Et si les lasers réduisaient la radioactivité à seulement quelques minutes…

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Le rêve serait de transmuter tous les déchets nucléaires. Il y a une volonté de travailler sur ce sujet, c'est bien l'idée, a confirmé à La Tribune le prix Nobel de Physique, Gérard Mourou
"Le rêve serait de transmuter tous les déchets nucléaires. Il y a une volonté de travailler sur ce sujet, c'est bien l'idée", a confirmé à La Tribune le prix Nobel de Physique, Gérard Mourou (Crédits : Reuters)
C’est un projet hors-norme, voire un rêve qui apparaît inaccessible. Il demandera beaucoup de temps, de financements et de volonté. Mais il vaut le coup. Le prix Nobel de physique, Gérard Mourou, travaille sur un projet permettant de réduire la radioactivité des déchets nucléaires.

C'est un projet secret aussi dingue que magnifique, qui pourrait révolutionner la filière nucléaire mondiale. De quoi parle-t-on ? De réduire la radioactivité des déchets nucléaires d'un million d'années à seulement quelques minutes une fois qu'ils aient été bombardés de neutrons par un laser d'une puissance d'au moins 100 térawatts pour fissionner les éléments lourds comme le plutonium. "Le rêve serait de transmuter tous les déchets nucléaires. Il y a une volonté de travailler sur ce sujet, c'est bien l'idée", a confirmé à La Tribune en marge du forum innovation défense Gérard Mourou, qui s'est vu attribuer le 9 décembre prix Nobel de Physique pour ses travaux sur les lasers avec la Canadienne Donna Strickland. Un savant fou ? Oui mais non. "Gérard Mourou va plus vite que tout le monde et surtout va de l'avant", précise son ami, Benoit Deveaud, directeur adjoint de l'enseignement et de la recherche à l'école Polytechnique, qui finance les travaux du prix Nobel.

"La lumière extrême (lasers ultras intenses, ndlr) est capable de fournir les plus grandes accélérations, les plus grandes pressions et les plus grandes températures et peut donc également fournir les plus grands espoirs à la science et à la société", a souligné le prix Nobel dans le cadre de sa présentation au Forum Innovation Défense. Derrière ce projet incroyable de transmutation des déchets nucléaires, se cache un objectif très noble, qui devrait séduire tous les esprits portés vers la sauvegarde de la planète. "L'Homme a produit ces déchets, maintenant il faut faire le ménage", a expliqué Gérard Mourou, qui nage tous les jours 30 minutes à la piscine de Polytechnique. C'est ce qu'appelle Benoit Deveaud, la "junk science". Très clairement, la science se met aujourd'hui au service de l'environnement pour réparer les dégâts de l'homme, avec des projets scientifiques comme capturer le CO2, réduire les déchets nucléaires ou encore nettoyer l'espace.

Pas de faux espoirs

Comment est né ce projet ? Des "brainstorming" réguliers entre Gérard Mourou et son ami Toshiki Tajima, le physicien japonais et professeur d'université à l'Université de Californie, à Irvine. Ce dernier a mis au point une application laser pour l'accélération des particules, Laser Wakefield Acceleration (LWFA). Après avoir envisagé d'utiliser des électrons, qui sont plus simples à manipuler, les deux chercheurs se sont progressivement tournés sur l'utilisation de neutrons compacts et plus fiables en vue de réduire la radioactivité des déchets nucléaires. Dans ce cadre, "on pourrait utiliser la transmutation, qui marche bien pour des atomes simples, explique le prix Nobel de Physique. On peut réduire par exemple le temps de vie du technétium (élément atomique radioactif artificiel, nndlr) de 200.000 ans à 16 secondes et, même, rendre les atomes stables après".

Pour autant, Gérard Mourou se veut très prudent sur la réussite de ce projet scientifique de très long terme. "La transmutation des déchets nucléaires est un sujet important mais il ne faut pas donner de faux espoirs", a-t-il confirmé à La Tribune. Et d'avertir que "ce sera une autre paire de manche" de réaliser la transmutation des déchets nucléaires. Le prix Nobel de physique a déjà payé dans le passé pour savoir que les résultats ne sont pas toujours à la hauteur des espérances. Le scientifique avait notamment fondé beaucoup d'espoirs sur la protonthérapie, une technique de radiothérapie visant à détruire les tumeurs cancéreuses en les irradiant avec un faisceau de particules. Elle n'a pas totalement répondu aux espoirs.

Lancer des travaux

"On a, là, un sujet qui n'a jamais été traité, ce sont des travaux qui n'ont jamais été faits, rappelle Benoit Deveaud. On n'a jamais développé un laser avec de telles fréquences, on n'a jamais obtenu une telle intensité pour un laser et on n'a jamais eu besoin d'autant de neutrons pour réaliser ce projet". En dépit de tous les sommets technologiques et techniques qui restent à gravir, voire du scepticisme ambiant, Gérard Mourou n'a pas l'intention de lâcher l'affaire. Pour l'heure, les travaux restent encore confidentiels, les brevets n'ayant pas été encore déposés. Mais ce projet exigera du temps, beaucoup de temps. "Nous allons travailler pour voir ce qu'il est possible de faire mais déterminer une échéance pour parvenir à un projet mature, on ne sait pas aujourd'hui", a-t-il précisé. "On travaille sur un projet de réduction des déchets qui ont 200.000 ans de durée de vie, alors si on met 30 ans pour y parvenir, ce n'est pas très grave et ce sera toujours utile", fait valoir Benoît Deveaud.

Pour gagner son pari, Gérard Mourou est notamment en discussions avec le CEA pour une éventuelle collaboration. Il a déjà fait une première présentation de son projet en septembre, et devait revenir en faire une seconde en décembre. En revanche, le prix Nobel de physique profite déjà des installations de l'X où il est professeur au Collège de l'École polytechnique, pour travailler sur ce projet. Gérard Mourou souhaite faire des essais de transmutation des éléments radioactifs les plus lourds pour voir comment cela peut fonctionner grâce au laser Apollon. Le développement de ce laser, auquel a participé le prix Nobel de physique, a pour ambition de fournir un faisceau laser multi-pétawatt (jusqu'à 10 PW) pour réaliser des expériences en condition extrêmes. Si Apollon est l'un des lasers les plus puissants au monde, sinon le plus puissant actuellement, Gérard Mourou a besoin pour réussir d'un laser ayant une fréquence de répétition beaucoup plus élevé que ce laser (une impulsion toutes les minutes).

C'est pour cela que le prix Nobel de physique suit les travaux XCAN de Polytechnique, qui sont financés par la direction générale de l'armement (DGA) et menés en coopération avec Thales. Objectif, développer des amplificateurs à fibres, puis de coupler ensemble 100, 200, 300, 1.000 amplificateurs de façon à avoir la puissance qui est beaucoup mieux répartie que dans un seul amplificateur comme celui d'Apollon. La révolution de l'atome est à nouveau en marche...

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a écrit le 02/01/2019 à 17:51 :
"On travaille sur un projet de réduction des déchets qui ont 200.000 ans de durée de vie, alors si on met 30 ans pour y parvenir, ce n'est pas très grave et ce sera toujours utile",
Belle phrase, mais peu pertinente.
Car la solution actuellement développée consiste à enfouir ces déchets dans des couches profondes et stables depuis... des millions d'années !!! Solution sûre et finalement simple à réaliser, sans grand risque.
L'idée de la transmutation n'est pas idiote, mais elle est loin d'être nouvelle et même révolutionnaire. On pourra transmuter "gratuitement" les déchets HAVL (haute activité et vie longue) dans les réacteurs à neutrons rapides ; c'était même un objectif de SuperPhénix avant que la très politique et antinucléaire Dominique Voynet obtienne de L. Jospin, en échange des voix des Verts le démantèlement de ce réacteur expérimental à plus de 20 milliards de F de l'époque. Quel gâchis !
a écrit le 23/12/2018 à 14:06 :
Un rayon laser capable de transmuter instantanément la matière pourrait bien avoir des applications militaires dans l'espace... Il est sûr que la France n'est pas seule sur cet axe de recherche, mais il faut lui trouver des applications environnementales pour prétendre réglementer et sacraliser l'espace par ailleurs.
a écrit le 18/12/2018 à 15:32 :
Reste qu'il est quand même moins coûteux d'intégrer les renouvelables dans les bâtiments (solaire thermique et hybride) en complément d'une plus grande efficacité énergétique, de constructions "positives" en énergie et de stockages "inter-saisonnier" qui fonctionnent très bien y compris près du cercle polaire comme les suédois le démontrent, ou bien encore les réseaux de chaleur intégrant 20 à 50% de solaire comme les danois leaders dans le domaine, que de produire des déchets avec des réacteurs nucléaires qui ne sont déjà plus compétitifs donc si l'on y ajoute le retraitement des déchets avec l'énergie que cela va consommer pour les traiter çà coûte forcément bien plus cher en plus des recherches à effectuer sur des décennies et qui impliquent des réseaux d'organismes de recherche car on travaille sur ce sujet pas seulement en France. Bef on développe une "usine à gaz" et on cherche une "autre usine à gaz" pour résoudre les problèmes de la première alors que l'on a les solutions sous le nez.
Réponse de le 02/01/2019 à 18:00 :
"Des stockages intersaisonniers qui fonctionnent très bien" : scoop !!
ça devrait intéresser l'ADEME qui s'appuie sur ce concept pour essayer de discréditer le nucléaire mais n'a jamais démontré qu'il pourrait déboucher sur des procédés industriels fiables et rentables ! Sa première étude de 2015 (100% de renouvelables en 2050) était truffée d'erreurs et d'oublis, et évoquait un "power to gas" au rendement aussi imaginaire que séduisant.
Cher monsieur, le stockage de masse de l'électricité pour répondre à des besoins intersaisonniers, reste la pierre philosophale qui risque de conduire bien des gouvernements imprudents et crédules à la catastrophe (cf. l'Allemagne). En tout cas les Suédois vous ont bien eus....
a écrit le 18/12/2018 à 11:55 :
J'espères que ça n'et pas la nouvelle niaiserie de l'industrie du nucléaire pour endormir l'opinion publique sur le sujet des déchets. Après les avoir envoyé vers le soleil, retraités, ou autre enfumage du genre. Mais si je me trompe tant mieux, ça éviterait d'aller carboniser 35 Milliards à Bure.
a écrit le 18/12/2018 à 10:46 :
Sur le papier cela fonctionne, il serait intéressant que l'humanité se dirige vers une telle solution comme elle le fait pour le démonstrateur ITER (réacteur à fusion)...Au boulot.
a écrit le 17/12/2018 à 19:10 :
On ne demande qu'à y croîre, ne serait ce que pour laisser à nos enfants autre chose que des poubelles nucléaires.

Reste à savoir quel est le coût énergétique et écologique du processus.
a écrit le 17/12/2018 à 17:28 :
Obligé de demander le retrait de mon propre commentaire les gars hein... -_-

Vous perdez la raison.
a écrit le 17/12/2018 à 16:14 :
SI je ne peux pas faire virer les trollages ou bien que je n'ai pas le doit d'y répondre VOUS NE VALIDEZ PAS MES COMMENTAIRES !!!

JE DOIS LE DIRE EN QUELLE LANGUE SVP ??? MERCI.

raf de vos stratégies les gars, ou pas d'ailleurs, vous êtes des modérateurs et pas des hommes de mains.
a écrit le 17/12/2018 à 14:28 :
Voila un projet capital. Si cela fonctionne, et il n'y a pas, à priori, de raisons pour en douter, cela ouvrirait des perspectives très importantes. Il n'y aurait plus de raison valable pour s'opposer à la production d'énergie électrique d'origine nucléaire. Difficile aujourd'hui d'en mesurer toutes les conséquences, mais quel espoir !!!
a écrit le 17/12/2018 à 12:55 :
Parfait, le parc nucléaire mondial peut produire 0.4 TW à l'heure actuelle, reste plus qu'à en trouver 99.6 pour lancer le début des opérations :)
Réponse de le 17/12/2018 à 13:41 :
Les Terawatts (TW) dont il est question ici sont des Terawatts lumineux qui concernent des impulsions lumineuses laser très brèves (femtosecondes = 10-15s). L'énergie nécessaire pour générer ces impulsions extrêmement brèves n'est pas très élevée et tout à fait disponible dans un laboratoire. D'ailleurs ce type de laser existe déjà avec des puissances impulsionnelles plus grande encore.
Après il faut effectivement calculer l'énergie que nécessiterait la transmutation d'un kilogramme de déchets radioactifs et de vérifier expérimentalement que ces ordres de grandeurs sont bons et que le procédé peut être extrapolé à de grands volumes, mais il est clair que cette voie parait à première vue très séduisante.
a écrit le 17/12/2018 à 12:40 :
Combien d' énergie consommée pour 1 kg de déchet ? , s' il faut ouvrir de nouvelles centrales c' est le mouvement perpétuel...Le projet Iter est peut être plus concret , l'argent se faisant rare il ne faudrait pas trop se disperser .
Réponse de le 18/12/2018 à 12:14 :
Tout dépend du bilan énergétique de cette transmutation. Je ne pense pas que des impulsions de 10 puissance -15 secondes doivent pas consommer beaucoup d'énergie et par ailleurs on peut(peut-être) en récupérer un peu...
a écrit le 17/12/2018 à 11:25 :
Si le professeur mourou arrive a transmuter le plutonium en un element plus leger et non radioactif alors oui la filiere nucleaire a un avenir certain et elle sera reellement plus forte et plus propre. Oui c'est certainement le meilleur procede physique pour reduire la radioactivite du plutonium et des produits de fission de la reaction nucleaire. Oui le projet du professeur mourou est le plus sensible pour rendre les dechets radioactifs propre et totalement inerte. S'ilreussi cette decouverte majeure pour le physique alors on pourra avoir un nucleaire sur et totalement inoffensif. Vive polytechnique et vive le prix nobel de physique. Bravo pour ses recherches de pointe et il merie bien plus que le prix nobel.
a écrit le 17/12/2018 à 10:59 :
Un projet passionnant qui pourrait relancer la filière Nucléaire qui deviendrait pour le coup la filière la plus propre !
On ne doute pas par ailleurs que ce qui risque de sauver la planète sera détourné par les militaires qui cherche à la détruire. Attention donc à la France généreuse et partageuse à ne pas se faire voler cette idée sur laquelle elle est en avance.
a écrit le 17/12/2018 à 10:30 :
"fondé beaucoup d'espoirs sur la protonthérapie" qui sert en médecine (oncologie) mais n'est pas universel. Souvent quand une technique est prometteuse, on espère qu'elle fera tout, ben non, ça serait 'trop facile'.
Pour le moment c'est une idée, un concept vaporeux. On a des marteaux et doit inventer la presse hydraulique pour tester.
Le Technétium servant en médecine nucléaire 99mTc a une période faible (6h), mais n'est pas présent dans les déchets des centrales (ou a disparu).
Il faudrait remettre les déchets dans les mines où l'uranium a été extrait, si on a tout gardé pour reboucher à l'identique, mais souvent tout a été évacué, dommage.
a écrit le 17/12/2018 à 10:26 :
On sait comment réduire la radioactivité des déchets avec le réacteur rubbiatron. Je pense que cette recherche sur les lasers est une façade pour des objectifs militaires.
a écrit le 17/12/2018 à 9:07 :
" bombardés de neutrons par un laser d'une puissance d'au moins 100 térawatts "

Une laser étant une onde électromagnétique monofréquence il est un peu difficile de voir ce que viennent faire les neutrons la dedans.....Par ailleurs si il faut appliquer 100 TW sur des durées significatives il risque d'y avoir quelques petites contraintes d'engénierie à résoudre. A part ces 'détails', ça fait rêver....
Réponse de le 17/12/2018 à 14:53 :
La lumière laser doit suffire sans faire appel à des neutrons: il doit sans doute y avoir confusion dans la tête du journaliste. A voir!
Réponse de le 17/12/2018 à 16:12 :
Le laser est utilisé à priori pour mettre en mouvement les neutrons et appuyer fermement dessus.
a écrit le 17/12/2018 à 8:38 :
Ça, c’est l’un des meilleurs projets porté actuellement. On en a déjà parlé dans l’usine nouvelle il y a qq mois. Bon courage à vous les chercheurs! Et bonne chance!
a écrit le 17/12/2018 à 8:20 :
Voilà des Euros qui seront bien investis , même si c'est risqué. On croise les doigts.
a écrit le 17/12/2018 à 7:11 :
Ne pourrait-on pas aussi produire de l'or et des éléments rares à partir de ces atomes radioactifs (qui se désagrègent) ?

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