L’énergie, c’est quoi ?

Venu du grec, énergie signifie  « force en action ». Ainsi, une matière ou une force naturelle dont on modifie l’état primordial a la capacité de réagir,  de produire un travail qui génère chaleur, lumière, mouvement, etc. Cette réaction répond  à un principe de physique parfaitement connu. Cependant, si le propre d'une réaction chimique est de conserver tous ses éléments, une réaction nucléaire, elle, les transforme. Et les transforme en une énergie. Une « force en action ».

C’est l’origine de cette même « force en action » qui qualifie l’énergie. On parle alors d’énergie  fossile*, solaire, éolienne, hydraulique, nucléaire, etc.

En ce qui concerne l'énergie nucléaire, nous connaissons  deux sortes de production : la fission et la fusion.

La France est majoritairement productrice d’électricité due à la  fission nucléaire (nucleus = noyau) suivant le principe que la rupture du noyau d’un atome dégage une énergie productrice de chaleur, récupérée pour être elle-même transformée en électricité.

La réaction ne se fait spontanément que si les noyaux atomiques des produits utilisés  sont radioactifs. **

Dans les centrales, ce sont des noyaux lourds d'atomes d’uranium 235 ou de plutonium 239 qui, fissurés par des bombardements de neutrons, se divisent chacun en 2 noyaux plus petits et, comme la chaleur engendrée dégage d’autres neutrons, ceux-ci fissurent d’autres noyaux d’uranium qui se divisent à nouveau. C'est alors une réaction en chaine qui s'amorce spontanément. D'où une chaleur considérable ***.

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Fission nucléaire. Image : irsn.fr

Au contact de l’eau, cette chaleur intense crée de la vapeur. Celle-ci actionne des turbines en lien avec un alternateur qui transforme l’énergie mécanique induite en électricité dite nucléaire dont le problème réside ensuite dans l’évacuation des déchets radioactifs. 

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Réacteur nucléaire. Image : irsn.fr

Quant à la seconde production énergétique, dite de fusion nucléaire, elle est « naturelle » puisque produite à l’intérieur même des étoiles, et notamment du soleil, ou fusionnent naturellement des noyaux atomiques. Cela dégage  l’importante énergie distribuée sur la terre : chaleur et lumière qu’il s’agit ensuite de savoir utiliser telles qu’elles nous sont données. D'où l'utilisation des panneaux photo-voltaïques, dits panneaux solaires.

En ce qui est de créer une énergie nucléaire par fusion, analogue à celle produite à l'intérieur du soleil, il nous faudra encore de nombreuses années de recherche et d’expérimentation, déjà bien avancée mais pas encore opérationnelle pour être efficiente. 

A l’intérieur des étoiles, où règne une température de plusieurs millions de degrés,  on sait que se rapprochent spontanément  deux atomes d’hydrogène, le deutérium et le tritium. 

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Schéma fusion nucléaire. Image : irsn.fr

Or, ce ne sont pas des noyaux lourds et leur rapprochement, appelé  fusion, les rend instables. C'est seulement lorsqu'ils  rejettent un neutron et un atome d’hélium qu'ils se  stabilisent au profit d’un important dégagement d’énergie. Et c'est ce processus énergétique que nous prévoyons de reproduire dans les centrales nucléaires à fusion. 

* Les énergies fossiles viennent du charbon, du bois ou du pétrole. Elles feront l’objet du prochain article.

** Un noyau est dit « lourd » quand il appartient à un atome dont le numéro est supérieur à 83. En effet, au-delà de ce chiffre, le noyau de cet atome contient beaucoup de protons, ce qui augmente considérablement sa force de répulsion. A partir de là, le produit auquel il appartient est dit radioactif.  

*** Ce principe a été utilisé pour générer les premières bombes nucléaires.

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