La production, le transport et la consommation d’énergie ont des impacts environnementaux et climatiques si néfastes que la pierre angulaire de la transition écologique, à laquelle se sont engagés les États participants à la COP-21 (2015), consiste en une reconversion massive du modèle énergétique mondial. Pourtant, la fin de règne des énergies fossiles se fait toujours attendre.

^{1er décembre 2020}

Découvrez le nouveau n° de Pop’Sciences Mag

^{[Édito de Stéphane Martinot, Administrateur provisoire de l’Université de Lyon]}

L’énergie consommée dans le monde provient à plus de 80% de combustibles fossiles. À ce rythme, et dans la perspective d’une planète à 9 voire 10 milliards d’habitants, la plupart des ressources en pétrole, charbon, ou gaz naturel auront disparu d’ici 150 ans, après que leurs stocks naturellement présents dans nos sols se soient taris.

En à peine 3 siècles, depuis la première révolution industrielle, l’espèce humaine aura épuisé les ressources énergétiques dont elle aura eu besoin pour se développer et se moderniser à vitesse exponentielle. Comment s’extirper de cette conviction collective qui consiste à croire que cette surexploitation peut perdurer sans fin ? Et, par la même occasion, mettre un terme aux effets délétères que la combustion de ces énergies fossiles a sur l’environnement et le climat ?

Le défi de la transition énergétique est sur toutes les lèvres, pourtant les moyens de sa mise en œuvre ne font pas consensus.

Un paradoxe subsiste entre, d’un côté, le volontarisme politique affiché en faveur de la transition énergétique et de l’autre, la lente mise en œuvre des alternatives technologiques nécessaires à son accomplissement. Ce nouveau numéro permet de comprendre pourquoi la diminution des combustibles polluants dans le « mix énergétique » est si longue à aboutir.

Quelles nouvelles innovations scientifiques permettraient d’accélérer le mouvement ? Comment inverser la vapeur d’une économie encore très dépendante de la capitalisation sur des ressources fossiles et tarissables ? Enfin, comment peut-on profiter de cette transition pour définir une production d’énergie qui soit plus résiliente, plus acceptée et moins créatrice d’inégalités ?

C’est ce que l’Université de Lyon, au travers de ce nouveau numéro de Pop’Sciences Mag, vous propose de décrypter.

• À catastrophe lente, transition lente ?
• Nucléaire : les déchets en héritage
• Le numérique menace-t-il la transition énergétique
• Hydrogène : réconcilier environnement et industrie ?
• La tentation du tout renouvelable

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On comptera 23 000 tonnes de déchets de graphite dès que les 9 réacteurs de la filière uranium naturel graphite gaz (UNGG) auront été démantelés. Quand l’industrie électronucléaire et l’Andra œuvrent à établir des scénarios de stockage sécurisé du graphite irradié catégorisé « faible activité – vie longue » (FA-VL), d’autres lui imagine des fonctions plus révolutionnaires.

^{Cet article est extrait du Pop’Sciences Mag #7 : Énergie. Une transition à petits pas}

^{Samuel Belaud   |   24 novembre 2020}

Bloc de graphite – ©DR

Le graphite est composé d’atomes qui – une fois passés par une réaction nucléaire – affiche d’interminables périodes de radioactivité¹. Le Carbone 14 par exemple, qui présente une période de 5 700 années, ou encore le Chlore 36, isotope pour lequel il faut patienter 301 000 ans avant que qu’il ne perde la moitié de sa radioactivité. Si les déchets de graphite affichent une « faible » activité, leur durée de vie est extrêmement longue et complique leur prise en charge par l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs – Andra.

Ils sont actuellement stockés en surface sur les sites des réacteurs et il n’y a, à ce jour, pas d’autre solution de stockage. L’enjeu est alors de simuler l’évolution du graphite dans le temps afin de proposer un site de stockage le plus sûr possible. « Nous avons cherché à reproduire en laboratoire la manière dont le graphite se modifie au cœur du réacteur et, à partir de là, nous pouvons simuler la diffusion des radioéléments dans les matériaux, ou encore déterminer comment cette matière radioactive se comportera sur le long terme » précise Nathalie Moncoffre à propos de plusieurs projets de recherche² menés à l’Institut de Physique des 2 Infinis – IP2I (CNRS – Université Claude Bernard Lyon 1).

L’illusion d’une énergie sans fin

Le salut pour le graphite viendrait-il d’une start-up ? Neel Naicker, porte-parole de NDB – Nano Diamond Battery a déclaré dans un article publié par New Atlas le 25 août dernier : « Imaginez un monde où vous n’auriez pas du tout à recharger votre batterie pour la journée. Imaginez maintenant que ce soit pour la semaine, pour le mois… Et pendant des décennies ? C’est ce que nous pouvons faire avec cette technologie ». La pierre angulaire de cette nouvelle technologie a priori révolutionnaire : le Carbone 14. NDB isole ces isotopes nucléaires à partir des déchets nucléaires qu’elle récupère des réacteurs UNGG. Cette déclaration vient à la suite des travaux d’une équipe de recherche de l’Université de Bristol qui avait réussi à développer ce type de « batterie diamant » en retirant le Carbone 14 du graphite irradié. La promesse est majeure : créer une pile éternelle qui fonctionne à partir de déchets radioactifs dont on ne sait justement pas comment gérer la longue période de radioactivité. Débarrassés de leurs isotopes les plus radioactifs, la gestion de ces déchets s’avèrerait bien plus aisée.

Certains s’étaient déjà essayés au mythe de l’énergie infinie et propre à partir de matière radioactive quand, en novembre 2013, l’entreprise Laser Power System promettait la sortie prochaine d’un moteur fonctionnant au thorium. Concept dont personne n’a entendu parler depuis … Nous permettant de relativiser : si le progrès nécessite une bonne dose d’enthousiasme, le miracle énergétique ne pourra pas venir d’une seule innovation … Aussi prometteuse soit-elle.

Pour aller plus loin : Pop’Sciences Mag

^{1> L. Vende. Comportement des déchets graphite en situation de stockage: Relâchement et répartition des espèces organiques et inogarniques du carbone 14 et du tritium en milieu alcalin. Matériaux. Ecole des Mines de Nantes, 2012.}

^{2> A. Blondel, G. Silbermann, N. Moncoffre, N. Toulhoat, N. Bérerd, et al.. Etude du comportement du chlore 36 et du carbone 14 dans le graphite nucléaire. IBAF 2010 – 3e Rencontre « Ion Beam Analysis Francophone », Nov 2010, Namur,}

Informatique et physique se mêlent et s’entremêlent au Festival Particule.com, comme la science et le théâtre ! Visitez un supercalculateur, suivez le chemin d’une particule, ou apprenez à programmer…

Le Centre de Calcul de l’Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules en partenariat avec l’Institut de Physique Nucléaire de Lyon, le Laboratoire des Matériaux Avancés et le Laboratoire d’InfoRmatique en Image et Systèmes d’information organisent sur le domaine scientifique LyonTech-la Doua, à Villeurbanne, la 5^e édition du Festival Particule.com.

Manifestation dédiée à la médiation scientifique dans les domaines de la physique et de l’informatique, le Festival Particule.com s’attache à faire découvrir au grand public et aux scolaires ces disciplines et les liens qui les unissent sous un format souvent inédit, mêlant art et science.

Dix ans après la 1^re édition qui mettait à l’honneur le LHC, le plus grand accélérateur de particules au monde, vous pourrez à nouveau découvrir cette véritable machine à remonter le temps qui a depuis permis de déceler une nouvelle particule élémentaire, le fameux boson de Higgs. Comment CMS, détecteur de plus de 12 500 tonnes, l’a observé, repéré parmi des milliards de particules ? Que reste-t-il encore à découvrir sur les origines de la matière et les particules élémentaires qui nous entourent ? Venez percer quelques-uns des mystères de cette étonnante machine au travers d’une représentation théâtrale ludique, interactive et didactique.

De nombreuses autres animations vous attendent. Vous pourrez également visiter un supercalculateur, découvrir l’évolution de l’informatique au travers d’une exposition, échanger avec nos scientifiques ou encore apprendre à programmer un robot. Un programme riche en perspective, à la croisée entre l’informatique et la physique.

AAnimations proposées

Scolaires : jeudi 11 et vendredi 12 octobre de 9h00 à 12h00 puis de 14h00 à 17h00 | Public visé : collège, lycée, post-bac / selon animations

Tout public : samedi 13 octobre de 10h à 18h | Public visé : 10 ans +

• Nom de code : LHC – La machine à remonter le temps (Spectacle)

©2015-2018 CERN

Ne restez pas spectateurs, devenez acteurs de la science lors d’une représentation théâtrale originale ! Identifiez-vous à une particule en déambulant sur le circuit du plus grand accélérateur de particules du monde et faites connaissance avec le fameux boson de Higgs, tout en perçant quelques-uns des mystères de l’Univers.

Public visé : 13 ans +  (Scolaires :  collège, lycée, post-bac)

• Visite d’un supercalculateur  (visite commentée)

Particule.com 2016 / ©Eric Le Roux

Visitez un lieu unique : le data center du Centre de Calcul de l’IN2P3, où des milliers de processeurs et des robots de stockage sont utilisés par les physiciens, via les réseaux à très haut débit.

Public visé : 13 ans +  (Scolaires :  collège, lycée, post-bac)

• Attention, collisions de trous noirs !

© Cyril Fresillon/LMA/CNRS Photothèque

Les ondes gravitationnelles émises dans notre univers lointain ont été enregistrées par un nouveau type de détecteur : des interféromètres laser de plusieurs kilomètres de long répartis sur trois continents. Lors d’une rare visite du Laboratoire des Matériaux Avancés – LMA, venez découvrir les miroirs villeurbannais parmi les plus précis jamais réalisés qui sont au cœur de ces instruments.

Public visé : 15 ans +  (Scolaires :  lycée, post-bac)

• L’informatique, des origines à nos jours (Exposition)

Au fil de cette exposition, découvrez l’histoire de l’informatique, des premières machines à calculer aux grilles de calcul, en passant par les premiers ordinateurs individuels.

Public visé : 13 ans +  (Scolaires :  collège, lycée, post-bac)

• Découvertes à l’Institut de Physique Nucléaire de Lyon

©IPNL

Visite de l’accélérateur 4MV (jeudi 11 et samedi 13 octobre)
Saisissez l’occasion de visiter un accélérateur de particules utilisé pour des recherches sur la médecine nucléaire et le stockage des déchets radioactifs. Apprenez-en également plus sur les méthodes de pointes utilisées pour soigner les cancers.

Radioactivité
Apprenez-en plus sur la radioactivité, découvrez les différents types de radioactivité que l’on retrouve à l’état naturel, à l’aide d’un compteur Geiger assistez à la détection de la radioactivité qui nous entoure, ou encore mesurez des spectres radioactifs et regardez ce qu’ils nous apprennent de l’atome et de son noyau.

Voir l’invisible (jeudi 11 et samedi 13 octobre)
Avez-vous déjà eu l’occasion d’observer l’invisible ? Les rayons cosmiques sont des particules venant de l’espace dont certaines arrivent jusqu’au niveau du sol. Il est alors possible de les détecter grâce à une chambre à étincelles. Dans le cadre de la Fête de la Science, vous êtes invités à en découvrir une à l’Institut de Physique Nucléaire de Lyon.

Visite du CMS Center
Venez visiter un centre de commande à distance de l’expérience CMS du LHC au CERN qui a participé à la découverte du boson de Higgs en 2012. Cette visite vous permettra de découvrir la physique des particules et les moyens expérimentaux mis en œuvre pour son étude.

Public visé : 14 ans +  (Scolaires :  collège, lycée, post-bac)

• A la découverte de l’informatique avec le LIRIS

         Jeudi 11, vendredi 12 et samedi 13 octobre

©LIRIS

Découvrez l’informatique en participant à des ateliers animés par des étudiants en informatique et des chercheurs du Laboratoire d’Informatique en Image et Systèmes d’information – LIRIS. Vous pourrez apprendre à programmer un robot, comprendre comment gérer les interactions hommes-machines, mais aussi découvrir ce qui se cache derrière un ordinateur au travers de petits jeux logiques.

En partenariat avec : Université Claude Bernard Lyon 1, INSA, CNRS, Ecole Centrale de Lyon, Université Lumière Lyon 2

Public visé : 10 ans +  (Scolaires :  primaire, collège, lycée)

Retrouvez la liste exhaustive des animations et plus d’informations sur le site du festival :

Festival Particule.com

Consultez toute la programmation Fête de la Science 2018

en Métropole de Lyon et Rhône