Fusion froide, chaud devant !
La fusion froide, ou LENR (Low Energy Nuclear Reaction) pour les scientifiques, est un serpent de mer ayant d’abord émergé en 1989 via une expérience des chimistes Martin Fleischmann et Stanley Pons.
Ce blog a publié une série d’articles sur la fusion froide relatant, notamment, l’aventure rocambolesque de Andrea Rossi et son réacteur à fusion froide E-Cat dans un contexte de dénigrement généralisé de la communauté scientifique, à quelques exceptions près (1).
Les révélations de l’ICCF-22.
Dénigrement peut-être justifié dans le cas spécifique de Rossi mais, 30 ans après l’annonce de Fleischmann et Pons, le LENR est loin d’être mort si l’on en croit le reportage du mathématicien et physicien Jonathan Tennenbaum qui assistait, cette année, à la 22ème conférence ICCF (International Conference on Condensed Matter Nuclear Science). Pour Tennenbaum, au vu des acteurs actuellement impliqués et des moyens mis en oeuvre dans la R&D sur la fusion froide, seuls les imbéciles peuvent encore croire que la fusion froide n’a ni base scientifique ni avenir applicatif (2).
Un facteur fondamental supportant cette position serait une méta-étude de Google concluant que, face à la nécessité de sortir des énergies fossiles pour contenir, tant que faire se peut, le dérèglement climatique, il s’avère que les énergies renouvelables ne pourront jamais suffire à satisfaire la demande croissante en énergie des habitants de la planète Terre.
Conclusion impliquant d’intégrer l’énergie nucléaire, qui existe actuellement sous trois formes : la fission nucléaire, bien connue, et ses innombrables problèmes de dangerosité et de gestion des déchets radioactifs (3). La fusion « chaude » incarnée par le réacteur ITER mais dont nul ne peut prédire s’il débouchera un jour sur une solution technique et commerciale viable, et la fusion « froide » jusqu’à présent généralement reléguée au statut de fraude ou de science bidon. Il apparaît aujourd’hui que Google estime tout à fait plausible l’existence d’une forme de génération d’énergie basée sur ce principe.
Le MIT et Google dans la course face au Japon.
Le 27 mai 2019 le magazine scientifique Nature publiait un article intitulé Revisiting the cold case of cold fusion (Retour sur le cas refroidi de la fusion froide) (4). Il était déjà assez incroyable que Nature se risque sur ce terrain hautement polémique, et encore plus incroyable de voir la liste des signataires : plusieurs universités, le MIT, et Google. Leur conclusion ? Même si à l’heure actuelle aucun processus reproductible n’a pu être démontré, la science n’exclut nullement une telle possibilité et il faut que le plus d’institutions possibles s’intéressent à ce domaine potentiellement révolutionnaire : une énergie bon marché, très peu polluante ni gourmande en ressources, sous forme de réacteurs compacts.
De l’autre côté du Pacifique, dans un Japon par deux fois ravagé par le nucléaire tel que nous le connaissons, la recherche sur la fusion froide est bien plus avancée. Un effort collaboratif mené par le New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), regroupant universités et industriels, étudie depuis dix ans la physique de la fusion froide à l’échelle nanométrique. En effet il semble que c’est à cette échelle que tout se joue : seules certaines structures cristallines produisent un excès d’énergie quand elles sont chargées avec un certain type de gaz, et les Japonais ont d’ores et déjà déterminé une famille de structures au sein desquelles s’observent le processus de fusion froide. Au Japon la fusion froide est désormais une réalité scientifique, l’enjeu étant désormais d’en tirer des solutions industrielles commercialement viables.
Qu’est ce que le processus de fusion froide ?
Il est temps de revenir, un court instant, sur la dimension scientifique de ce processus un peu miraculeux de fusion froide. Que se passe-t-il ici ? La question centrale est de savoir comment se comporte un noyau atomique quand il est placé au sein de la matrice hautement structurée (lattice) d’un cristal. Dans les expériences japonaises le cristal est le palladium et le gaz, l’hydrogène. Jusqu’ici la physique des matériaux ignorait la physique nucléaire et inversement : un noyau dans une lattice n’en subissait aucune conséquence particulière, mais notre bonne amie la physique quantique est venue jeter son habituel trouble dans cette réalité bien ordonnée : il existerait un couplage entre ce noyau et la lattice sous la forme d’ondes vibratoires dénommées « phonons ». Et c’est ce couplage, particulièrement fort dans certaines configurations du cristal, qui serait la source de chaleur détectée mais non identifiée, voici 30 ans, par Fleischmann et Pons.
Sur le marché d’ici 5 à 10 ans.
Pour Tennebaum il semble plausible de s’attendre à la mise sur le marché de solutions de chauffage à base de fusion froide d’ici cinq à dix ans. Chauffage domestique et industriel, sans émissions de CO2, très peu gourmand en matières premières dont le consommable principal serait l’hydrogène. En termes d’efficience énergétique ces systèmes seraient des centaines, voire des milliers de fois plus efficients que des processus chimiques (combustion ou électrolyse) équivalents.
Dans un deuxième temps ces systèmes pourraient s’adapter à la génération d’énergie pour véhicules, remplaçant moteurs à combustion et batteries électriques. A terme des réacteurs LENR transportables pourraient se trouver dans chaque habitation et remplacer les réseaux électrifiés ou gaziers actuels.
L’enjeu est donc majeur, ce d’autant plus face à la menace de changement climatique associé aux émissions de GES. En France les lobbies du pétrole et de l’énergie nucléaire feront sans doute tout pour bloquer cette menace à leurs situations de rente, mais l’avenir énergétique de l’humanité se joue peut-être dans la configuration précise de cristaux de palladium plutôt que dans la corruption et la pollution massive inhérente à ces industries.
Encore faudrait-il que les Etats et le grand capital n’aient pas le contrôle de cette nouvelle industrie et là, c’est loin d’être gagné. Personne ne semble parler de fusion froide open source, espérons que les hackers vont rapidement s’intéresser à la question.
Liens et sources :
(1) https://zerhubarbeblog.net/2019/04/02/e-cat-et-la-fusion-froide-chaud-time/
(2) https://www.asiatimes.com/2019/11/article/cold-fusion-1-a-potential-energy-gamechanger/
(3) https://zerhubarbeblog.net/2019/02/28/le-cimetiere-de-bure/
30 réactions
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Anatine
2 décembre 2019 14:17
LENR depasse le champ de l’energie avec comme autre application cle le traitement des dechets nucléaires...
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foufouille
2 décembre 2019 15:59
« Au Japon la fusion froide est désormais une réalité scientifique, l’enjeu étant désormais d’en tirer des solutions industrielles commercialement viables. »
ben voyons, certainement comme l’énergie du vide.
le lobby est un délire complotiste.
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Laulau
2 décembre 2019 16:15
@foufouille
L’énergie du vide existe, c’est la matière qu’il contient, le vide absolu n’existe pas. Mais je doute qu’on puisse en faire quelque chose. Pour ce qui est de la fusion « froide » on n’y est pas et puis de toute façon un atome qui s’agite sous l’effet d’un phonon ... n’est plus vraiment froid ! -
Beretman
4 décembre 2019 01:47
@foufouille
Toyota Central Research Labs et Mitsubishi Heavy Industries disposent de programme de recherche sur le sujet de LENR
NEDO, « agence de R&D de l’énergie » du Japon finance à hauteur de 27 millions de dollars son programme de recherche LENR
...
Aux USA, ce sont entre autres le MIT, la NASA, qui financent ce sujet de recherche
En Chine ...
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floyd
2 décembre 2019 16:15
Dans l’article de Nature, il est écrit : « Même si à l’heure actuelle aucun processus reproductible n’a pu être démontré... » et ensuite dans la suite de votre article « Au Japon la fusion froide est désormais une réalité scientifique.. »
Cela me semble contradictoire. Il faudra qu’on m’explique.
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Laulau
2 décembre 2019 16:27
@floyd
Ce qui est écrit dans les journaux scientifique ça n’est pas des paroles de l"évangile selon la sainte science. Un journal peut publier un article qui en contredit un autre.
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floyd
2 décembre 2019 16:21
A part cela, il y a 15 ans en arrière, il y avait déjà des prévisions qui nous annonçaient l’arrivé imminente sur le marché de solutions commerciales. On a vu ce que cela a donné. C’est toujours le même scénario dans le domaine des énergies libres. Plein de fausses promesses jamais tenues.
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rogal
2 décembre 2019 17:45
L’auteur pourrait-il nous donner une idée de ce qui serait au cœur du processus physique : la relation entre le « couplage » et la « chaleur » ?
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Traroth
2 décembre 2019 18:37
« Le MIT et Google dans la course face au Japon. »
Où sont les liens sur le sujet vers les sites de Google et du MIT ?
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Beretman
4 décembre 2019 01:59
@Traroth
Le programme de recherche de Google était secret et ... pas de lien Google pour ce sujet
Pour le MIT, c’est ENI qui finance le programme de recherche LENR
http://news.mit.edu/2018/new-era-fusion-research-mit-eni-0309 -
Traroth
9 décembre 2019 14:35
@Beretman
Votre article cite un article de Nature :https://www.nature.com/articles/d41586-019-01683-9
Extrait de l’article de Nature :
« Google’s project — revealed in a peer-reviewed Nature Perspective1 this week — found no evidence that cold fusion is possible, but made some advances in measurement and materials-science techniques that the researchers say could benefit energy research. The team also hopes that its work will inspire others to revisit cold-fusion experiments, even if the phenomenon still fails to materialize. »
Pas franchement de quoi partager l’enthousiasme de l’auteur du présent article...
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raymond 2
2 décembre 2019 19:12
Merci pour cet article, je suis également convaincu que d’ici 10 ans on aura des réacteurs à Fusion froide.
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Doume65
2 décembre 2019 21:07
@raymond 2
Je n’en étais pas convaincu mais j’espérais quand-même, il y a 25 ans. Depuis, devant l’absence de résultats, en dehors de ceux de quelques escrocs, j’en suis réduit à douter très fortement. Ce qui me classe, selon l’auteur de ce billet, dans la catégorie des imbéciles.
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Ronny
2 décembre 2019 21:51
Ouais, bon, moi j’ai lu le papier de Nature en entier et les auteurs de cette étude/méta étude nous disent qu’il n’y a aucune preuve de l’existence de fusion froide, via des mesures de calorimétrie, même après avoir passé en revue plus de 420 dispositifs expérimentaux et conditions expérimentales. En revanche ils ont pu investiguer des matériaux hybrides aux propriétés physiques intéressantes. Point. Donc pour le moment fa fusion froide, c’est un peu et toujours au mieux l’Arlésienne et au pire un mirage total ...
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Désintox
2 décembre 2019 23:20
La fusion froide, ça fait si longtemps qu’on en parle, que même l’eau a perdu la mémoire.
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popov
3 décembre 2019 08:11
@Vincent Verschoore
Bonjour
Petite remarque préliminaire :
En français, dans le domaine de la physique de l’état solide, on dit « réseau cristallin » plutôt que « lattice ».Il existe un type de fusion froide qui n’est pas contestée par les physiciens : il s’agit de la fusion muonique.
En bref : vous lancez un muon dans un gaz de deutérium à température normale. Le muon étant une sorte d’électron, il peut facilement remplacer un électron dans une molécule de deutérium. Comme le muon a une masse environ 200 fois plus élevée que l’électron, la distance entre les deux nucléons de deutérium de la molécule diminue tellement que ces noyaux peuvent fusionner par effet tunnel et donner soit un noyau d’hélium 3 et un neutron, soit un noyau de tritium et un proton et, dans les deux cas, un excès d’énergie considérable.Il y a 3 problèmes :
1 On ne dispose pas de procédé économique pour produire les muons.
2 Le temps de vie des muons est très court (de l’ordre du millionième de seconde) et même si le muon sort indemne de la réaction de fusion, il n’a pas de temps de catalyser beaucoup de réactions avant de se désintégrer.
3 En plus de cela, le muon a tendance à se fixer sur le noyau d’hélium 3 (qui est produit par 50% des réactions de fusion) et d’y rester jusqu’à ce qu’il se désintègre. -
popov
3 décembre 2019 10:51
Dans la même veine, il y eut Louis Kervran, un scientifique et fonctionnaire français qui avança la théorie suivant laquelle les organismes vivant seraient capables de produire les éléments chimiques qu’ils ne trouvent pas dans leur environnement par fusion froide.
Par exemple, la poule serait capable produire le calcium nécessaire à la formation des coquilles d’œufs par nucléosynthèse à froid (enfin, à la température de la poule, pas celle du centre du soleil).
Les tentatives de reproduire ses résultats expérimentaux se sont soldées par des échecs et tout le monde lui est tombé dessus à bras raccourcis. Il a même reçu le prix IgNobel à titre posthume.
Ça fait rigoler. Et pourtant, s’il existait une chance que des réactions nucléaires soient possibles dans les solides, il serait bien étonnant que les organismes vivants ne l’aient pas découvert. Ils ont bien découvert, dans le domaine de la chimie, la photosynthèse qui permet de synthétiser des molécules que notre industrie chimique est incapable de produire. Il faut donc rester ouvert.
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popov
4 décembre 2019 03:00
@kimonovert
Je connais très bien la différence entre la chimie et la physique nucléaire. Pour faire simple, les interactions chimiques se font à des niveaux d’énergie de l’ordre de l’eV tandis que pour les réactions on est dans le domaine du MeV. On peut donc difficilement imaginer qu’il puisse y avoir le moindre rapport entre ces deux types de réactions.
Et pourtant, il se passe des choses bizarres dans les solides. Prenez par exemple la conductivité dans un métal. Les atomes du métal mettent en commun le ou les électrons de leur dernière couche électronique : ce sont les électrons libres (ou électrons de conduction). Les autres électrons et les noyaux forment les cœurs ionique qui constituent les mailles du cristal. On pourrait penser que la résistivité est due aux collisions entre les électrons libres et les cœurs ioniques. Il n’en est rien. Une analyse par la mécanique quantique montre que les électrons libres se déplacent comme des électrons dans le vide sous l’effet d’un champ électrique, avec cette différence qu’ils se comportent comme s’ils avaient une « masse effective » qui dépend de leur vitesse et des paramètres du réseau cristallin. Les électrons de conduction ne « voient » pas les mailles du réseau cristallin. La résistivité est finalement due aux collision entre ces électrons et les phonons thermiques ou les défauts de la structure cristalline.
Revenons à la fusion nucléaire chaude. Que faut-il pour que deux deutérons fusionnent ? Il faut qu’ils entrent en collision avec une énergie cinétique suffisante pour vaincre la répulsion électrostatique (barrière ce Colomb) et s’approchent l’un de l’autre à une distance suffisamment petite pour que la force qu’on appelle interaction forte prenne le dessus sur la répulsion électrostatique. Il faut en outre qu’il y ait une densité de deutérons suffisante pour qu’ils aient des chances de se rencontrer. Au centre du soleil, ces deux conditions sont remplies. Dans un réacteur comme l’ITER, la densité est beaucoup plus faible et il faut compenser par des températures encore plus élevées que celle qu’on trouve au centre du soleil.
Dans un commentaire précédent (3 décembre 08:11), j’ai expliqué comment les muons peuvent rapprocher deux deutérons suffisamment pour qu’ils fusionnent sans qu’il aient besoin d’énergie cinétique pour vaincre la barrière de Coulomb.
Revenons maintenant à la « fusion froide » de l’expérience de Pons et 3 décembre Fleischmann. Il faut d’abord savoir que le palladium est une véritable éponge à hydrogène : les noyaux d’hydrogènes (protons ou deutérons) peuvent occuper toutes les mailles du réseau cristallin et s’y déplacer librement. Quand le palladium est saturé de deutérium, le deutérium s’y trouve à une densité légèrement supérieure à celle de son état liquide, ce qui est de loin supérieur aux densités obtenues dans l’ITER à grand renfort de champs magnétiques. Mais avec une énergie cinétique pratiquement nulle, ces deutérons ne sont pas encore assez proches l’un de l’autre pour pouvoir fusionner.
Hypothèse (un peu folle, je l’admet) : j’ai expliqué plus haut que les électrons de conduction acquièrent une masse effective qui peut être beaucoup plus élevée que celle des électrons dans le vide. Ne se pourrait-il pas que ces électrons « lourd » puissent agir un peu comme les muons et rapprocher les noyaux de deutérium prisonniers dans le réseau cristallin du palladium jusqu’à provoquer leur fusion ? La théorie de Widom et Larsen va un peu dans ce sens. Au stade actuel, cette théorie contient quelques erreurs, mais le débat est loin d’être clos.
En conclusion : je reste sceptique quant à la possibilité de fusion froide ou autre réactions nucléaires dans les solides, mais je laisse un coin de la porte ouverte. Après tout, on est loin de tout savoir sur la physique des solides et celle des réactions nucléaires. Je comprends qu’il y ait des scientifiques qui continuent à faire des recherches dans ce domaine. C’est un peu comme acheter un billet de loterie : on sait au départ qu’on n’a qu’une chance sur des dizaines de millions de gagner, mais on sait aussi qu’il y a toujours un gagnant.
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popov
4 décembre 2019 03:20
@kimonovert
Errata :
tandis que pour les réactions on est dans le domaine du MeV ⇒
tandis que pour les réactions nucléaires on est dans le domaine du MeVRevenons maintenant à la « fusion froide » de l’expérience de Pons et 3 décembre Fleischmann. ⇒
Revenons maintenant à la « fusion froide » de l’expérience de Pons et Fleischmann.Sans compter quelques pluriels sans « s ».
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Daniel PIGNARD
12 décembre 2019 18:06
@popov
On ne vous a pas vu dans les discussions sur cette rubrique.https://www.agoravox.fr/tribune-libre/article/dernieres-nouvelles-de-la-physique-218612#forum5598175
Qu’en pensez-vous ?
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popov
3 décembre 2019 12:11
La fission et la fusion (chaude ou froide) ne sont pas les seules réactions nucléaires susceptibles de produire de l’énergie.
Il y a aussi la désintégration naturelle des isotopes radioactifs. L’activité volcanique de la terre est due à la désintégration de l’uranium et du thorium (et quelques autres moins importants) que la planète contient.
On peut utiliser la faible chaleur dégagée par les désintégrations pour produire de l’électricité à l’aide de thermo-couples (effet Seebeck) ou pour faire tourner un moteur Stirling. Il y a même des générateurs dit bétavoltaïques qui captent directement les électrons émis par les désintégrations. Ces générateurs sont de très faibles puissances et ne servent que sur des sondes spatiales ou des stations de mesures météo situées dans des endroits peu accessibles (Sibérie). Leur intérêt réside uniquement dans leur longévité.
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zygzornifle
3 décembre 2019 13:24
C’est bon contre le réchauffement climatique la fusion froide ....
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Vincent Verschoore
3 décembre 2019 20:36
Merci pour vos commentaires. J’ai pas mal suivi la saga de Rossi et son E-Cat, ses magouilles avec Industrial Heat et la démonstration complètement pourrave de son dernier né E-CAT SK. En effet ca sent l’arnaque, en tous cas ca donne une coloration mafieuse à toute cette aventure de la fusion froide. Et pourtant le Jonathan Tennenbaum auquel je fais référence dans cet article, qui dézingue Rossi entre les lignes, n’est a priori pas un clown. Donc pour ma part j’attends toujours de voir.
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popov
4 décembre 2019 04:33
@Vincent Verschoore
Rossi est un faussaire ; il a déjà été condamné pour d’autres arnaques.
Dans le cas de son E-Cat, voici comment fonctionne l’arnaque :
Son système a besoin d’électricité pour démarrer et se maintenir en fonctionnement. Il place donc un compteur pour mesurer cette consommation. Pour mesurer l’énergie produite, il mesure tout simplement la quantité d’eau évaporée. On connait la quantité d’énergie qu’il faut pour évaporer un kg d’eau. Il est donc facile de calculer la quantité d’énergie produite par son « réacteur ».Problème : quand on fait bouillir de l’eau, ce qui sort de cette eau, ce n’est pas uniquement de la vapeur d’eau. Cette vapeur emporte aussi de minuscules gouttelettes qui ne sont pas vaporisées et cela fausse le calcul. Comme toute l’eau qui manque dans le réservoir à la fin de l’expérience n’a pas été évaporée, en supposant que c’est le cas, on surestime grossièrement la quantité d’énergie produite.
Autre chose : il injecte de l’énergie électrique dans son système et il récolte de la chaleur. Pour que le système soit exploitable, il faut qu’il produise au moins 4 fois plus d’énergie sous forme de chaleur qu’il n’en a consommé sous forme électrique puisque pour reconvertir cette chaleur en électricité il faut utiliser des machines thermique dont le rendement tourne autour de 25%.
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Beretman
4 décembre 2019 13:51
@popov
Rossi prétend (récent) avoir réalisé un e-cat auto-alimenté (Self Sustaining Mode)
Des tests sous la supervision d’auditeurs externes sont prévus pour début 2020Parkhomov en Russie, plusieurs centres de recherche en Chine, Google, le MIT, l’agence japonaise de R&d énergie, Toyota & Mitsubishi, la NASA, ... entre autres, participent ou financent les recherches sur la LENR
... de doux rêveurs ?
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Hannibal42
4 décembre 2019 01:54
Un très intéressant documentaire sur la fusion froide et son « évaluation scientifique » : https://dai.ly/xt2vmp
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ldcl
10 août 2021 17:52
Je vous invite à suivre les informations données par Andréa Rossi et les réactions sur son blog :
La fin de l’année va être décisive suite à la présentation des deux produits :
L’ECat-SKL et l’ECat-SKLed déjà commercialisé à 25$ l’unité.