18 avril 2016 : sortie Cadarache pour les 3 B et 3 V

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1 18 avril 2016 : sortie Cadarache pour les 3 B et 3 V Nous sommes les 3 V de Ste Marthe et nous nous sommes rendus sur le site de Cadarache, sur le chantier d ITER le 18 avril Ce projet a été initié par le professeur de Sciences Physiques Mr Geoffroy et plusieurs disciplines ont collaboré : Sciences de la Vie et de la Terre, Technologie et Documentation. En amont, nous avons travaillé en groupe sur différents thèmes en vue d optimiser la visite et de rédiger un article sur le tout nouveau site de l établissement. L autre classe a contribué à l encyclopédie collaborative Wikipédia en modifiant des articles liés aux problématiques du nucléaire, de la biodiversité et de la biomasse. Nous avons visité le site ITER Cadarache et la chaufferie de Manosque. Nous avons bien aimé la visite. Nous avons débuté la visite par une conférence essentiellement basée sur le Tokamak et la biodiversité. Puis ils nous ont montré le chantier du Tokamak. Enfin, nous sommes allés à la chaufferie de Manosque où ils nous ont montré comment produire de l'énergie en brûlant du bois et du gaz. Ce chantier a commencé en 2006 et sa fin est prévue courant Ce centre ne sera jamais utilisé à des fins de production d énergie et n est pas une centrale nucléaire. Après sa construction, il sera utilisé par des scientifiques pour faire des recherches car ils misent beaucoup sur la fusion pour remplacer les centrales nucléaires et les énergies fossiles. Les recherches dureront de 2025 à 2050 et arrivé à cette date, le centre sera entièrement démonté et le site redeviendra une partie de la forêt. Mais le projet a déjà pris 3 ans de retard. Certains bâtiments ont déjà été construits comme les bassins de refroidissement et le hangar qui servira à fabriquer les aimants pour le tokamak. Maquette finale du projet ITER est un centre de recherche français qui travaille sur la fusion. La fusion nucléaire est un processus où deux noyaux (le noyau est au cœur d un atome) légers s assemblent pour former un noyau plus lourd. Cette réaction se produit de manière naturelle dans le soleil et la plupart des étoiles de l univers. La fusion nucléaire est une autre façon de produire de l'énergie à partir des noyaux des atomes.

2 Mettant à profit les propriétés du plasma (gaz ionise qui conduit l'électricité), les chercheurs ont très vite pensé à maintenir le plasma dans une boite immatérielle. Les particules ayant la propriété de s'enrouler autour des lignes de champ magnétique, ils ont compris qu il fallait les agencer afin qu elles les suivent lorsqu elles étaient en mouvement. En refermant les lignes de champ magnétique sur elles-mêmes, ils sont parvenus à mettre au point le concept du tokamak, une installation en forme de tore. A Cadarache, des chercheurs et ingénieurs sont en train de construire un tokamak. A l intérieur, ils vont recréer la réaction des atomes qui se produit dans le soleil, grâce à du plasma. Ils vont étudier cette réaction pour recréer de la chaleur comme à l'intérieur du soleil. La réaction des atomes dans le Soleil (mécanisme de la fusion) Aujourd hui, en France et dans le monde entier toutes les centrales nucléaires utilisent la fission nucléaire. La fission fut découverte en 1905 par le célèbre physicien Albert Einstein. Cette technique est une réaction qui aujourd hui se fait artificiellement, une réaction provoquée. Il s agit de faire heurter un neutron à basse énergie (c est à dire à une vitesse réduite) sur un noyau lourd et instable comme l Uranium. Ce neutron va alors être capturé par le noyau, qui va ensuite se séparer en deux noyaux plus légers (tout en libérant de l énergie).cette séparation du noyau libère alors 2 ou 3 neutrons, qui peuvent à leur tour aller heurter un autre noyau lourd qui se séparera aussi etc On appelle ça une réaction en chaîne, qui a donné naissance à la triste bombe atomique! Schéma du processus de fission. Un neutron percute un noyau lourd qui va se séparer en deux noyaux plus légers, en libérant de l'énergie et deux ou trois neutrons. Le tokamak :

3 Le programme ITER utilise un concept de confinement magnétique appelé «tokamak», ce terme est tiré du russe "toroïdal naja kamera magnetmymi kakushkami " ce qui signifie en français "chambre toroïdale avec bobines magnétiques" pour produire de l'énergie. Les physiciens Igor Tomm et Andreï Sakharov inventent le Tokamak en Il consiste à enfermer le plasma dans une chambre en forme de tore. Le combustible, un mélange de deutérium et de tritium, est chauffé à des températures supérieures à 150 millions de degrés Celsius afin d'obtenir un plasma chaud. De puissants champs magnétiques maintiennent le plasma à distance des parois. Ces champs sont générés par des bobines supraconductrices installées autour de la chambre. Le système magnétique d'iter se compose de dix-huit bobines supraconductrices de champ toroïdal, de six bobines de champ poloïdal, d'un solénoïde central et d'un ensemble de bobines de correction du champ magnétique qui, par leur action, assurent le confinement, le modelage et le contrôle du plasma dans la chambre. Les bobines de champ toroïdal d'iter sont conçues pour délivrer une énergie magnétique totale de 41 giga joules et un champ magnétique maximum de 11,8 teslas. Avec un poids total de tonnes, ce sont les plus gros éléments de la machine après la chambre à vide. En «pinçant» le plasma, les bobines de champ poloïdal le maintiennent à l'écart des parois, et contribuent à maintenir sa forme et sa stabilité. Plusieurs pays participent à ce projet. Les matériaux sont transportés jusqu' au site en camions exceptionnels qui peuvent peser plus de 800 tonnes et qui ont la capacité de rouler à 20 km/h maximum. Environ 8 convois sont déjà arrivés sur les 200 prévus. Pour pouvoir faire passer ces convois gigantesques, l'état a dû aménager et renforcer routes et ponts. Sur le site, la radioactivité est mesurée et surveillée : La radioactivité est le fait d'émettre des ondes radio, ce qui peut modifier le noyau d'un atome. Un atome est ce qui constitue toute chose. Il est composé de nucléons (des particules élémentaires) qui sont étroitement combinés et entourés de vide. Le phénomène de radioactivité a été découvert par Henry Becquerel en 1896 sur l'uranium et fut confirmé par Marie Curie pour le Thorium. De nos jours, nos centrales nucléaires utilisent de l'uranium. Les appareils de mesure dont disposent les scientifiques sont souvent très sensibles pour déceler la radioactivité. Elle se mesure à l'aide d appareils portables, en lecture instantanée. On parle de rayonnement. Le rayonnement, en physique, est un phénomène par lequel un corps (ou un système physique) libère de l'énergie, sonore, lumineuse... Nos sens ne peuvent pas percevoir les rayonnements provenant de la radioactivité. Les détecteurs (compteurs contenant un gaz, scintillateurs, semi-conducteurs) utilisent tous le même principe : ils convertissent en un signal électrique les protons ou les électrons créés par le rayonnement. Le Becquerel, le Gray, le Sievert sont les trois unités qui mesurent la radioactivité, son énergie et ses effets : - Le Becquerel (Bq) : Il permet de mesurer le niveau de radioactivité et correspond au nombre d atomes qui se désintègrent par unité de temps (seconde). - Le Gray (Gy) : Il permet de mesurer la quantité d énergie absorbée par de la matière (organisme ou objet) exposée à des rayonnements ionisants. - Le Sievert (Sv) : Il permet d évaluer les effets biologiques des rayonnements d origine naturelle ou artificielle sur l homme, en fonction du type de rayonnement.

4 A proximité des installations nucléaires, la réglementation française impose aux exploitants leurs propres dispositifs de surveillance. On distingue ainsi : La surveillance de l'environnement exercée au voisinage des installations nucléaires par les exploitants, l'irsn (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) et d'autres acteurs (associations). La surveillance générale de l'environnement effectuée dans des sites non-influencés par ces installations. Le déploiement de ces réseaux est aussi fondé sur un principe de mesure qui distingue : -Des réseaux de prélèvements d'échantillons faits régulièrement, mesurés en laboratoire qui ont pour but de suivre l'état radiologique des différents composants de l'environnement. Ces échantillons concernent principalement les aérosols mais aussi les eaux de pluies et de surfaces, les indicateurs biologiques (mousses, algues) et les denrées alimentaires. -Des réseaux de télésurveillance en continu de la radioactivité de l'air et parfois de l'eau des principaux fleuves. À ces réseaux est souvent associée une fonction d'alerte en cas d'élévation inhabituelle de la radioactivité mesurée. L'ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) assure le contrôle du respect de ces instructions. Et la biodiversité dans tout ça? La biodiversité est l ensemble des espèces animales et végétales présentes dans un milieu. Pour maintenir la biodiversité, le site a décidé de mettre en place quatre mesures compensatoires: Plan de gestion pour la préservation de plus de 1200 hectares d espaces naturels à Cadarache. Acquisitions foncières : 392 hectares de forêt acquis pour être mis en préservation sur trois sites. Thèse: le développement d un programme de recherche scientifique appliquée à la thématique forêt et biodiversité et aux espaces impactés sur ITER. Programme permanent de sensibilisation du public : une démarche pédagogique ayant bénéficié à plus de personnes. Dans la forêt, il y a près de 400 espèces dont 40 protégées. L ONF (Office National des Forêts) a imposé une contrainte : certaines des espèces protégées ne devaient pas disparaître. Les principales espèces protégées sont: L Orchidée de Provence Le Pique-prune Le Lézard La construction du site n a pas pu être réalisée sur les espaces où l orchidée de Provence était installée. Dans un espace protégé, des barrières ont dû être mises en place autour des orchidées car les personnes travaillant sur le site la prenaient en photo et la touchaient. Pour le lézard, des amas de rochers ont été reconstruits en dehors du site afin de lui offrir son milieu naturel. Les pique-prunes, doués de peu de mobilité vivent dans les vieux arbres

5 et se nourrissent de bois morts. L'Homme a donc mis en place du vieux bois sur des arbres vivants afin de leur offrir leur milieu de vie naturel permettant ainsi de préserver cette espèce. La forêt de Cadarache n a jamais été confrontée à des incendies ce qui explique la présence d arbres de plus de 500 ans ainsi que des vieilles espèces donc offre une grande biodiversité. L après-midi, nous avons visité la chaufferie de Manosque : Manosque est une ville du sud est de la France, située en région PACA, à proximité d Aix-en-Provence. Sur ce site se trouvent deux chaufferies : La chaufferie bois alimente l hôpital de Manosque et l'école internationale. Bien que cette chaufferie soit économique et écologique, elle présente cependant quelques inconvénients : investissement financier, grande surface d'implantation, longue maintenance La chaufferie gaz est en revanche plus rentable, a une maintenance moins longue et une surface d implantation moins importante. La biomasse représente l ensemble des matières organiques d origine végétale ou animale vous l aurez donc compris, l énergie biomasse est l énergie que l on tire des êtres vivants et leurs résidus. Elle n est considérée comme une énergie renouvelable que si sa régénération est égale a sa consommation, ainsi, par exemple l utilisation du bois ne doit pas conduire à une diminution du nombre d arbres. Nous avons pu constater des avantages : elle est biodégradable, rentable et disponible partout, ainsi que des inconvénients : rendements énergétiques faibles, coût en énergie grise important (transports). Cette visite fut une expérience à vivre en tant qu'élève. Nous vous conseillons fortement de visiter le site ITER Cadarache. C est très instructif!! **Pour plus d informations, téléchargez l application : Parcours Biodiversité Cadarache. L application à télécharger sur tablette ou smartphone Ios est destinée à accompagner un parcours dans l écosystème de Cadarache. Les élèves de 3 Verte