Le saviez-vous ? Super-centrale à fusion cosmique

Super-centrale à fusion cosmique

Le Soleil, source d'énergie colossale.

Le soleil déploie à chaque seconde plus d'énergie que l'humanité n'en a jamais consommé depuis sa naissance ! Environ 383 milliards de milliards de mégawatts, c'est le produit du nombre hallucinant de fusions qui ont lieu au cœur du soleil, dans le noyau, à chaque seconde.

Dans le noyau solaire, la matière est organisée sous forme de plasma : le cœur est tellement chaud (15 millions de degrés K.) que les électrons des atomes leur sont arrachés et se déplacent plus ou moins librement. Il est également tellement dense (160g/cm3) que de nombreux atomes d'hydrogènes entrent en collision, avec une force telle parfois, qu'ils fusionnent totalement pour donner naissance à un atome d'hélium (un peu moins lourd que les protons hydrogène), libérant au passage un peu d'énergie (de l'ordre de 2 microwatts par cm3). Comparativement à d'autres types de fusion, contrôlée, cette énergie est assez faible. Elle correspond par exemple à la même énergie déployée par un même volume, chez un homme au repos.
Cependant, le nombre de fusions à la seconde (environ 1,7*1038) élève la quantité d'énergie libérée à un niveau phénoménal ! Cette énergie est libérée principalement sous forme de chaleur, mais la réaction produit également les photons lumineux qui atteindront la surface de la Terre. L'ensemble des réactions fusionne 3,4*1038 protons (noyaux hydrogène), ce qui représente une consommation de près de 4,26 millions de tonnes de matière par secondes : 596,7 millions de tonnes d'hélium sont produites à partir de 600 millions de tonnes d'hydrogène, et l'excédent transformé en énergie.
L'ordre de grandeur de l'énergie émise par le soleil en 1 seconde est de 382,7 yottajoules (1 yotta = 1014), c'est-à-dire 3,827*1026 watt. Cette énergie colossale libérée en un temps très bref est environ 1000 fois plus importante que toute l'énergie fossile récupérable sur Terre (charbon, pétrole, gaz...). La Terre ne reçoit par ailleurs qu'une fraction infime de cette énergie : à peine 1,74*1017 J, soit près d'un demi-milliardième. Pour déployer une énergie semblable sur Terre, il faudrait recouvrir toute la partie émergée de dynamite : 91,5*1015 tonnes de TNT. Il faudrait donc plusieurs dizaines de millions de bombes Tsar (la bombe la plus puissante de tous les temps) pour libérer une quantité d'énergie similaire.
On est bien loin des consommations d'énergie de l'humanité : la consommation annuelle estimée en 2001, pour tous les hommes de la planète, s'élève à peine à un peu plus de 4,2 milliards de milliards de watts pour l'année, soit une moyenne de 13 milliards de watts produit et consommé chaque seconde : Pour chaque watt consommé sur Terre, le soleil en produit donc près de 30 millions de milliards! Des chiffres qui donnent le vertige, et l'on se demande comment le soleil peut émettre autant d'énergie sans disparaître ou s'éteindre rapidement. Pourtant, celui-ci contient tant de matière que les réactions de fusion dureront encore plusieurs milliards d'années.

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