Classe de 1

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• Lénergie de demain un défi pour les sciences
  des matériaux
• P. Pareige Professeur, Groupe de Physique des
  Matériaux UMR CNRS 6634
• Classe de Première S2 du lycée Gustave FLAUBERT
• C.Lemonnier

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Les présentations.Le chercheurPhilippe Pareige
Responsable du GPM Le Groupe de Physique des
Matériaux Université et INSA de Rouen UMR CNRS
6634
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Les élèves de 1ère S2
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LenseignantChristophe Lemonnier

• Enseigne les sciences physiques depuis 2000

• En collège de 2000 à 2005

• Au lycée Gustave Flaubert depuis 2005.

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Les thèmes abordés.

1. Les énergies.

• Lénergie photovoltaïque

• Lénergie éolienne

• Lénergie hydroélectrique

• Lénergie nucléaire

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Lénergie nucléaire.

• La génération II de réacteur ( REP) Réacteur à
  eau pressurisée
• Ce sont ces dernières qui constituent le gros des
  58 centrales françaises, dont lancienneté est en
  moyenne de vingt ans. Leur durée de vie est
  fréquemment prolongée, mais elles devraient
  progressivement être remplacées par des
  installations de troisième génération à partir
  des années 2015-2030 .

• La génération III de réacteur (ERP ou EPR)
  Européan Pressurized réactor
• Les centrales sont mieux sécurisées, plus
  puissantes et plus productives que celle de la
  génération II.

• La génération IV
• Cest la génération future des centrales, prévue
  pour se déployer vers 2040. les réacteurs à
  neutrons rapides, capables de brûler la totalité
  de luranium et non plus seulement luranium
  fissile

• Le projet ITER International Thermonuclear
  Experimental Reactor à Cadarache en France qui
  nécessite la maitrise de la fusion nucléaire.

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Visite du GPM.
Thématiques principales 

• Etude des matériaux métalliques et
  semiconducteurs. Compréhension de lévolution des
  microstructures et nanostructures selon leur
  environnement.

• Relation entre structure des matériaux et leurs
  propriétés (magnétique, mécanique, électrique, )

• Développement dune technique unique en France 
  La Sonde Atomique Tomographique et limage de
  Microscopie Ionique.

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Sonde Atomique TomographiqueCette machine
analyse les métaux et semi-conducteurs atome par
atome. Elle identifie la nature chimique et la
position des atomes dans le matériau. Elle permet
de reconstruire en 3D un petit volume de matière
(10x10x500 nm3 ) analysé à léchelle atomique.
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Une utilisation de la Sonde Atomique
Tomographiqueexplorer la matière au niveau
atomique
Un point brillant représente un atome de cuivre
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Les atomes de cuivre se sont regroupés sous
leffet de la température. Le cuivre est
insoluble dans le fer, il préfère se regrouper et
former des amas de cuivre (comme lhuile et le
vinaigre !)
Cette machine est aujourdhui indispensable pour
étudier les matériaux et leurs vieillissements
pour les réacteurs nucléaires.
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Un microscope anciennement utilisé Microscope
Electronique à Transmission
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La visite du CEAlaccélérateur de particule
Jannus.
Jumelage daccélérateurs pour les Nanosciences,
le Nucléaire et la Simulation
La plateforme JANNUS est basée sur des
irradiations expérimentales couplées à des
caractérisations structurales, chimiques et
physiques in situ ou ex situ.
Elle concerne principalement deux grands domaines
le nucléaire et les nanosciences, plus
précisément létude du comportement sous
irradiation des matériaux du nucléaire
daujourdhui et de demain et la modification
contrôlée des matériaux dintérêt technologique
par implantation/irradiation.
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Exemple dutilisationll sagit de recréer un
environnement sous irradiation pour comprendre le
comportement des matériaux dans des conditions
réelles de fonctionnement (celui dun réacteur
nucléaire par exemple).
Accélérateur Pelletron de 3 MeV Épiméthée
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La visite du CEAPrésentation des réacteurs de
génération IV .
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La préparation du futur conduit à s'interroger
sur la nature et le type de réacteurs qui
pourront remplacer ceux de la génération
actuelle. Dans ce cadre, deux échéances peuvent
être distinguées

• le renouvellement des centrales les plus
  anciennes qui seraient atteintes par la limite
  d'âge sur la période 2015 2035.

• celui des centrales plus récentes, en signalant
  l'incertitude calendaire attachée à la durée de
  vie.

Si les modèles de génération IV, pour
l'instant à l'état de concept et objets de
recherche, sont prometteuses en matière de sûreté
et de production, leur développement débute à
peine et repose sur des ruptures technologiques
majeures. Ils ne seront donc pas disponibles pour
un emploi industriel avant 2040.
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Le principe existe, reste à trouver les
matériaux pour le construire. Le GPM travaille
avec le CEA pour trouver ou améliorer les
nouveaux matériaux pour fabriquer ces réacteurs.
Schéma du réacteur à neutron rapide refroidi au
sodium (prototype sur lequel le CEA à la charge
de travailler).
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Conclusion.Les points faibles

• Le vocabulaire employé par les conférenciers du
  CEA ou les chercheurs rencontrés était parfois
  difficile à comprendre. Pour améliorer , on
  aurait aimé plus dinteraction avec eux.

• On aurait aimé faire la visite du CEA plus tôt
  dans lannée pour se servir des informations dans
  nos TPE.

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• Les points forts

• Les thèmes abordés ont étés utiles pour la
  constitution des dossiers de TPE (Travaux
  Personnels Encadrés).

• Le contact avec des gens de terrain favorise
  génère de l ambition pour des études de
  physique..

• La visite du laboratoire et du CEA nous a apporté
  une culture scientifique supplémentaire
  nécessaire.

• Le monde de la recherche nous apparaît plus
  concret.

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Remerciements

• Au rectorat et à la DAAC pour avoir permis cet
  échange.

• A Monsieur Philippe Pareige pour nous avoir
  accompagné durant cet échange et organisé la
  visite du CEA

• Au Lycée Gustave Flaubert pour avoir accueilli
  Monsieur Pareige et financé la sortie du CEA.

• A notre Professeur Monsieur Lemonnier pour nous
  avoir choisi et permis cet échange .