Les scientifiques ont depuis longtemps imaginé le concept d’espace/temps, dans lequel l’espace et le temps se conjuguent . Le continuum espace-temps comporte quatre dimensions : trois dimensions pour l’espace, « x », « y » et « z », et une pour le temps, « t ».

Un événement se positionne dans le temps et l’espace par ses coordonnées « ct », « x », « y », « z », qui dépendent toutes du référentiel temps. Il est très difficile de s’imaginer que l’échelle des durées ne soit pas la même suivant le référentiel dans lequel on mesure, mais c’est bien le cas : elle n’est donc pas absolue ; il en va de même pour l’espace : la longueur d’un objet peut être différente selon le référentiel de mesure.

Mais n’y a-t-il pas un facteur plus fondamental ? Au lieu des 3 dimensions d’espace et de l’unique dimension de temps, l’univers pourrait-il être représenté par une structure originale en 3D ? Etudier celle-ci pourrait conduire à une Théorie du Tout ( theory of everything) 

L’hypothèse est que le concept d’espace-temps est dépassé . Il doit être remplacé par un concept beaucoup plus abstrait; celui de la fonction d’onde quantique de l’univers.

La fonction d’onde quantique de l’univers

La signification de la fonction d’onde de l’Univers a été activement débattue dans les années 1980. Dans la plupart des travaux sur la cosmologie quantique, il est admis que la fonction d’onde est une amplitude de probabilité pour que l’Univers ait une certaine géométrie spatiale, ou se trouve en un point du superespace de Wheeler.

Il semble que la fonction d’onde donne une description objective maximale compatible avec la théorie quantique. Cependant, la distribution de probabilité ne dépend pas du temps et ne prend pas en compte l’existence de notre Univers en évolution macroscopique.

Ce que nous souhaitons savoir, c’est comment les processus quantiques dans l’Univers primitif ont déterminé l’état de l’Univers actuel dans lequel nous sommes capables d’observer les conséquences macroscopiques de ces processus quantiques. Comme alternative à la gémétrodynamique quantique de Wheeler-DeWitt, nous considérons l’image qui peut être obtenue dans l’approche de l’espace de phase étendu pour la quantification de la gravité. La fonction d’onde dans cette approche décrit différents états de l’Univers qui correspondent à différentes étapes de son évolution.

Source
Sur la signification de la fonction d’onde de l’Univers
Vol. 28, n° 13, 1941009 (2019)
Revue internationale de physique moderne https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S0218271819410098)

On sait que les batteries au lithium sont devenues incontournables pour stocker à bord l’énergie électrique dont les véhicules à moteur électrique ont besoin pour tourner. Elles sont dites batteries litium-ion car l’une des électrodes de ces batteries sont fabriquées avec du lithium, plutot qu’avec du plomb dans les batteries traditionnelles. Il en résulte entre autres un gain de poids considérable.

Malheureusement pour l’industrie automobile occidentale, la Chine disposait jusqu’à présent des plus importants gisements de lithium disponible dans le monde. Ceci permettait à l’industrie automobile chinoise de pratiquer à l’exportation des prix sensiblement moins élevés que ceux de la concurrence. L’industrie automobile américaine était une des premières à en souffrir, notamment à l’exportation.

Pour accroître cet avantage, les pouvoirs publics chinois ont récemment décidé de mettre en service trois lignes ferroviaires permettant de transporter par fer plutôt que par la route les batteries exportées. Il en résultera des gains de temps et de main d’oeuvre importants.

Voir ci-dessous Références note 1

Ceci dit, étonnante coïncidence, les autorités américaines viennent d’annoncer la découvertes d’un gisement de lithium considérable, capable de satisfaire pendant plusieurs années les besoins du monde entier. Ce minerai ne pourra pas être mis en exploitation dans l’immédiat, mais on peut prévoir qu’il viendra rapidement concurrencer le lithium chinois. Il aura l’avantage de pouvoir être utilisé sur place, sans être obligé de parcourir en train un quart de la planète.

Voir ci-dessous Références note 2

Références

1. https://chine.in/actualite/photos-premier-essai-transport-ferroviaire_176840.html
2. https://www.20minutes.fr/economie/auto/4052808-20230913-voiture-electrique-plus-grand-gisement-lithium-decouvert-usa
   Des volcanologues viennent de découvrir, à la frontière des Etats de l’Oregon et du Nevada, ce qu’ils pensent être la plus grande réserve mondiale de lithium, matériau primordial dans le développement de la voiture électrique à batterie. Le gisement contiendrait 120 millions de tonnes de lithium, soit 12 fois plus que ce qui était jusque-là considéré comme le plus grand gisement du monde, en Bolivie.Mieux encore, la teneur en lithium du minerai de cet ancien site volcanique serait très élevée, et contiendrait donc très peu de déchets. Selon les experts, cette réserve pourrait suffire à alimenter la demande du secteur de l’automobile électrique pour plusieurs décennies, même en tenant compte de la croissance potentiellement exponentielle de la demande. L’exploitation minière du site pourrait démarrer dès 2026.

L‘astéroïde vient de dépasser pour la première fois le seuil des 1% de risque de collision avec la Terre fixé par le Réseau international d’alerte aux astéroïdes.

Découvert en décembre 2024 grâce à un télescope au Chili, l’astéroïde 2024 YR4 a aujourd’hui 1,6 % de chance de toucher la Terre en 2032, selon la Nasa.

Un risque très bas, mais loin d’être négligeable. Il est en effet « très rare que la probabilité (d’impact) dépasse les 1 % », relève Bruce Betts, de l’organisation américaine Planetary Society. Et cette évaluation pourrait évoluer à la baisse comme à la hausse dans les mois et années à venir. « Il y a de fortes chances que non seulement il ne frappe pas la Terre, mais que dans les mois ou les années à venir, la probabilité tombe à zéro »

Malgré ce faible risque, une surveillance accrue est de mise. S’il venait à toucher la Terre, 2024 YR4, de taille aujourd’hui estimée entre 40 m et 100 m de large, pourrait causer des dégâts considérables. « S’il tombait au-dessus de Paris, Londres ou New York, cela anéantirait pratiquement toute la ville et une partie de la région environnante »

Les dommages pourraient ainsi « s’étendre jusqu’à 50 km du site d’impact », évalue un document du Réseau international d’alerte aux astéroïdes (IAWN).

La dernière fois qu’un objet de ce type a heurté la Terre, nous pensons que c’était au début des années 1900 à Toungouska, dans une région isolée de Sibérie », rapporte Andrew Rivkin, astronome à l’université Johns Hopkins. Et si ce scénario venait à se reproduire, « on s’attendrait à ce que l’astéroïde se brise dans l’atmosphère » en plusieurs morceaux, estime-t-il. Avec un impact potentiellement plus de 500 fois plus puissant que la bombe nucléaire d’Hiroshima.

Cependant, si l’astéroïde venait à toucher terre, nous savons où cela serait », poursuit Andrew Rivkin. La zone d’impact possible comprend la partie orientale de l’océan Pacifique, le nord de l’Amérique du Sud, l’océan Atlantique, l’Afrique, la mer d’Arabie et l’Asie du Sud.

Si l’astéroïde venait à tomber en plein océan, la menace pour l’homme serait minime. Ce serait différent si c’était sur un continent, ou encore près d’une île ou des côtes, un tel impact faisant courir le risque d’un tsunami.

Quoi qu’il en soit, si ce risque venait à se confirmer, l’humanité disposerait de suffisamment de temps pour se préparer. Des scientifiques travaillent depuis des années au développement de moyens de défense planétaire, insiste l’astronome, qui a lui-même participé à une mission de la Nasa ayant réussi à changer la trajectoire d’un astéroïde inoffensif.

« Je ne vois pas pourquoi cela ne fonctionnerait pas à nouveau » reconnaissant toutefois que l’emploi de telles mesures, la plupart n’ayant encore jamais été testées dans l’espace, dépendrait du bon vouloir des pays disposant de moyens spatiaux.

> À LIRE AUSSI. Espace : la Nasa va tenter de dévier un astéroïde en le percutant avec une sonde kamikaze

De nouvelles études montrent qu’un environnement saumâtre et riche en carbone sur l’ancêtre de l’astéroïde Bennu était propice à l’assemblage d’éléments constitutifs de la vie.

En octobre 2020, un vaisseau spatial robotisé de la taille d’une camionnette s’est brièvement posé à la surface de Bennu, un astéroïde de 525 mètres de large, situé à 320 millions de kilomètres de la Terre, avant de redécoller.

C’est ainsi que la mission OSIRIS-REx de la NASA a pu recueillir un précieux échantillon de poussière et de petits cailloux affleurant cette surface, après avoir passé deux ans à orbiter autour de l’astéroïde pour l’imager. La capsule contenant l’échantillon est revenue sur Terre en septembre 2023, dans le désert de l’Utah, aux États-Unis. Depuis, une équipe internationale s’est attelée à l’étude des quelque 120 grammes de matériaux prélevés sur Bennu.

Ses conclusions sont présentées dans deux articles publiés le 29 janvier 2025 dans Nature et Nature Astronomy. Les analyses de la poussière de Bennu montrent que le prédécesseur de Bennu, un astéroïde plus important, aurait pu contenir de l’eau salée — ce qui ouvre de nouvelles perspectives sur la chimie des débuts du système solaire.

Les astéroïdes sont les restes de corps plus gros datant du début de l’histoire de notre système solaire, qui ont été détruits par des collisions avec d’autres objets — on parle de corps « parents ». Les fragments qui restent aujourd’hui sont en orbite autour du Soleil et présentent une grande diversité de formes, de tailles et de compositions chimiques.

L’astéroïde Bennu a été choisi pour la mission OSIRIS-REx parce que les observations de télédétection effectuées depuis la Terre indiquaient qu’il s’agissait d’un astéroïde de type B, c’est-à-dire riche en carbone et en minéraux argileux hydratés — et présentant peut-être des similitudes avec le groupe de météorites les plus anciennes que l’on trouve directement sur Terre, les « chondrites carbonées ».

Mais contrairement aux échantillons de météorites que l’on trouve sur Terre, les échantillons prélevés sur les astéroïdes n’ont pas été modifiés physiquement ou chimiquement par l’atmosphère et la biosphère terrestres.

Ce sont donc les témoins intouchés de temps immémoriaux, et c’est pour cela qu’ils permettent d’aborder des questions essentielles sur l’évolution du système solaire primitif, la formation des planètes et les ingrédients de la vie.

https://www.numerama.com/sciences/1895562-un-asteroide-revele-des-indices-fascinants-sur-lemergence-de-la-vie.html

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Reference 1
Published: 29 January 2025

• An evaporite sequence from ancient brine recorded in Bennu samples,

Nature volume 637, pages 1072–1077 (2025)

Abstract

Evaporation or freezing of water-rich fluids with dilute concentrations of dissolved salts can produce brines, as observed in closed basins on Earth1 and detected by remote sensing on icy bodies in the outer Solar System2,3. The mineralogical evolution of these brines is well understood in regard to terrestrial environments4, but poorly constrained for extraterrestrial systems owing to a lack of direct sampling. Here we report the occurrence of salt minerals in samples of the asteroid (101955) Bennu returned by the OSIRIS-REx mission5. These include sodium-bearing phosphates and sodium-rich carbonates, sulfates, chlorides and fluorides formed during evaporation of a late-stage brine that existed early in the history of Bennu’s parent body. Discovery of diverse salts would not be possible without mission sample return and careful curation and storage, because these decompose with prolonged exposure to Earth’s atmosphere. Similar brines probably still occur in the interior of icy bodies Ceres and Enceladus, as indicated by spectra or measurement of sodium carbonate on the surface or in plumes2,3

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Reference 2
Published: 29 January 2025

Abundant ammonia and nitrogen-rich soluble organic matter in samples from asteroid Bennu

Nature Astronomy (2025)

Abstract

Organic matter in meteorites reveals clues about early Solar System chemistry and the origin of molecules important to life, but terrestrial exposure complicates interpretation. Samples returned from the B-type asteroid Bennu by the Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer mission enabled us to study pristine carbonaceous astromaterial without uncontrolled exposure to Earth’s biosphere. Here we show that Bennu samples are volatile rich, with more carbon, nitrogen and ammonia than samples from asteroid Ryugu and most meteorites. Nitrogen-15 isotopic enrichments indicate that ammonia and other N-containing soluble molecules formed in a cold molecular cloud or the outer protoplanetary disk. We detected amino acids (including 14 of the 20 used in terrestrial biology), amines, formaldehyde, carboxylic acids, polycyclic aromatic hydrocarbons and N-heterocycles (including all five nucleobases found in DNA and RNA), along with ~10,000 N-bearing chemical species. All chiral non-protein amino acids were racemic or nearly so, implying that terrestrial life’s left-handed chirality may not be due to bias in prebiotic molecules delivered by impacts. The relative abundances of amino acids and other soluble organics suggest formation and alteration by low-temperature reactions, possibly in NH3-rich fluids. Bennu’s parent asteroid developed in or accreted ices from a reservoir in the outer Solar System where ammonia ice was stable.

Dans un article précédent nous indiquions que Jim Lenton, directeur du Global Systems Institute de l’université d’Exeter, titulaire d’une chaire sur le changement climatique et la science, avait participé à l’élaboration d’un rapport alarmant publié en octobre dernier en Grande Bretagne. Les auteurs y critiquent l’aveuglement des autorités concernant « les points de basculement climatiques », et en particulier celui de l’AMOC. Il suffirait que celui-ci se dérègle pour que tout le Royaume-Uni et l’Irlande soient fortement impactés par un froid glaciaL

Mais il y a plus. Pendant des millions d’années, un refroidissement a eu lieu au centre de la Terre, alors qu’à l’époque, les températures à l’intérieur étaient très élevées : un tapis de magma gardait une chaleur importante. Le refroidissement a débouché sur la création d’une surface fragile et cassante, comme une croûte. En dessous de celle-ci, l’énergie thermique a provoqué des événements majeurs, tels que la tectonique des plaques ou des éruptions volcaniques. C’est pourquoi la Terre est dépeinte comme une planète active.

Cependant, comme nous le précisons ci-dessous, de nouvelles recherches sur le sujet, publiées dans la revue Earth and Planetary Science Letters, seraient en passe de changer la donne. « Comme les autres planètes rocheuses Mercure et Mars, [la Terre] se refroidit et devient inactive beaucoup plus rapidement que prévu« , déclare Motohiko Murakami, chercheur basé à Zurich et chargé de l’étude.

Les conséquences ne peuvent être précisément datées, mais elles se chiffreraient en millions d’années, au minimum. Autrement dit, pendant ce temps, il faudra prévoir un refroidissement global de la Terre. Laquelle des causes, réchauffement ou refroidissement, l’emportera dans les prochains siècles? Il est difficile de le prédire exactement. Ce qui est certain est que la Terre, comme les autres planètes de la même taille, deviendra une planète morte, autrement dit une planète froide.

Référence

Earth and Planetary Science Letters

Volume 578, 15 January 2022, 117329

Radiative thermal conductivity of single-crystal bridgmanite at the core-mantle boundary with implications for thermal evolution of the Earth

Author links
Motohiko Murakami ^a
, Alexander F. Goncharov ^b
, Nobuyoshi Miyajima ^c
, Daisuke Yamazaki ^d
, Nicholas Holtgrewe ^bShow moreAdd to MendeleyShareCite

https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117329Get rights and content

Highlights

• •Radiative thermal conductivity of single-crystal bridgmanite was measured at 80 GPa.
• •Results suggest far higher radiative conductivity at the core-mantle boundary (CMB).
• •Bulk thermal conductivity at CMB becomes ∼1.5 times higher than previously expected.
• •More vigorous mantle convection and more rapid mantle cooling are expected.
• •Emergence of post-perovskite phase at CMB further accelerates rapid manlte cooling.

Abstract

The Earth has been releasing vast amounts of heat from deep Earth’s interior to the surface since its formation, which primarily drives mantle convection and a number of tectonic activities. In this heat transport process the core-mantle boundary where hot molten core is in direct contact with solid-state mantle minerals has played an essential role to transfer thermal energies of the core to the overlying mantle. Although the dominant heat transfer mechanisms at the lowermost mantle is believed to be both conduction and radiation of the primary lowermost mantle mineral, bridgmanite, the radiative thermal conductivity of bridgmanite has so far been poorly constrained. Here we revealed the radiative thermal conductivity of bridgmanite at core-mantle boundary is substantially high approaching to ∼5.3±1.2 W/mK based on newly established optical absorption measurement of single-crystal bridgmanite performed in-situ under corresponding deep lower mantle conditions. We found the bulk thermal conductivity at core-mantle boundary becomes ∼1.5 times higher than the conventionally assumed value, which supports higher heat flow from core, hence more vigorous mantle convection than expected. Results suggest the mantle is much more efficiently cooled, which would ultimately weaken many tectonic activities driven by the mantle convection more rapidly than expected from conventionally believed thermal conduction behavior.

1. Introduction

………………………………………………………………………………….

Jusqu’à il y a peu, on considérait que la zone d’habitabilité du Système solaire se situait à une distance au Soleil permettant de disposer d’eau liquide à la surface de la planète, soit entre Venus et Mars. Cette définition a été revue avec la découverte par la sonde Galileo de sérieux indices de l’existence d’océans à l’intérieur de certaines des lunes de Jupiter.

On considère à présent quatre conditions d’habitabilité : la présence d’eau liquide, une source d’énergie (comme la tectonique des plaques ou les forces des marées), la présence de nutriments comme les 6 éléments chimiques majoritaires chez les êtres vivants,  et enfin, un environnement stable. De plus, l’existence d’un champ magnétique s’avère importante pour protéger la vie du vent solaire qui détruit les atmosphères.

Parmi les 4 principaux satellites de Jupiter, Io n’est pas la candidate idéale, avec ses 400 volcans actifs et ses lacs de lave.  Callisto quant à elle semble dépourvue d’activité géologique.  En revanche, des mesures faites par la mission Galileo et par le Télescope Hubble (HST) ont révélé des indices de la présence de sources d’énergie et d’un océan d’eau salée liquide subglaciale sur Europe. Il en est de même pour Ganymède, qui est par ailleurs le seul satellite à posséder son propre champ magnétique généré à l’aide d’un effet dynamo actif et qui interagit avec la magnétosphère de Jupiter. C’est pour ces raisons que ces lunes sont visées par les missions Europa Clipper et Juice 

Pour un grand nombre de scientifiques, Europe est la meilleure chance de trouver de la vie dans le Système solaire. Sur sa surface glacée, on aperçoit un réseau de fissures qui sont vraisemblablement des résurgences d’eau, comme on en voit en Arctique. Des geysers jaillissent de temps à temps. Ces observations suggèrent la présence d’un océan d’eau liquide souterrain mais proche de la surface, et possiblement en contact avec le cœur silicaté.

Si les très fortes radiations de Jupiter exterminent toute forme de vie à la surface d’Europe ne peut-on espérer trouver sous la surface des écosystèmes analogues à ceux présents dans les sources hydrothermales de nos océans, qui s’avèrent grouiller de vie malgré des conditions inhospitalières ?

 Les observations du télescope Hubble ont permis de montrer que certaines régions reflétaient une composition dominée par du chlorure de sodium, ce qui suggère justement une circulation hydrothermale ! La sonde Europa Clipper en effectuera une reconnaissance détaillée afin de déterminer les caractéristiques de son océan et son niveau d’habitabilité. Elle étudiera également les panaches de vapeur d’eau. S’ils sont liés à l’océan interne d’Europe, on pourra en savoir plus sur la composition chimique de l’environnement d’Europe sans avoir à forer à travers des couches de glace.  

Ganymède, le plus gros satellite du système solaire, est la cible principale de la mission spatiale Juice. Son champ magnétique induit témoigne de la présence à l’intérieur d’un milieu conducteur qui pourrait être lui-aussi un océan d’eau liquide, d’un volume bien supérieur à celui des océans terrestre, piégé entre deux couches de glace.

Ce champ magnétique interagissant avec la magnétosphère jovienne produit des aurores., dont les faibles oscillations confortent l’hypothèse de l’océan souterrain. Juice devra donc mesurer avec précision les caractéristiques de l’océan et du champ magnétique de Ganymède.

Références

https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/trouver-la-vie-sur-les-lunes-de-jupiter

NewScientist 2 september 2023 p.40 We are exploring the habitability of the moon of Jupiter, Michele Dougherty

On nomme AMOC ( anglais pour « circulation méridienne de retournement de l’Atlantique »), un ensemble de courants océaniques qui contribue, entre autres, à maintenir un climat doux en Europe occidentale et du nord.

Tim Lenton, directeur du Global Systems Institute de l’université d’Exeter, titulaire d’une chaire sur le changement climatique et la science a participé à l’élaboration d’un rapport alarmant publié en octobre dernier en Grande Bretagne. Les auteurs y critiquent l’aveuglement des autorités concernant « les points de basculement climatiques », et en particulier celui de l’AMOC.

Il suffirait que celui-ci se dérègle pour que tout le Royaume-Uni et l’Irlande soient fortement impactés par un froid glacial.

Les conséquences ne se limiteraient pas à des désagréments aussi triviaux que le report des rencontres sportives. Le refroidissement produit par la modification des courants océaniques « éliminerait fondamentalement les cultures arables au Royaume-Uni, provoquerait une crise de l’eau dans le sud-est et nécessiterait des changements majeurs au niveau des infrastructures, notamment de transport »,

Plusieurs scientifiques veulent désormais alerter le grand public. « Le Royaume-Uni pourrait être encore moins bien préparé à faire face aux principales menaces liées à la sécurité climatique qu’il ne l’était confronté à la récente pandémie due au coronavirus SARS-CoV-2« .

Le gouvernement n’évalue pas ces risques de manière adéquate, et se prépare encore moins à faire face à leurs conséquences. Le manque d’imagination persiste ».

Selon le rapport précité, ces risques sont sous estimés, voire non-mentionnés, par les responsables de la polique de sécurité. Les auteurs du rapport demandent que les conséquances,des futurs refroidissement déclenchent sans attendre des mesures permettant d’y faire face. Il s’agirait en priorité d’une politique de construction de logements adaptés et d’abris pour les populations les plus fragiles, mais aussi de reconversion des politiques agricoles.

Un cargo à voiles n’est pas un cargo à moteur équipé d’une voilure auxiliaire. c’est un cargo qui utilise le vent comme principal propulseur, n’ayant recours au moteur que lorsque le vent mollit durablement. Les cargos à voiles actuellement en cours d’essais prolongés à Saint Nazaire à l’initiative d’armateurs visionnaires n’ont pas exactement le profil des clippers du 19e siècle, le plus célèbre d’entre eux étant le Clipper du thé Cutty Sark. Néanmoins, à quelques milles de distance ils ne sont pas très différents.

Dotés de mats élevés mais orientables et de voilures de taille adaptée à la force du vent, ils pourront devenir comme les clippers leurs ancêtres de nouveaux rois des mers, d’autant plus que bien utilisés, ils permettront à leurs armateurs des économies de fuel considérables. La pollution des mer et la mort des espèces marines par les rejets de fond de cale et l’émission de gaz toxiques en diminueront d’autant.

Le plus engagé est l’armateur morlaisien Grain de Sail https://graindesail.com/fr/content/21-notre-entreprise Il veut passer du transport en palettes aux conteneurs. Il a annoncé la construction d’un troisième navire : un porte-conteneurs de 110 mètres à propulsion entièrement vélique. Il devrait utiliser une solution SolidSail des Chantiers de l’Atlantique adaptée pour l’usage d’un « pur voilier-cargo ».

La société morlaisienne, créée en 2012 par les frères Barreau, ne fera finalement pas construire des sisterships de son Grain de Sail II, préférant un navire plus grand. Elle a annoncé, mercredi 23 octobre, le projet de construction d’un porte-conteneurs deux fois plus gros que son dernier navire entré en flotte, tout en restant entièrement vélique. « Pour démocratiser le transport vélique, il faut changer d’échelle et c’est ce que nous apprêtons à faire avec un pur voilier porte-conteneurs », explique Olivier Barreau président de Grain de Sail. Le navire pourrait être mis en service en 2027. 

Tous les anciens moniteurs et stagiaires des Glénans se réjouiront https://www.glenans.asso.fr/

 Note

L’achèvement du canal de Suez coïncida avec le lancement du clipper Cutty Sark, marquant une période cruciale dans l’histoire de la navigation maritime. Cette coïncidence introduisit un itinéraire plus court vers la Chine. Les clippers, confrontés à des conditions météorologiques difficiles et à des péages onéreux, perdirent leur position dominante dans le commerce maritime. En 1877, seulement neuf d’entre eux osaient entreprendre le voyage vers la Chine, contre soixante en 1870. Après huit voyages, le Cutty Sark fut contraint d’abandonner le commerce du thé face à l’avènement des navires à vapeur. Néanmoins, il trouva une nouvelle vocation dans le transport de laine en provenance d’Australie et de Nouvelle-Zélande, établissant un record de traversée en 67 jours jusqu’à Londres.

Voir https://www.cea.fr/comprendre/Pages/energies/nucleaire/essentiel-sur-la-fusion-nucleaire.aspx

Principe de la fusion. Le noyau des atomes est composé de neutrons et protons, qui tiennent ensemble grâce à la force la plus intense de la nature : l’interaction forte, responsable de « l’énergie de liaison nucléaire ». Cette énergie peut être libérée de deux façons :

• soit en cassant des noyaux lourds : c’est ainsi que fonctionne une centrale nucléaire actuellement ;
• soit en fusionnant des noyaux légers : ce qui se passe dans les étoiles

Dans des conditions de température extrême (des millions de degrés Celsius), la matière se présente sous forme de plasma : ni solide, ni liquide, ni gazeuse, la matière est comparable à une « soupe » où noyaux et électrons ne sont plus liés, ils circulent librement. Lorsque deux noyaux « légers » se percutent à grande vitesse, ils peuvent fusionner, créant un noyau plus lourd : c’est la fusion nucléaire. Durant l’opération, une partie de l’énergie de liaison des composants du noyau est libérée sous forme de chaleur ou de lumière.

Dans le cœur des étoiles, ce sont deux noyaux d’hydrogène, composés uniquement d’un proton, qui fusionnent pour donner un noyau plus lourd : l’hélium dont le noyau contient deux protons et un ou plusieurs neutrons. Dans le Soleil, cette transformation se déroule en plusieurs étapes. Sur Terre, pour récupérer de l’énergie, les scientifiques tentent d’utiliser la fusion de deutérium et de tritium, deux isotopes de l’hydrogène (noyaux contenant un proton et un ou deux neutrons). Cette réaction donne elle aussi naissance à un noyau d’hélium très chaud, et libère un neutron de grande énergie.

Enjeu : créer et maintenir un plasma de fusion sur Terre

Pour récupérer de l’énergie à partir de la fusion nucléaire, il faut être capable de créer des conditions physiques similaires à celles des étoiles, et atteindre des températures de 150 millions de degrés (dix fois la température interne du Soleil). Ce défi scientifique et technologique posé aux chercheurs représente un important enjeu stratégique : la fusion pourrait devenir une nouvelle ressource d’énergie illimitée, sans risque majeur, et sans déchets hautement radioactifs à stocker.

À la fin des années 1960, la communauté scientifique – à commencer par les scientifiques russes, qui furent précurseurs – est parvenue à développer une machine capable de contenir le plasma dans une enceinte fermée et à le chauffer pendant une fraction de seconde : le tokamak., en forme d’anneau (ou « tore »),. Les particules qui y sont injectées subissent des champs magnétiques si intenses qu’elles restent maintenues dans la partie centrale de l’anneau, sans contact avec les parois.

Leur chauffage est assuré par différents moyens : l’injection de matière chaude et le chauffage par ondes sont les plus utilisés actuellement. Il existe d’autres façons de faire la fusion, par exemple en employant des faisceaux lasers intenses qui compressent une microbille contenant le mélange deutérium-tritium.

De nombreux organismes de recherche, à travers le monde, étudient la fusion.

L’expérience d’envergure de cette thématique, le projet Iter, requiert des partenariats internationaux, pour compléter les expérimentations menées à plus petite échelle à travers le monde.

Le but du réacteur est de pouvoir récupérer en continu suffisamment de puissance issue des réactions de fusion pour assurer, d’une part, le fonctionnement du réacteur et, d’autre part, la fourniture en électricité.

Le CEA, au sein d’Euratom, disposait d’un tokamak : Tore Supra, devenu West, situé à Cadarache. Tore Supra détient le record du monde de durée d’un plasma performant (c’est-à-dire représentant un certain niveau de température et de densité), parfaitement maîtrisé, pendant 6mn30.

La machine européenne JET, la plus grande du monde, située à Culham (Angleterre), à laquelle participe les équipes du CEA, détient quant à elle le record mondial de « puissance fusion » (16 MégaWatt pendant 1s, 1 mégawatt correspond à près de vingt mille ampoules allumées en même temps). Tous les résultats innovants fournis par ces machines ont été intégrés dans la construction du tokamak Iter.

De par sa configuration particulière, notamment le refroidissement « actif » des composants, Tore Supra a constitué une base unique d’expérimentation des composants face au plasma. Le projet WEST a consisté à modifier, entre 2013 et 2016, Tore Supra pour en faire une plateforme unique de tests pour ce composant « critique » du tokamak ITER, le divertor tungstène activement refroidi.

Grâce à sa nouvelle configuration magnétique, ses équipements spécifiques et son environnement entièrement métallique, WEST va tester des composants en tungstène, identiques à ceux que l’on installera sur ITER. En effet, si la température et la densité au cœur du plasma de WEST sont plus faibles que dans ITER, les conditions à la périphérie du plasma sont très similaires, avec des flux de chaleur et de particules dans le divertor pouvant atteindre 20 MW / m2 – soit dix fois plus intenses que ce que subit le bouclier d’une navette spatiale à son entrée dans l’atmosphère. WEST permettra également d’explorer les problématiques de physique des plasmas sur des longues durées en environnement tungstène.

Le but du réacteur est de pouvoir récupérer en continu suffisamment de puissance issue des réactions de fusion pour assurer, d’une part, le fonctionnement du réacteur et, d’autre part, la fourniture en électricité.

Le CEA, au sein d’Euratom, dispose d’un tokamak : Tore Supra, devenu West, situé sur le centre de Cadarache. Tore Supra a fonctionné de 1988 à 2013. Cette machine, dans le contexte européen, avait pour objectif l’étude de plasmas en régime permanents, c’est-à-dire sur plusieurs dizaines -voire centaines- de secondes. Pour cela de nouvelles technologies y ont été déployées :

• l’utilisation  de « câbles supraconducteurs », pour créer des aimants qui vont confiner le plasma en continu ;

• l’utilisation de micro-ondes pour chauffer et générer du courant dans le plasma ;
• la mise en place d’éléments de première paroi situés immédiatement autours du plasma refroidis et capables de supporter de haut flux de chaleur.

Tore Supra détient le record du monde de durée d’un plasma performant (c’est-à-dire représentant un certain niveau de température et de densité), parfaitement maîtrisé, pendant 6mn30. La machine européenne JET, la plus grande du monde, située à Culham (Angleterre), à laquelle participe les équipes du CEA, détient quant à elle le record mondial de « puissance fusion » (16 MégaWatt pendant 1s, 1 mégawatt correspond à près de vingt mille ampoules allumées en même temps). Tous les résultats innovants fournis par ces machines ont été intégrés dans la construction du tokamak Iter.

De par sa configuration particulière, notamment le refroidissement « actif » des composants, Tore Supra a constitué une base unique d’expérimentation des composants face au plasma. Le projet WEST a consisté à modifier, entre 2013 et 2016, Tore Supra pour en faire une plateforme unique de tests pour ce composant « critique » du tokamak ITER, le divertor tungstène activement refroidi.

Grâce sa nouvelle configuration magnétique, ses équipements spécifiques et son environnement entièrement métallique, WEST va tester des composants en tungstène, identiques à ceux que l’on installera sur ITER. En effet, si la température et la densité au cœur du plasma de WEST sont plus faibles que dans ITER, les conditions à la périphérie du plasma sont très similaires, avec des flux de chaleur et de particules dans le divertor pouvant atteindre 20 MW / m2 – soit dix fois plus intenses que ce que subit le bouclier d’une navette spatiale à son entrée dans l’atmosphère. WEST permettra également d’explorer les problématiques de physique des plasmas sur des longues durées en environnement tungstène.

Jusqu’à maintenant, les recherches menées ont permis aux scientifiques de mieux comprendre les plasmas, de les maîtriser et d’en augmenter les performances énergétiques. Ces thématiques regroupent aussi bien l’infiniment petit (compréhension du comportement de la matière qui nous entoure) que l’infiniment grand.

Le Tokamak international Iter, à proximité du centre CEA de Cadarache, est une nouvelle étape qui succède à une longue lignée de machine. Elle est la première installation à réunir toutes les conditions pour obtenir et étudier un plasma en combustion, c’est-à-dire d’un plasma dominé par les réactions de fusion. La suite, avec la conception de futurs réacteurs comme Demo, en intégrant de nouveaux concepts de matériaux de bord et la fourniture de tritium in situ, devrait mener, en délivrant pour la première fois du courant électrique, à la naissance d’une nouvelle filière énergétique : l’énergie nucléaire de fusion.

Les défis technologiques posés par la fusion nucléaire sont énormes : le cryomagnétisme, le contrôle-commande du plasma et de la machine en temps réel ; concevoir des matériaux de paroi capables de supporter des hauts flux de chaleur et la percussion de neutrons ; intégrer à ces matériaux du lithium, pour assurer l’auto-alimentation du réacteur…

Afin de développer une exploitation industrielle de la fusion, les limites, risques ou verrous technologiques à surmonter pour la construction de réacteurs à fusion sont déjà identifiés : la maintenance de l’ensemble, le vieillissement, la tenue des matériaux de structures et la gestion des déchets radioactifs de la première paroi…

De nature différente, toutes ces problématiques sont déjà présentes dans la filière nucléaire actuelle (qui exploite la fission nucléaire), et déjà en cours d’étude pour une exploitation industrielle de la fusion nucléaire. Diversifier nos ressources énergétiques permettra ainsi d’assurer l’approvisionnement énergétique des pays et de trouver des alternatives aux énergies fossiles carbonées (pétrole, gaz, charbon…), qui constituent encore l’essentiel de l’énergie consommée sur Terre.

Actualité

Aujourd’hui, ITER accumulerait des déboires et retards (à vérifier). L’attention se porte en priorité sur

Les Etats-Unis

https://www.france24.com/fr/am%C3%A9riques/20221212-fusion-nucl%C3%A9aire-le-gain-net-d-%C3%A9nergie-une-%C3%A9tape-historique-qui-vient-d-%C3%AAtre-franchie

La Chine

https://media24.fr/2025/01/29/des-satellites-revelent-que-la-chine-construit-le-plus-grand-laser-de-fusion-nucleaire-au-monde/

Le Japon

https://www.sfen.org/rgn/fast-le-japon-leve-le-voile-sur-un-nouveau-projet-de-reacteur-a-fusion-nucleaire/#:~:text=Le%20Japon%20a%20lanc%C3%A9%2C%20le,la%20fin%20des%20ann%C3%A9es%202030.

L’Autriche

https://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatie-scientifique-et-universitaire/veille-scientifique-et-technologique/autriche/article/fusion-nucleaire-une-equipe-de-chercheurs-de-linz-travaille-a-l-amelioration-de

• En créant des particules qui existent simultanément en 37 dimensions, des physiciens ont mis à l’épreuve notre compréhension de la réalité quantique, ouvrant la porte à un réseau interconnecté de possibilités qui ne sont peut-être que le sommet émergé de l’iceberg.
  
  A la source de cette exploration se trouve le paradoxe dit Greenberg-Horne-Zeilinger (GHZ) . Il s’agit d’une expérience de pensée qui illustre la nature étrange de l’intrication quantique. Celle-ci repose sur le postulat qu’existent des particules liées de telle façon que toute intervention sur l’une entraîne immédiatement une répercussion identique sur l’autre quelle que soit la distance qui les sépare, fut-ce la moitié de l’univers.. Ce paradoxe donne une image de l’univers beaucoup plus complexe et interconnecté que l’on imaginait jusqu’à présent.
  .
• Pour mesurer le concept d’intrication, les physiciens auteurs de l’expérience ont réussi à créer des particules existant simultanément en 37 dimensions. Ceci suggère que notre compréhension de la physique quantique est encore loin de ce que nous pensions jusqu’à présent.
  

Référence

[Submitted on 27 Mar 2013 (
v1), last revised 21 Jul 2016 (this version, v2)]
Multi-setting Greenberger-Horne-Zeilinger Paradoxes
Weidong Tang, 
Sixia Yu, 
C.H. Oh
Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) paradox provides an all-versus-nothing test for the quantum nonlocality. In all the GHZ paradoxes known so far each observer is allowed to measure only two alternative observables. Here we shall present a general construction for GHZ paradoxes in which each observer measuring more than two observables given that the system is prepared in the n-qudit GHZ state. By doing so we are able to construct a multi-setting GHZ paradox for the n-qubit GHZ state, with n being arbitrary, that is genuine n-partite, i.e., no GHZ paradox exists when restrict to a subset of number of observers for a given set of Mermin observables. Our result fills up the gap of the absence of a genuine GHZ paradox for the GHZ state of an even number of qubits, especially the four-qubit GHZ state as used in GHZ’s original proposal.


arXiv:1303.6740 [quant-ph]
(or arXiv:1303.6740v2 [quant-ph] for this version) 
https://doi.org/10.48550/arXiv.1303.6740

Journal reference:
Phys. Rev. A 95, 012131 (2017)
Related DOI:
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.012131