d'eux contient 2 protons et 2 neutrons).
La masse totale des noyaux d'hélium obtenus étant inférieure à celle des noyaux d'hydrogène en fusion,  la différence de masse m est transformée en une énergie considérable E suivant la formule d'Einstein bien connue E=m c², c étant la vitesse de la lumière.

La fusion nucléaire au coeur du Soleil
Comme toutes les étoiles, notre étoile le Soleil est le siège de la fusion nucléaire précédente.
Chaque seconde le Soleil consomme 700 millions de tonnes d'hydrogène qui fusionnent pour donner  695 millions de tonnes d'hélium. Mais qu'est devenue la différence perdue, soit 5 millions de tonnes?

" Elémentaire, mon cher Watson, dirait Sherlock Holmes, elle s'est convertie en énergie par la formule magique   E=m c²  " .

C'est cette énergie qui nous chauffe et nous éclaire et cela pendant encore 4 milliards et demi d'années... environ !

La bombe H 
C'est la fusion de deux noyaux d'isotopes de l'hydrogène, le deutérium et le tritium, à très haute température, qui donne un noyau d'hélium avec un dégagement énorme d'énergie beaucoup plus grande que la bombe A (plus de 1000 fois). Mais comment obtenir cette très haute température nécessaire à la fusion du deutérium et du tritium?

On utilise une bombe A qui sert d'allumette dont l'explosion permet de chauffer le combustible deutérium / tritium. C'est pourquoi la bombe H classique est composée de deux étages : un étage contient une bombe A et l'autre le combustible de fusion deutérium / tritium.

Fort heureusement la bombe H n'a jamais été utilisée dans une guerre pour détruire une population mais seulement à titre expérimental, explosant dans l'Océan Pacifique ou dans le désert, et provoquée par certains pays voulant montrer leur force, leurs "biceps" : les Etats Unis, la Russie, le Royaume-Uni, la Chine et la France.

Le projet ITER
Comment maîtriser, contrôler, entretenir la fusion nucléaire précédente sans en faire une bombe? C'est le projet ITER (initiales de International Thermonuclear Experimental Reactor) dont le but est de construire un réacteur à fusion nucléaire et non plus à fission nucléaire (voir mon article précédent sur la fission nucléaire). Nous cherchons la domestication sur Terre de l'énergie telle qu'elle est produite au sein des étoiles comme le Soleil.
Après des années d'interminables négociations, un accord international est conclu pour réaliser finalement ce projet ITER à Cadarache en France.
Les travaux sont en cours et seront peut-être terminés en 2020 ou plus tard encore, le budget actuellement de 10 milliards d'euros avancés par divers pays va probablement être doublé! Souhaitons que ce programme ambitieux et controversé aboutisse.
En tout cas, son utilité aujourd'hui est de procurer beaucoup d'emplois. On peut aussi visiter le chantier par petits groupes conduits en bus, comme cela se fait pour visiter le CERN. Ces visites sont très instructives.

Remarques
Les cinq pays possédant la bombe H (voir plus haut) sont les cinq membres permanents du Conseil de  Sécurité de l'ONU. Ils ont signé le TNP (Traité sur la Non Prolifération des armes nucléaires) et veillent à son application dans les autres pays.

Officiellement l'Inde, le Pakistan, Israël, la Corée du Nord ne possèdent pas la bombe H mais des armes à fission nucléaire. D'autres pays (comme l'Iran) préparent en secret ces armes nucléaires.

Il y a bien eu aussi des "armes de destruction massive" biologiques et nucléaires en Irak dénoncées par Colin Powell, secrétaire d'état sous la présidence de George W. Bush, mais ce fut une supercherie mémorable!! dans le but de faire la guerre en Irak pour éliminer Saddam Hussein. Conséquence : une nouvelle guerre  est alors apparue, comme une revanche, celle engagée par l'Etat  Islamique organisation djihadiste.... de "destruction massive" bien réelle cette fois!