Fusion froide
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Historique
Le 23 mars 1989, la une du très sérieux Financial Time déclencha une onde de choc : deux électrochimistes, Stanley Pons et Martin Fleischmann de l'université d'Utah, y déclaraient avoir réussi à obtenir une réaction de fusion nucléaire lors d'une relativement banale expérience d'électrolyse effectuée avec une simple paire d'éléctrodes de platine reliées à une batterie et immergée dans de l'eau lourde....
Lors de cette expérience, ils auraient mesuré un important dégagement de chaleur excédentaire qu'ils interprétaient comme la résultante d'un phénomène de fusion nucléaire contrôlée. Ce type de réaction nucléaire, au cours de laquelle des noyaux atomiques fusionnent en générant une très grande quantité d'énergie, est en quelque sorte le Graal des physiciens qui s'efforcent depuis plus de cinquante ans de contrôler les mécanismes à l'origine du fonctionnement des étoiles, mais également des bombes thermonucléaires. La maîtrise de cette source d'énergie quasi-illimitée libérerait l'humanité des contraintes liées à l'exploitation de ressources énergétiques non renouvelables ou générant des déchets dangereux, comme c'est le cas actuellement pour le nucléaire «classique» reposant sur le principe de la fission des noyaux atomiques.
L'annonce du Financial Time arrivait dans un contexte bien particulier : deux ans auparavant, Tchernobyl avait rappelé à l'ensemble de la planète que l'énergie nucléaire de fission pouvait présenter des dangers considérables et les programmes électro-nucléaires engagés au lendemain du premier choc pétrolier de 1973 commençaient à être de plus en plus critiqués par l'opinion publique des principaux pays industrialisés.
Les travaux sur la fusion thermonucléaire contrôlée marquaient toujours le pas depuis 50 ans malgré les milliards de dollars investis et, après les chocs pétroliers des années 70 , les consommations énergétiques avaient repris leur progression. Enfin, même si on assistait à l'implosion du Bloc de l'Est, le contexte géopolitique restait incertain avec la montée des fondamentalismes religieux et du nationalisme dans les principaux pays producteurs de pétrole.
Dans ce contexte, la perspective ouverte par Pons et Fleishmann de produire des quantités d'énergie quasi-illimitées à partir de l'eau, semblait merveilleuse.
D'emblée, le débat dépassa donc le cadre feutré des publications scientifiques :l'information fut immédiatement reprise de par le monde par la plupart des quotidiens et chaînes de télévision et présentée comme ce qui pouvait être, à juste titre, une majeure découverte scientifique, mais également la promesse d'un nouvel âge pour l'Humanité.
Cependant, dès la publication de la découverte de cette «fusion froide», de nombreux scientifiques contestèrent, sinon la réalité du dégagement de chaleur décrit par les deux électrochimistes, du moins leurs conclusions concernant une fusion thermonucléaire. Ils rappelèrent qu'il n'est théoriquement pas possible de vaincre par des moyens «électro-chimiques» les forces de nature nucléaire qui font que deux noyaux atomiques se repoussent comme deux aimants dont on rapprocherait les pôles de même signe.
Au terme des théories scientifiques admises depuis plusieurs décennies, deux noyaux atomiques ne peuvent en effet fusionner qu'au prix d'une dépense d'énergie très importante, sans commune mesure avec les énergies associées à une réaction électrochimique comme l'électrolyse décrite par Pons et Fleishmann.
Cependant, alors que la Fusion Froide semblait n'être qu'un pétard mouillé médiatique, on assista trois jours après la publication du Financial Time à un coup de théâtre : Steven Jones de la Brigham Young University n'observa pas de chaleur mais observa l'émission de neutrons qui pourrait indiquer une réaction nucléaire, confirmant indirectement la validité des travaux de Pons et Fleishmann.
Très rapidement, de nombreux scientifiques, dont quelques Nobel de physique, déclarèrent confirmer également des dégagements inexplicables alors qu'ils tentaient de reproduire l'expérience des deux électrochimistes.
L'Energy Research Advisory Board du département américain pour l'énergie réunit ainsi une commission scientifique afin d'enquêter sur la fusion froide. Celle-ci ne put reproduire la fusion froide en question.
Le débat s'intensifia entre les tenants d'un phénomène encore inexpliqué mais devant faire l'objet de travaux approfondis, et les opposants pour lesquels, dans le meilleur des cas, le dégagement de chaleur était imputable à un mauvais protocole opératoire, et dans la pire hypothèse, à une vaste fumisterie orchestrée par des scientifiques de seconde zone à la recherche de notoriété et de budget.
Pour les gardiens de l'orthodoxie scientifique, la «Fusion Froide» devait être classée sans autre forme de procès dans la catégorie des «sciences pathologiques», au même titre que la «mémoire de l'eau», l'homéopathie et autres mouvements perpétuels ...
Sans se positionner sur le terrain de la validation expérimentale des affirmation de Pons et Fleishmann, les détracteurs leur reprochaient en effet d'avoir annoncé leur découverte par le biais de la presse grand public et non pas en premier lieu dans une revue scientifique de prestige international, procédure habituelle en matière de communication scientifique d'importance.
Il est en effet d'usage d'annoncer les résultats de travaux scientifiques en les soumettant en premier lieu à un comité scientifique chargé de vérifier que l'expérience, l'analyse des résultats et les conclusions qui en découlent répondent aux critères de la démarche scientifique.
Les revues scientifiques d'audience internationale, telles que Nature, comportent généralement de tels comités de «référés» et les scientifiques qui espèrent obtenir pour leurs travaux une reconnaissance internationale se soumettent à cette règle si importante pour l'obtention de crédits et la suite de leur carrière professionnelle (c'est le fameux «publish or perish» qui conditionne aujourd'hui, avec la quête des fonds de fonctionnement, une grande partie de la vie quotidienne des chercheurs I...).
En insistant sur le fait que Pons et Fleishmann avaient pour ainsi dire «mis la charrue avant les bœufs» en donnant la primeur de leur découverte à la presse grand public, il fut possible à certains détracteurs d'insinuer que les auteurs de la découverte n'avaient pas souhaité se confronter au jugement de scientifiques reconnus et risquer de voir leur prétentions ridiculisées... Cet argument aurait eu quelque consistance si Pons et Fleishmann n'avaient effectivement pas soumis d'article à une revue scientifique à référés. Non seulement ils avaient soumis à Nature un article relatant leur découverte mais le comité de lecture de la prestigieuse publication n'avait pas émis d'objection sur le caractère scientifique de la communication.
Dix ans après les faits, la «précipitation médiatique» dont ont fait preuve les deux scientifiques est encore, citée comme argument définitif démontrant leur «manque de sérieux évident». II est néanmoins vrai que l'expérience décrite par Pons et Fleishmann souffrait d'un certain nombre de défauts susceptibles de remettre en question la validité de leurs conclusions. En particulier, ils ne précisaient pas s'ils avaient observé la formation de neutrons et d'hélium, normalement présents lors d'une réaction de fusion thermonucléaire (on les qualifie de «cendres» de la réaction de fusion), et les conditions mêmes de mesure des températures lors de l'expérience pouvaient engendrer un certain nombre d'erreurs.
Des équipes américaines, italiennes et japonaises continuent à travailler depuis plus de dix ans sur le sujet et elles estiment avoir obtenu des résultats confirmant qu'un tel phénomène existe (on ne le nomme toutefois plus « fusion froide », mais plus modestement : réactions nucléaires à basse température ou réactions nucléaires chimiquement assistées). Chaque année un congrès sur le sujet est organisé, la dernière édition (la 11ème) ayant eu lieu à Marseille en novembre 2004. Ces équipes revendiquent la réalité du dégagement de chaleur (supérieur de 25 % à 70 % à l'énergie fournie). Certaines affirment avoir mis en évidence la production d'hélium. Toutes soulignent le caractère transitoire et rare du phénomène. Certains physiciens, comme Peter Hagelstein du MIT (Cambridge, USA) en ont même proposé une théorie.
Sur une période de seize ans (1989-2005), pas moins de onze conférences internationales se sont réunies sur le sujet, sans compter une multitude de réunions moins solennelles tenues ici ou là soit sur la fusion froide proprement dite, soit sur le thème plus général des nouvelles énergies. Si elles eurent un faible écho local, la presse scientifique les ignora superbement. La première (ICCF1) se tint à Salt Lake City en mars 1990 et fut suivie de dix autres (de ICCF2 à ICCF11) successivement à Côme (Italie) en juin-juillet 1991, à Nagoya (Japon) en octobre 1992, à Honolulu (Hawaï) en décembre 1993, à Monte-Carlo (France) en avril 1995, à Sapporo (Japon) en octobre 1996, à Vancouver (Canada) en avril 1998, à Lerici (Italie) en mai 2000, à Pékin en mai 2002, à Cambridge (Massachusetts) en août 2003 et à Marseille (France) en novembre 2004
En France
En France, pays engagé dans une politique énergétique reposant très largement sur l'électronucléaire, le débat fut très vite clos: Jean Teillac, alors haut commissaire du Commissariat à l'énergie atomique (CEA) et personnalité fortement associée au complexe nucléaire militaro-industriel français, refusa d'engager des recherches sur la question.
On engagea cependant un rapide programme d'expériences à la centrale du Bugey, autant pour démontrer qu'en France il n'y avait pas d'interdit sur la fusion froide au CEA, que pour tenter de démontrer l'inanité de recherche en ce domaine. Peu de temps après, Michel Martinot, son directeur de cabinet, expliqua dans les colonnes du Figaro du 9 juin 1993 que rien ne s'opposait à ce que les chercheurs du CEA travaillent sur la question de la fusion froide, pourvu qu'ils le fassent chez eux, le week-end, et sur leurs propres ressources financières.
Fort de cet «encouragement» de leur hiérarchie, quelques scientifiques français, tel Jean-Paul Bibérian à Marseille, s'engagèrent de façon très discrète sur cette voie. D'autres purent bénéficier d'un financement de la part de certaines compagnies pétrolières attentives aux développements d'une possible découverte majeure pour l'humanité.
Si le CEA se désintéressait officiellement de la question et si d'éminents esprits n'hésitaient pas à déclarer que la fusion froide relevait de la «science pathologique» au même titre que la mémoire de l'eau, la France n'était donc pas totalement en dehors de la course à la fusion froide.
Ainsi, Jacques Dufour, du Laboratoire des Sciences Nucléaires du Conservatoire National des Arts et Métiers de Paris, aurait obtenu des résultats suffisamment significatifs pour justifier le financement de ses travaux par Shell.
Dans le même temps, en France, un chercheur indépendant qui signait de l'anagramme de cold andré parvenait lui aussi à produire sporadiquement plus d'énergie qu'il n'en dépensait. Il est mort quelques mois après ces bouteilles à la mer sur Usenet. La page web qu'il avait créée existe toujours et, pour l'anecdote, sa veuve a eu toutes les peines du monde à vendre leur maison à cause de la forte irradiation qui y subsistait après son ultime expérience.
Les « pères fondateurs » Pons et Fleishmann se sont vu offrir par Toyota la possibilité de poursuivre en France leurs travaux dans un laboratoire abrité au sein de l'Institut of Minoru Research Advancement (IMRA) de Sophia Antipolis et ce jusqu'à la retraite de Pons qu'il prit en France en 1999 (Fleischmann l'avait prise deux ans auparavant en Angleterre). Les enjeux industriels étant considérables, très peu d'informations ont filtré de ce laboratoire. Cependant, en 1994, à ICCF4 à Maui, les deux chercheurs annonçaient pouvoir produire vers la fin de l’année jusqu'à 200 kW ...
Rebondissements en avril 2005
Le magazine New Scientist a annoncé dans son édition en ligne le 27 avril 2005 qu'une réaction de fusion froide aurait été obtenue par Seth Putterman, Brian Naranjo et James Gimzewski à l'Université de Californie. En utilisant des cristaux de tantalate de lithium et l'effet pyroélectrique (il faut réchauffer de -33°C à +7°C en quelques minutes ces cristaux plongés dans un bain de gas de deutérium, afin de produire un champ électrique local), ils auraient réussi à produire un flux, faible mais mesurable, de neutrons.
Les neutrons sont produits en très petite quantité (quelques centaines par seconde), ce qui implique une très faible réaction de fusion - si elle a bien lieu. Cette limitation importante ne permet pas de déterminer où cette observation pourrait mener et si cela inclut une capacité significative à exploiter cette réaction.
Analyse
Les « opposants » à la fusion froide ont longtemps objecté :
- qu'elle ne présentait pas les standards de reproductibilité
- que la preuve habituelle relative aux réactions nucléaires manquait (pas de neutrons et de rayons gamma)
- que les techniques disponibles pour mesurer la chaleur excédentaire n’étaient pas fiables
- que la compréhension théorique n’était pas complète.
Quinze ans après, ces objections sont progressivement refutées à mesure que s'accumulent les communications des laboratoires travaillant sur le sujet relatives à des résultats positifs et reproductibles et des théories explicatives du phénomène.
Les organismes et administrations en charge des stratégies énergétiques des principaux pays modifient progressivement leur perception de la fusion froide. Ainsi, l'US Department of Energie (DoE) a demandé à la mi 2004 à un comité indépendant de 24 scientifiques de lui soumettre un rapport sur la validité scientifique des résultats des expériences relative à la Fusion froide menées depuis ces 15 dernières années. Les conclusions[1] de ce comité ont été soumises au DoE le 1er décembre 2004. Les rapporteurs concluent :
- à la réalité d'une production de chaleur « anormale »,
- à la réalité d'une production de produits de fusion, hélium, conjointement à la production de chaleur excédentaire
- à la réalité d'une production de rayonnements alpha et protons caractéristiques d'une réaction nucléaire.
Les rapporteurs considèrent que le caractère avéré de ces manifestations soulèvent d'importantes interrogations justifiant que des recherches soient engagées afin d'y répondre.
Voir aussi
Liens externes
- En date du 3 septembre 2004, l'US Department of Energy annonce la publication d'un nouveau rapport sur le sujet pour la fin septembre : (en) communiqué de l'IEEE Spectrum en date du 3/9/2004
- Le rapport est consultable en ligne à partir de la page du DoE (en) [2]
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- Le projet CFR par Jean-Louis Naudin, une électrolyse plasma haute température basée sur l'expérience de Tadahiko Mizuno : (en) Expériences détaillées et compte-rendus des tests
- Le site officiel de la 11ème Conférence Internationale sur la Matière Nucléaire Condensée, nouvelle appelation des conférences internationales sur la fusion froide, qui s'est tenue à Marseilles, du 31 octobre au 5 novembre 2004. Les actes peuvent être téléchargés