Insaisissable Graal

Jean-Louis Bobin

Description

Dès l’invention des lasers au début des années 1960, l’application à la fusion nucléaire a été envisagée dans tous les pays développés. Des recherches furent entreprises en même temps que s’amélioraient les performances des lasers. En France, l’étude des plasmas créés par laser en vue de la fusion fut lancée au centre CEA de Limeil en partenariat avec les laboratoires de Marcoussis de la CGE. Dans le contexte d’un effort commun, semi confidentiel, de recherche et de développement, le résultat le plus marquant fut l’observation en 1969 des premières réactions de fusion obtenues de façon contrôlée et reproductible dans une expérience d’irradiation laser. Parallèlement, des programmes de recherches débutaient discrètement dans le centre californien à vocation militaire de Livermore et un peu plus tard au sein d’un groupe privé, KMS-industries. On ne commença à en connaître les détails qu’au début des années 1970 après une levée partielle du secret entourant les compressions de combustible thermonucléaire. S’appuyant sur des simulations numériques fouillées mais considérées depuis comme exagérément optimistes, la fusion par laser acquit ainsi un supplément de crédibilité. On passa alors de l’époque des pionniers à celle des grands projets. Dans cet ouvrage, l’auteur, témoin et acteur de cette aventure, nous livre un récit, fait de science et de vécu, de la première décennie d’une longue histoire.

Avant-propos................................................................................11

Ch. 1. Pourquoi la fusion nucléaire par laser ?.............................. 17

1. Fusion nucléaire................................................................. 17

2. Lasers...............................................................................24

3. Une idée dans l’air des années1960, chauffer un plasma au moyen du laser.............................................................. 32

4. Faces cachées de la fusion par laser ...................................... 35

Ch. 2.Débuts..............................................................................39

5. Naissance d’une communauté scientifique .............................. 39

6. Interaction laser matière : manière forte et subtilité ?............. 42

7. Création de plasma : sérendipité et grands classiques.............. 43

8. Le problème des premiers électrons....................................... 45

Ch. 3. En France, le partenariat CGE/CEA....................................... 49

9. Les laboratoires de Marcoussis.............................................. 49

10. Jean Robieux et la fusion nucléaire....................................... 51

11. Brevets et lobbying............................................................. 54

12. Le centre CEA de Limeil....................................................... 56

13. Claquage des gaz : quand les« boules » sont des diabolos........ 60

14. Remaniements et ondes de claquage ..................................... 64

15. Irradiation des surfaces solides, ions multichargés .................. 68

16. Autres recherches............................................................... 74

17. Concurrences......................................................................78

Ch. 4. Vers la détection de réactions nucléaires de fusion ............. 81

18. Des lasers de plus en plus puissants...................................... 81

19. De L-4 àC-6....................................................................... 87

20. Picosecondes ?................................................................... 91

21. Focalisation....................................................................... 95

22. Du deutérium à l’état solide................................................. 96

23. Nouvelles de Moscou........................................................... 99

24. Les neutrons qui venaient d ufroid........................................ 102

25. Après le froid, le show......................................................... 104

Ch. 5. Nouvelle donne................................................................. 109

26. Rumeurs et chuchotements.................................................. 109

27. 1971-1972 : un coin du voile est levé ................................... 111

28. Surcompressions et déclassification ....................................... 114

29. Des labos et des hommes (dont quelques femmes) .................. 121

30. Quand des universités s’en mêlent......................................... 126

31. La saga KMS-Fusion............................................................. 130

Ch. 6. La science de l’interaction laser plasma au temps des pionniers  ...........................................................................137

32. Des réunions stimulantes..................................................... 137

33. Top model .........................................................................143

34. Choix d’un paramètre d’interaction ........................................ 148

35. Non linéarités.................................................................... 151

36. Les suites d’un effet visiteur ................................................ 154

Ch. 7. La fusion inertielle au temps des pionniers ........................ 159

37. Un peu de thermodynamique................................................ 159

38. Quand la fusion par laser marche… sur ordinateur .................. 164

39. Microballons et l’art de les irradier uniformément selon KMS..... 170

40. Limites à la compression...................................................... 174

41. Ce qui ne pouvait pas marcher..............................................176

42. Il manquait une pièce au puzzle ........................................... 178

43. La sérologie comparée.......................................................... 179

Ch. 8. Postérité...........................................................................185

44. Le périlleux passage d’un monde numérique au monde réel....... 185

45. Après les illusions du début, les changements d’échelle ........... 187

46. Quels lasers ou quels autres grands instruments pour la fusion inertielle?......................................................................... 191

Annexes.......................................................................................195

1. Brevet CGE déposé le 26 avril1963 ....................................... 196

2. Brevet CGE déposé le 11 juin1963........................................ 202

3. Note d’information du CEA de septembre 1969 (communiqué de presse)...................................................... 207

Glossaire......................................................................................209

Bibliographie................................................................................215

Sujets

• Sciences et techniques
• Physics
• Nucléaire
• Science

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 30 mars 2023
• Nombre de lectures: 0
• EAN13: 9782759830619
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

9 782759 830602

Insaisissable Graal La fusion nucléaire par laser au temps des pionniers (1962-1975)

Jean-Louis Bobin

Insaisissable Graal La fusion nucléaire par laser au temps des pionniers (19621975)

JeanLouis Bobin

Dès l’invention des lasers au début des années 1960, l’application à la fusion nucléaire a été envisagée dans tous les pays développés. Des recherches furent entreprises en même temps que s’amélioraient les performances des lasers. En France, l’étude des plasmas créés par laser en vue de la fusion fut lancée au centre CEA de Limeil en partenariat avec les laboratoires de Marcoussis de la CGE. Dans le contexte d’un effort commun, semi confidentiel, de recherche et de développement, le résultat le plus marquant fut l’observation en 1969 des premières réactions de fusion obtenues de façon contrôlée et reproductible dans une expérience d’irradiation laser. Parallèlement, des programmes de recherches débutaient discrètement dans le centre californien à vocation militaire de Livermore et un peu plus tard au sein d’un groupe privé, KMSindustries. On ne commença à en connaître les détails qu’au début des années 1970 après une levée partielle du secret entourant les compressions de combustible thermonucléaire. S’appuyant sur des simulations numériques fouillées mais considérées depuis comme exagérément optimistes, la fusion par laser acquit ainsi un supplément de crédibilité. On passa alors de l’époque des pionniers à celle des grands projets.

Dans cet ouvrage, l’auteur, témoin et acteur de cette aventure, nous livre un récit, fait de science et de vécu, de la première décennie d’une longue histoire.

JeanLouis Bobin est professeur émérite à Sorbonne Universités. Il a participé aux recherches scientifiques présentées dans cet ouvrage alors qu’il était ingénieur de recherches au CEA.

9782759830602

9 782759 830602

www.edpsciences.org

Insaisissable Graal La fusion nucléaire par laser au temps des pionniers

JEAN-LOUIS BOBIN

17, avenue du HoggaR – P.A. de CouRtabœuf BP 112, 91944 Les Ulis Cedex A

IllustRation de couveRtuRe, souRce CEA.

ImpRimé en FRance ISBN (papieR) : 978-2-7598-3060-2 ISBN (ebook) : 978-2-7598-3061-9

Tous dRoits de tRaduction, d’adaptation et de RepRoduction paR tous pRocédés, RéseRvés pouR tous pays. La loi du 11 maRs 1957 n’autoRisant, aux teRmes des alinéas 2 et 3 de l’aRticle 41, d’une paRt, que les « copies ou RepRoductions stRictement RéseRvées à l’usage pRivé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d’autRe paRt, que les analyses et les couRtes citations dans un but d’exemple et d’illustRation, « toute RepRé- sentation intégRale, ou paRtielle, faite sans le consentement de l’auteuR ou de ses ayants eR dRoit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’aRticle 40). Cette RepRésentation ou RepRoduction,paRquelquepRocédéquecesoit,constitueRaitdoncunecontRefaçon sanctionnéepaRlesaRticles425etsuivantsducodepénal. © EDP Sciences, 2023

À tous ceux qui, au Centre d’Études de Limeil, ont contribué aux succès obtenus au cours de cette période mémorable.

5

Il émet par le bout, cohérente et transverse, Une onde terriIque autant qu’un bulldozer. Où peut-on se garder du torrent qui renverse ? Je suis hanté ! laser ! laser ! laser ! laser !

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SOMMAIRE

Avant-propos................................................................................

Ch.1. Pourquoi la fusion nucléaire par laser ?.............................. 1. Fusion nucléaire ................................................................. 2. Lasers ............................................................................... 3. Une idée dans l’air des années 1960, chauffer un plasma au moyen du laser .............................................................. 4. Faces cachées de la fusion par laser ...................................... Ch.2. Débuts.............................................................................. 5.Naissance d’une communauté scientique.............................. 6. Interaction laser matière : manière forte et subtilité ?............. 7.Création de plasma : sérendipité et grands classiques.............. 8. Le problème des premiers électrons ....................................... Ch.3. En France, le partenariat CGE/CEA....................................... 9. Les laboratoires de Marcoussis .............................................. 10. Jean Robieux et la fusion nucléaire ....................................... 11. Brevets et lobbying............................................................. 12. Le centre CEA de Limeil ....................................................... 13.Claquage des gaz : quand les « boules » sont des diabolos........ 14.Remaniements et ondes de claquage..................................... 15. Irradiation des surfaces solides, ions multichargés .................. 16. Autres recherches ............................................................... 17. Concurrences...................................................................... Ch.la détection de réactions nucléaires de fusion4. Vers ............. 18. Des lasers de plus en plus puissants ...................................... 19. De L-4 à C-6....................................................................... 20. Picosecondes ? ................................................................... 21. Focalisation ....................................................................... 22. Du deutérium à l’état solide ................................................. 23. Nouvelles de Moscou ........................................................... 24.Les neutrons qui venaient du froid........................................ 25. Après le froid, le show......................................................... Ch.5. Nouvelle donne................................................................. 26. Rumeurs et chuchotements .................................................. 27. 1971-1972 : un coin du voile est levé ................................... 28.Surcompressions et déclassication....................................... 29.Des labos et des hommes (dont quelques femmes)..................

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SOMMAIRE

30. Quand des universités s’en mêlent......................................... 31. La saga KMS-Fusion............................................................. Ch.science de l’interaction laser plasma au temps6. La des pionniers.............................................................................. 32. Des réunions stimulantes ..................................................... 33. Top model ......................................................................... 34. Choix d’un paramètre d’interaction ........................................ 35. Non linéarités .................................................................... 36. Les suites d’un effet visiteur ................................................ Ch.fusion inertielle au temps des pionniers7. La ........................ 37.Un peu de thermodynamique................................................ 38. Quand la fusion par laser marche… sur ordinateur .................. 39. Microballons et l’art de les irradier uniformément selon KMS ..... 40. Limites à la compression...................................................... 41.Ce qui ne pouvait pas marcher.............................................. 42.Il manquait une pièce au puzzle........................................... 43. Lasérologie comparée .......................................................... Ch.8. Postérité........................................................................... 44.Le périlleux passage d’un monde numérique au monde réel....... 45. Après les illusions du début, les changements d’échelle ........... 46.Quels lasers ou quels autres grands instruments pour la fusion inertielle ?.........................................................................

Annexes....................................................................................... 1. Brevet CGE déposé le 26 avril 1963 ....................................... 2. Brevet CGE déposé le 11 juin 1963 ........................................ 3. Note d’information du CEA de septembre 1969 (communiqué de presse)...................................................... Glossaire...................................................................................... Bibliographie................................................................................

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