Un nouveau type d’aimant ouvre la voie à… la fusion nucléaire (mais prudence)
Le 20 septembre 2021 à 07h41
2 min
Sciences et espace
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L’annonce a été faite la semaine dernière par le MIT (Massachusetts Institute of Technology). France Info revient sur cette avancée technologique avec une interview de Mathilde Fontez, rédactrice en chef du nouveau magazine Epsiloon lancé par des anciens de Sciences & Vie.
Elle explique que « les chercheurs ont réussi à produire un champ magnétique de 20 Tesla. Alors 20 Tesla, ça n’évoque rien… Mais c’est énorme. C’est un million de fois le champ magnétique de la Terre ». Elle ajoute que l’objectif est de « révolutionner totalement la production d’énergie en rendant enfin possible la fusion nucléaire ».
La fusion nucléaire est un vieux serpent de mer (qui promet monts et merveilles en matière de production d’énergie) dont on parle depuis des années, mais qui « n’a jamais allumé une ampoule ». Face à cette annonce, il convient donc d’être prudent sur les débouchés potentiels… comme toujours en science.
Le 20 septembre 2021 à 07h41
Commentaires (57)
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Abonnez-vousLe 20/09/2021 à 08h28
Et dire que celui qui vient d’arriver à Cadaraches fait 13 Tesla, ça fait un sacré bond quand même !
Le 20/09/2021 à 08h45
surtout pour une consommation de 30 watts !!
Est ce que ce la veut dire que les aimants d’ITER sont obso ?
Le 20/09/2021 à 09h00
Ouaip. Ceci est une révolution. Il faut tout racheter.
Le 20/09/2021 à 09h05
Tu peux nous donner ta source ? Je pense qu’il y a un problème quelque part parce que si tu peux faire 20 Tesla pour 30 Watt, on a un moyen de créer de l’énergie a l’infini.
Le 20/09/2021 à 09h11
https://www.01net.com/actualites/le-mit-a-peut-etre-resolu-le-principal-frein-au-developpement-des-reacteurs-a-fusion-nucleaire-2048069.html
Le 20/09/2021 à 09h31
L’article que tu pointes avance effectivement 30 W de conso. Mais les sources citées par ce même article n’évoquent nulle part un quelconque chiffre de consommation. D’où sortent-il ces 30 W ?
Le 20/09/2021 à 09h43
je ne sais pas, il va falloir creuser le sujet.
Le 20/09/2021 à 09h16
J’aimerais bien que tu m’expliques comment tu crées de l’énergie à l’infini avec un simple champ magnétique (qu’il fasse 20 T et consomme 30 W importe peu, d’ailleurs).
Le 20/09/2021 à 09h08
J’espère bien voir une application concrète de mon vivant, ça ouvrirait la voix à plein d’application, notamment le spatial !
Le 20/09/2021 à 11h12
Faut savoir tourner la page : c’est has been le naquada, depuis les réacteurs au naquadria sont bien meilleurs.
Le 21/09/2021 à 14h09
ça reste un peu instable quand même !
Le 20/09/2021 à 13h18
Vous avez loupé l’arrivée des E2PZ ?
Le 20/09/2021 à 13h37
Ouai, mais en faisant joujou avec le vide, qu’est ce tu feras si ça se passe mal et que tu déclenches un “false vacuum decay” ? Comment vas tu expliquer que tu viens d’appuyer sur le bouton “delete all” de l’Univers ?
Bon, OK, tu ne seras peut-être plus là pour l’expliquer et que de toutes façon, personne ne le saura, n’importe qui sera anéanti avant même d’être au courant de quoi que ce soit.
Le 22/09/2021 à 08h25
Ooups. C’est malin, maintenant il va falloir que je me remate les séries une 114e fois
Le 20/09/2021 à 09h11
Enfin des magnets qui tiennent sur la porte du frigo.
Le 20/09/2021 à 17h01
Le 20/09/2021 à 20h00
Sur ma porte blindée à l’ intérieur j’ ai un sac de course grande taille comme ceux échangeable à vie à Carrefour accroché à un aimant doté d’ un crochet 3 cm max capable de tenir une charge de 9 kilos.
Blindé de bocaus en verre pour emplir la poubelle de recyclage, il ne décroche pas.
Pour retirer cet aimant, il faut que je me serve de mes deux mains tellement la puissance d’ attraction est forte.
La techno de fabrication des aimants a nettement évolué et maintenant il existe même des aimants en vente tellement puissants qu’ ils sont accompagnés d’ avertissement de danger dans le cas où l’ utilisateur aurait la mauvaie idée de se placer entre celui ci et une surface ferreuse..
Le 21/09/2021 à 06h31
J’en ai acheté un comme ça, j’étais arrivé sur le parking, il a attiré la voiture et je me la suis prise dans la gueule
Le 23/09/2021 à 20h55
Moi, ma mère, mon père, ma soeur dans un taxi.
Montagnes andalouses dans un taxi en descente.
Le taxiste qui nous a pris à la gare de Ronda tient son pied sur le frein dans une descente de montagne jusqu’ à ce que son véhicule s’ arrête.
Il met la boite de vitesse au point mort.
On entend tous les 5 rien d’ autre au milieu de la route que le moteur qui tourne au ralenti dans un silence total, celui de la montagne.
Il retire son pied du frein et nous observons le véhicule dans un silence total remonter la pente en marche arrière sans bruit et sans l’ aide d’ aucun moteur.
2 Tonnes qui montent une côte sans bruit ……
La surprise est de taille surtout que le véhicule commence à remonter la pente en marche arrière de plus en plus vite : il accélère & c’ est très perceptible.
Le taxiste doit presser la pédale de frein pour arrêter le véhicule.
Il voulait nous montrer à nous touristes ce phénomène.
Cela se passait dans la montagne de Ronda en Andalousie.
L’ explication donnée est l’ existence d’ une mine de magnétite dans la montagne.
Et c’ est là qu’ on apprend qu’ on ne sait rien sur rien et surtout qu’ on peut toujours être le con d’ un autre.
Le 21/09/2021 à 09h11
Les aimants au néodyme sont en effet beaucoup plus puissants que leurs ancêtres en ferrites…
.
Par contre il faut faire attention, ça m’est arrivé d’en casser à cause du choc lorsqu’ils s’attirent entre eux.
Et il faut la bonne technique pour les séparer
Le 20/09/2021 à 09h17
Edit: OK, les 30 watts… c’est la consommation du petit modèle de démonstration.
Le 20/09/2021 à 10h10
L’aimant en lui même consomme peut-être 30w, mais comme il en faut 100 000 sur tout le pourtour de l’anneau de confinement du plasma, on consomme quand même un peu au final.
Le 20/09/2021 à 10h12
Railgun ?
Le 20/09/2021 à 10h19
Apparemment on parle de 30 watts car c’est un aimant supra conducteur. Maintenir une charge inductive supra conductrice ne consomme presque rien (par contre l’infrastructure pour la maintenir supra conductrice va consommer pas mal…) : tout le courant renvoyé est “récupéré à la source” si je puis dire, plutôt que dissipé en chaleur. On peut donc envoyer des milliers d’ampères sans perte, j’imagine que c’est de là que vient le chiffre de 30 watts.
C’est en comparaison avec des aimants traditionnels, où il y a beaucoup de pertes dues à la résistance (quand on envoie 3000 ampères dans du cuivre, ben ça chauffe).
Mais difficile de trouver une source concrète sur la provenance précise des chiffres, et ça ressembel un peu à une comparaison entre des pommes et de poires…
Le 20/09/2021 à 10h32
ITER déjà largué avant d’être allumé?
Le 20/09/2021 à 10h59
ITER est avant tout un projet de démonstration, de développement de techniques industrielles, de recherche d’écueils, …
Il n’a jamais été destiné à être rentable.
Le 20/09/2021 à 15h22
Oui je trollais un peu sur ITER au début, bien sûr ça a toujours un intérêt scientifique et technique, mais il faut admettre que depuis le retrait des Américains du projet, c’est un peu la course à celui qui ira le plus vite entre eux et les pays qui se sont associés sur ITER. Surtout que les Américains se sont justement retirés parce qu’ils ne croyaient pas en l’intérêt d’un projet à grande échelle comme ITER mais plutôt à une multiplicité de projets à plus petite échelle (comme celui du MIT justement) pour avancer vers la fusion.
Donc là USA 1 - consortium ITER 0 (voir -1 à cause du retard
)
Le 20/09/2021 à 16h03
Sauf que si les américains se sont bien retirés du projet pendant un temps, ils y sont revenus depuis.
D’ailleurs, ils viennent de livrer un aimant :
YouTube
Le 23/09/2021 à 11h00
La version officielle était qu’ils ne croyaient pas en un projet gargantuesque comme Iter. Après est-ce que c’est vraiment la principale raison et pourquoi ils sont revenus je ne sais pas…
Ce qui est sûr c’est qu’ils n’avaient pas tort au départ vu ce que fait le MIT actuellement et le NIF en Californie en fusion inertielle
Le 20/09/2021 à 16h43
J’ignore les tenants et aboutissants de pourquoi les Americains ont quitté le projet puis y sont revenu. Question de politique, diplomatie, espionnage, intérêt dans le projet ?
Par contre, je ne mettrais pas -1 pour ITER. Pour moi la balle est au centre (0-0). La raison est qu’ITER n’est que la partie visible pour le grand public/industrie d’installation plus modestes qui ont lieu dans les labos de recherches en France (à l’X par exemple ou Bordeaux [A vérifier pour l’installation MegaJoule]) ou en Suisse (EPFL) et d’autres ailleurs dans le monde. Et le projet ITER a l’avantage de mettre à contribution les savoirs et compétences scientifiques de nombreux pays réduisant le coût (certes colossale du projet) mais aussi l’utilisation d’infrastructure coûteuse comme les supercalculateurs ou des instruments de mesures eux aussi coûteux.
A voir dans la suite. Mais si la découverte du MIT s’avère fonctionnelle pour ITER (et de manière générale pour le confinement magnétique), ça sera un petit pas en avant.
Le 20/09/2021 à 11h03
Ce n’est pas forcément un vieux serpent de mer. Sur le papier la fusion fonctionne sauf qu’il manque justement des aimants suffisamment puissants. C’est le principal problème.
La supraconductivité haute température est vraiment un phénomène physique qui, si on le comprend et le maitrise, ouvrira les portes de multiples bonds technologiques notamment dans le domaine la fusion.
Le 20/09/2021 à 11h47
Pourquoi seulement parler de la fusion, un aimant comme ça sa peut servir à plein de chose
Pour la médecine, pour des moteurs électriques plus compact…
C’est à base de supra-conducteur, mais il faut voir :
https://news.mit.edu/2021/MIT-CFS-major-advance-toward-fusion-energy-0908
Le 20/09/2021 à 12h45
Bon courage pour décoller ton frigo de l’amas formé par toutes les voitures du quartier et du TGV qui passait pas loin.
Le 20/09/2021 à 12h54
La fusion nucléaire, on sait faire. On sait déjà générer de l’énergie avec. Le problème, c’est qu’il faut beaucoup plus d’énergie pour faire tourner le réacteur, que ce que l’on arrive à récupérer à la sortie.
ITER lui même n’aura pas un bilan énergétique positif. C’est un démonstrateur grandeur nature de technologies industrielles.
Du coup, oui, si on arrivait à faire tourner un réacteur à fusion pour 30 W, ouais, ça donnerait la possibilité d’une énergie (pseudo) infinie.
Mais très clairement, ce n’est pas le cas encore.
Le 20/09/2021 à 13h11
Attention, 30W c’est la consommation de la bobine seule. Mais dans un aimant supraconducteur, ce qui consomme, c’est le groupe de froid, pas la bobine. Bon, ok, là dans le cadre de cette annonce, c’est de la supraconductivité à haute température, c’est-à-dire à -250°C au lieu de -270°C. Ça relativise.
Par ailleurs tu fais erreur quand tu dis qu’Iter n’est pas censé avoir un bilan énergétique positif. Ça fait partie des objectifs, même si on est bien d’accord, ça reste un démonstrateur et non une centrale électrique.
Le 20/09/2021 à 13h10
L’article du MIT, cité comme source par 01net, ne parle absolument pas de 30w. Mais c’est impossible, ce serait transgresser les lois de la physique. bah ce n’est pas la première fois qu’un virgule ou un zéro saute dans un résultat.
Le 20/09/2021 à 13h29
En soit, iun aimant permanent au néodyme génère bien un champs magnétique de l’ordre du tesla (voir section exemples) et ce, sans avoir besoin d’une quelconque source d’énergie.
Il me semble que dans le cas d’un électro-aimant, c’est seulement le déplacement des électrons dans une bobine qui produit le champs. Si la résistance de la bobine est nul, l’électroaimant ne consomme rien. C’est pour ça que l’on cherche à utiliser la supraconductivité dans ce genre d’appareil.
Le 20/09/2021 à 13h22
Elle va avoir du couple la trottinette électrique (à fusion nucléraire)
Le 20/09/2021 à 13h24
My bad, oui. Mais bon, atteindre Q=10, c’est pas encore industrialisable.
Le 20/09/2021 à 14h07
Une fois ça régler, les questions de chauffage du plasma, de confinement et de turbulences du plasma (et leurs couplages non-linéaires entre eux) reste encore d’actualité. Et c’est d’ailleurs l’un des but d’ITER, pouvoir évaluer/mesurer ces phénomènes afin de mieux les comprendre et les modéliser.
Le 20/09/2021 à 14h25
Avec un champs magnétique constant, en effet, tu ne peux pas. Mais avec des électro-aimant qui consommeraient moins que l’énergie de déplacement qu’ils génerent, c’est plutôt simple. Une solution utlra-basique serait de déplacer un objet métallique dans un rail avec à chaque bout un de ces électroaimants magiques. En activant alternativement un électroaimant puis l’autre l’objet va faire des mouvements de va et vient dans le rail qu’il sera facile de transformer en mouvement de roue (comme pour la machine a vapeur) puis en électricité. Avec la puissance colossale que représente 20 Tesla, la force générée par le déplacement de l’objet métallique exploserait largement les 30W.
Évidement la loi de conservation de l’énergie interdit ce genre de chose, c’est pour ça que je suis a peu près sur qu’il y a une erreur quelque part.
Le 20/09/2021 à 14h46
Tu fais quelques erreurs de raisonnement. Le champ magnétique induit par un solénoïde est B=N x I, avec N le nombre de spire. Ça ne dépend donc que de l’intensité. Comme P=R x I^2, tu vois bien que pour une puissance cible voulue, il suffit de diminuer la résistance pour obtenir une intensité arbitrairement grande, et donc un champ magnétique arbitrairement grand. Et les supraconducteurs nous permettent justement de baisser cette résistance.
Où est l’arnaque et pourquoi ça ne marche pas pour faire un mouvement perpétuel ? Tout simplement parce que tout ça ne marche qu’en régime permanent (sinon l’impédance est un poil plus compliquée, et on n’a pas P=R x I^2). Pour schématiser, en régime transitoire à la mise en route du système, l’électro-aimant transforme de l’énergie électrique en énergie magnétique qu’il “stocke” jusqu’à arriver à son champ magnétique nominal ; si un objet rentre dans le système et se fait attirer par l’aimant, alors il transforme une partie de cette énergie magnétique en énergie mécanique.
Pour moi, un électro-aimant à supraconducteur qui consomme 30W pour 20T, ça peut être parfaitement plausible (difficile en pratique, mais autorisé par la théorie), mais ce n’est valable qu’en régime permanent. Après il y a bien sûr le régime transitoire qui bouffe de l’énergie, beaucoup d’énergie, et il ne faut pas oublier le système de refroidissement phénoménal pour atteindre -250°C.
Pour te faire une idée, imagine qu’un aimant permanent ne consomme aucune énergie, ce qui ne l’empêche pas d’avoir un champ magnétique. Il n’a juste, comme son nom l’indique, qu’un régime permanent, et pas de régime transitoire.
Le 21/09/2021 à 10h55
pure spéculation de ma part, mais dans le système de “piston” avec les deux électroaimants est-ce que le fait qu’il y ait qqch à déplacer (et surtout si c’est relié à une roue ou autre truc du genre donc y’a pas que le poids du “piston” à déplacer) ne va pas perturber le champ généré et en cascade aboutir à une résistance dans la bobine, et donc une consommation supérieure à 30w ?
je me dit que ça peut être simple à vérifier : une tige dans une bobine, si on bouge la tige à l’inverse de ce que la bobine veut faire, est-ce qu’on a pas des changements dans les A et/ou V qu’on va mesurer ?
bon y’a peut-être des choses qui changent avec des supraconducteurs à -250, mais je me dit que ça serait “trop simple” pour avoir une énergie mécanique phénoménale pour “juste 30w”
Le 21/09/2021 à 11h43
Il n’y a pas à spéculer, les lois de l’électromagnétisme sont bien connues depuis Maxwell. En régime permanent, l’électroaimant a sa consommation nominale qui suit la loi d’Ohm. Point. En régime transitoire, c’est un peu plus le bazar. Et en effet, dès que tu déplaces un corps métallique dans un champ magnétique, tu repars dans un régime transitoire ; il y a bien entendu les effets d’induction qui rentrent en jeu, mais c’est un peu compliqué à calculer du simple fait que le truc métallique qui se déplace sera alors lui-même parcouru de courants de Foucault.
Pour tous ceux qui sont passés par la prépa, ça doit rappeler quelques souvenirs de khôlles de physique…
Le 21/09/2021 à 11h51
ok, c’est donc déjà ce que tu disais en parlant de régime transitoire, ça concernait aussi le fait d’avoir un “piston” déplacé par le champ magnétique, je pensais que ça faisait uniquement référence au fait d’allumer et éteindre successivement les deux électroaimants :)
Le 21/09/2021 à 11h56
Le truc contre-intuitif des bobines, c’est qu’elles ne s’opposent pas (en théorie) au passage du courant, mais au changement d’intensité (réactance, inductance, impédance et autres gros mots en “ance”).
En gros, tu as un pic de consommation au moment où tu “allumes” l’électro-aimant, pas nécessairement pendant que tu l’ “utilises” (et c’est pour ça que les plombs sautent au moment où on allume l’aspirateur, pas en plein milieu du tapis…)
Le 20/09/2021 à 20h08
qui a rédigé ce dernier paragraphe
Le 20/09/2021 à 20h32
Enfin des porte de frigo qui tiennent aux magnets ?
Le 20/09/2021 à 23h55
Rien de mieux qu’un générateur à énergie du vide.
Le 21/09/2021 à 07h13
Le 21/09/2021 à 17h44
J’étais plus en étant d’en prendre
Le 21/09/2021 à 13h54
j’aurai pas forcément dit “contre intuitif” vu que j’avais pas forcément d’intuition précise
je savais que les moteurs “provoquaient” un pic de conso au démarrage, mais j’avoue que j’avais pas forcément fait le lien avec les bobines et leur opposition au changement d’intensité
mais merci pour les précisions que les bobines s’opposent au changement d’intensité plus qu’au passage du courant lui-même, j’avais jamais vraiment pigé l’utilité des bobines seules (hors transfo et électroaimant)
Le 21/09/2021 à 14h20
A y réfléchir, ce n’est pas le moteur électrique de l’aspirateur qui est un bon exemple (la c’est plutôt le fait que le rotor ne bouge pas encore)… Mais la bobine d’allumage dans un moteur à essence est encore plus emblématique. Le rupteur coupe brutalement le passage du courant, la bobine n’est pas d’accord en envoie une tension de malade dans les bougies.
Le 21/09/2021 à 14h26
aaahhh
merci
(c’est pas plutôt la “tête de delco” et pas le rupteur qui coupe brutalement ?)
j’avais jamais pigé en quoi une bobine permettait l’allumage des bougies, maintenant je percute
et du coup je fais le lien avec les bobines tesla (enfin je suppose qu’il y a un principe similaire qui entre en jeu)
Le 21/09/2021 à 14h33
Le delco distribue vers chacune des bougies en séquence, on l’appelle aussi distributeur. Le rupteur comme son nom l’indique, provoque la rupture du courant (on l’appelle aussi vis platinées). Je connais mal le fonctionnement des bobines de Tesla, mais y’a des chances, oui.
Edit : wikipedia is your friend : dans le delco il y a le distributeur et le rupteur… On avait tous les deux presque raison !
Le 21/09/2021 à 15h15
lol, bon à savoir
en fait quand j’entends “rupteur” à propos d’un moteur thermique je pense au système qui “limite” le nombre de tour par minute
quoique, c’est peut-être un effet de bord, si le rupteur n’a pas le temps d’alimenter suffisamment la bobine car il tourne trop vite, celle ci n’a pas assez d’énergie pour déclencher l’étincelle donc le moteur ne peut pas accélérer encore
lol, comment dériver sur les bagnoles en partant de fusion nucléaire :/
Le 21/09/2021 à 15h57
Hmmm de fait il y a des systèmes centrifuges qui coupent complètement l’allumage à haut régime, un peu comme les régulateurs rotatifs sur les machines à vapeur. Je ne sais pas s’ils ré-utilisent le rupteur pour ça, ou encore un autre mécanisme.