Compte rendu du symposium sur la Fuson Froide des 19 et 20 mars à Avignon

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Pour la première fois une réunion franco-française s’est faite avec un grand succès. 47 personnes sont venues de toute la France, rejoints par quelques étrangers. Cela nous a permis de faire le point de la situation en France. Nous avons tous été surpris par le nombre de personnes engagées dans ce domaine, et la qualité des interventions.

Voici le compte rendu fait par Alain Coetmeur :

Samedi 19 mars

Le premier exposé a été donné par Jean-Paul Biberian (Retraité de Aix-Marseille Université). Il a présenté la vie et les recherches en LENR de George Lonchampt (1935-2013). Il était bien plus un ingénieur méthodique, qu'un chercheur. Il a travaillé notamment sur la séparation isotopique du lithium, puis de l'uranium par procédé électrolytique.

Avec Miles il est le seul à avoir reproduit exactement les expériences de Fleischmann & Pons. Il a travaillé sur diverses expériences plus ou moins réussies de LENR avec en particulier des conducteurs protoniques, ainsi que des cellules de type Patterson.

Cette présentation a été l'occasion de constater l'opposition du CEA aux travaux sur les LENR, même hors temps de travail, comme aussi au CNRS.

Le deuxième exposé par Michel Buxerolles et Jacques Kurkdjian (Retraités du CEA de Cadarache) a décris leur expérience faite en 1989 de détection de neutrons dans une cellule électrolytique PdD + NaF. Cette équipe bien expérimentée dans la détection de neutrons, utilisant un détecteur He-3 optimisé pour les neutrons de 2.5Mev (sphère de 8 pouces, chargée de ralentir ces neutrons), a observé un événement clair de quelques heures, d'émission de neutrons (3,8.10⁴ n/s estimé autour du réacteur) comparable à ceux de F&P. Le détecteur a été calibré avant, pendant et après l'expérience. Mais un orage a coupé l'électricité 30 minutes, et à la reprise le nombre de neutrons a commencé à baisser pour retomber au niveau du fond au bout de quelques heures.

Un émetteur de neutron était aussi utilisé pour créer un fond.

Cette expérience n'a pas pu être répliquée parce que le CEA l'a interdit.

Les détecteurs utilisés sont très crédibles car utilisés couramment dans des ambiances chaudes pour la calibration d'appareil de radioprotection, en routine.

L'exposé de Jacques Ruer (ingénieur retraité de SAIPEM) concernait la comptabilisation des flux d'énergie dans les expériences et réacteurs LENR.

Il a décrit les modes de fonctionnement d'un réacteur LENR et les facteurs de performance associés :

• Réacteur chauffé : on est obligé de chauffer le réacteur mais une chaleur supplémentaire est ajoutée. Le COP est le rapport de l'électricité injectée sur la chaleur totale produite, tandis que le facteur d'amplification A est le ratio de l'énergie d'excitation (sans le chauffage, qui pourrait provenir de la réaction en mode non chauffé) sur la chaleur produite. Il peut y avoir confusion entre COP et facteur A, comme par exemple Brillouin qui calcule son COP en ne tenant pas compte du chauffage.
• Réacteur refroidi. Ici le réacteur se chauffe lui-même et donc doit être refroidit. Les COP et facteur d'amplification sont donc les même.
• Réacteur refroidi avec feedback : un réacteur fait tourner un moteur thermique qui alimente en électricité le réacteur pour son excitation.
• Réacteur refroidi autonome avec production d'électricité. Ici le réacteur alimente un générateur électrique, utilise une partie de l'électricité, et exporte le reste. On peut définir un facteur de gain en électricité Z, qui est le ratio entre l'électricité exportée et l'électricité d'excitation. En fait ce facteur peut être négatif si le réacteur ne s'auto-entretient pas, nul s'il n'exporte rien, et sinon positif.

Il a ensuite parlé des différents types de moteurs thermiques.

• A petite puissance, le moteur Sterling est apprécié, mais il a ses limites à haute puissance.
• Le moteur Ericsson , une variante avec des soupapes, est efficace mais ne tient pas les hautes températures (>500°C)
• Les turbines à vapeur à haute puissance sont très complexes, avec de nombreux étages de récupération et de préchauffage.
• À basse puissance, des turbines ORC (cycle Rankine organique, utilisant des fluides organiques à la place de l'eau) sont plus simples.
• Les générateurs thermoélectriques sont plus simples à utiliser mais ont un rendement assez faible.

Il a finalement associé les courbes de rendement des moteurs selon la température aux calculs de COP pour montrer le COP minimum en fonction de la température, et de la qualité des moteurs.

Nicolas Armanet a parlé du comportement de l'hydrure de palaldium, des phases alpha et béta.
Cette présentation a été très appréciée car elle pourrait donner des pistes sur la manière de charger/décharger l'hydrogène dans le palladium, mais aussi le nickel, sur les alliages à utiliser, et sur la température de chargement et déchargement.

Il s'agit d'une présentation concernant un des aspect les plus important d'un travail bibliographique qui à conduit à la rédaction de 3 articles de revues. Il a été rappelé qu'à température ambiante, en fonction de la pression d'hydrogène à l'équilibre dans l'échantillon, 3 états sont possibles : alpha, alpha+béta, béta. Au delà de Tc (Température critique) 293°C, il n'y a plus qu'une seul phase, donc plus de mélange (alpha+béta). Pendant l'absorption, la phase béta pénètre dans la phase alpha, et le contraire pendant la désorption. Il a été montré que la phase béta pénètre dans l'échantillon massif à la manière d'un front d'hydrure, de la surface de l'échantillon jusqu'au centre, avec l'interface béta/alpha restant plate et parallèle à la surface de l'échantillon (une pénétration hétérogène). Pendant la désorption, la phase alpha pénètre de partout à travers l'échantillon, donc pas comme un front (une pénétration homogène). En conséquence, pendant l'absorption d'hydrogène, un échantillon de palladium gonfle de manière anisotropique : les plus petites dimensions sont celles qui grossissent  le plus, au détriment de la plus longue dimension. Pendant la désorption, le dégonflement est isotrope (comme prévu et comme ce qui devrait se passer pendant l'absorption). Le résultat est la rétractation de l'échantillon après chaque cycle.Le mécanisme responsable de cette situation est alors expliqué ; puis il est montré que l'existence de ce front d'hydrure a de lourdes conséquences sur la nano/microstructure de l'échantillon, et peut donc détruire, s'il existe, le site nucléaire actif.

L'expansion dimensionnelle anisotropique ne se produit pas quand les échantillons sont cyclés au dessus de Tc (et donc il n'y a pas de rétractation après cyclage dans ces conditions). Hydrogéner un échantillon de Pd au dessus de Tc évite donc ces problèmes, ou alors les réduits quand on est proche de Tc (en dessous), où la disparité de volume molaire entre les phases alpha et béta est plus faible. Modifier le % d'Ag dans PdAg, réduit aussi cette disparité. Le même phénomène (front ; anisotropie ; rétractation) a été constaté avec Ni-H, mais est pire, dû à une disparité volumique entre les phases alpha et béta + importante (18 % à H/Ni = 1.0, à la température ambiante), alors qu'avec Pd-H : 10 % à H/Pd = 0.6. Une des conséquences du mécanisme cité plus haut : le front d'hydrure de nickel est donc bloqué sous la surface (max 60µm) de l'échantillon, à la température ambiante, à une pression d'absorption donnée (env. 600 MPa) où l'échantillon devrait normalement être homogène. Il faut donc éviter des échantillons de Ni trop épais. "




L'exposé de François de Guerville a porté sur les cavités nanométriques dans les conducteurs protoniques
Des pérovskites comme SrCeO3 dopé Y contiennent de l'hydrogène moléculaire sous haute pression (>1GPa) dans des cavités nanométriques où se concentre l'hydrogène. Peut-être sera t-il possible d'augmenter la pression par un flux d'hydrogène, et à terme de créer de l'hydrogène partiellement métallique, voire de la matière de Rydberg. La pression requise est énorme, donc c'est une question.

L'exposé de Jean-Luc Paillet (Retraité de Aix-Marseille Université) était sur les niveaux électroniques profonds des atomes, les DDL (Deep Dirac Levels). Il a parlé de ces solutions, intégrant des corrections relativistes, qui sont rejetées habituellement, en partant de l’hypothèse que le rayon du noyau n’est pas nul. Il faut aussi tenir compte des couplages spin-orbites et spin-spin...

Jean-Francois Geneste (Airbus) a présenté "l'énergie se conserve t'elle ?". Il questionne la physique actuelle, la notion de champs dans le vide, le fait que dans un contexte de réalisme local, l'énergie peut transitoirement apparaître lors d'une interaction entre une charge et un écran.

Il propose que la transition électronique dans un atome (modèle de Bohm) fasse apparaître des champs magnétiques localement intenses, qui pourraient avoir un effet utile, pour les LENR par exemple.

Frederic Henry Couannier, (Maître de Conférence à Aix-Marseille Université) a présenté "Le côté obscur de la gravité". L'objet est de réconcilier la relativité générale et la physique quantique.

La physique quantique utilise un référentiel d'espace temps fixes ou la physique s'applique...

La relativité générale elle fait que l'espace lui-même se déforme, et interagit avec la matière, ce qui rend cette théorie impossible à quantifier en l'état.

Il propose de rétablir un espace temps fixe, dans lequel la gravité relativiste cause des déformations observables. Mais pour que cela marche il faut ajouter un deuxième jeu de fonctions "gravitation", qui corresponde à une sorte de monde invisible, doté de la même gravité que ce monde, et qui interagit de façon répulsive avec le nôtre... Cela semble cohérent, et il n'y a plus besoin de matière noire ou d'énergie noire, pour expliquer les phases de la cosmologie.

Dimanche 20 mars

Jean-Paul Biberian a fait un rappel de l'histoire de la Fusion froide, et des expériences marquantes.

Il a présenté quelques résultats d'avant la conférence de F&P, tel que Otto Reifenschweiler, (circa 1970 chez Philips, Kluev (1986, des neutrons observés lors de coup de marteau sur de la glace d'eau lourde), Dejarguin (1989 dans la revue Nature, production de neutrons dans du TiD sous chocs).

La conférence de F&P a été un moment clé. Fleischmann et Pons n'étaient pas des inconnus, car Fleischmann était membre de l'Académie des Sciences Royale Britannique et découvreur de l'Effet Raman Exalté, tandis que Pons était président du Département de Physique de l'Université de l'Utah (poste très important aux USA). Suite a cette conférence il y a eu des échecs, des réussites, et aussi des faux positifs.

Les théoriciens ont dit que c'était impossible. Rapidement, l'American Physical Society a déclaré que la fusion froide n'existait pas, mettant un couvercle sur le sujet.

L'expérience de F&P utilise un calorimètre isopéribolique très astucieux, simple et précis, mais que très peu ont reproduit car il faut une grande compétence pour être précis. McKubre de SRI en Californie a reproduit l'expérience différemment. C'était un ancien élève de Fleischmann, spécialiste du chargement du palladium par l’hydrogène.

L'expérience des cathodes creuses remplies de poudre de palladium de Arata a été présentée, montrant un dégagement de 24W après 1400 heures d'expérience...

Elle a été répliquée par McKubre, qui a fait des analyses spectroscopiques et découvert non seulement de l’hélium-4 mais aussi le très rare hélium-3.

L'expérience de Dennis Letts & Dennis Cravens, dans laquelle la cathode d’une cellule électrochimique est irradiée par un laser. Un dégagement de 300mW est produit alors que la puissance du laser n’est que de quelques mW.

Cette expérience a été modifiée en appliquant deux lasers de fréquences décalées, produisant un battement à des fréquences de la gamme des THz. On observe un spectre de résonance de la chaleur anormale.

L'expérience de Dardik, de la société Energetics (Nb : celle que Robert Duncan, directeur du département de physique à l'université du Missouri à analysée pour l'émission 60 Minutes, et qui l'a convaincu de faire de la recherche LENR) a été présentée. Grâce a une excitation du courant d’électrolyse par un signal très complexe (superwave) on a observé une chaleur anormale de 40 Watts pour une excitation de 0.74W (COP 25 !).

Le Nanor, développé par Michael Swartz du MIT a été présenté. C'est de la poudre de palladium entourée de ZrO2, excité par un courant pulsé produisant de manière durable un dégagement de chaleur.

F&P avaient mesuré de l’hélium-4 mais ne l'avaient pas publié.

Arata au Japon a aussi mesuré de l’hélium-4 avec un spectromètre précis, car il faut éviter la confusion entre He-4 et D2 dans les spectromètres de masse qui sont très proches.

Leslie Case, un ingénieur a testé un grand nombre de catalyseurs pour voir s'il y avait des chaleurs anormales pour s’apercevoir qu’un catalyseur au palladium supporté par du charbon de bois à base de noix coco était actif. Avec cette même expérience, McKubre a observé la production de d’hélium-4, et le rapport de proportionnalité entre chaleur et He4 de 31MeV+/-13 par atome de d’hélium-4 produit.

Pour les transmutations les expériences de Iwamura chez Mitsubishi Heavy Industries sont très importantes, en montrant la disparition d’un élément et l’apparition d’un nouveau

Cela a commencé dans le cadre d'un projet de 5 ans du gouvernement Japonais lancé en 1993 pour voir si la fusion froide marchait ou pas. Les résultats ayant été trop loin des applications, le projet a été arrêté et repris par Mitsubishi Heavy Industries. Du deutérium diffuse à travers un sandwich de Pd et CaO en couches minces, recouvert de composés comme césium, samarium, baryum. Il a observé avec une spectroscopie d’analyse de surface des transmutations évoluant avec le temps, comme Cs+4D->Pr ou Sr+4D->Mo ou Ba+6D->Sm, avec des preuves que ce ne pouvait pas être une contamination (par exemple la présence du seul isotope Mo-96)

En 1989, Fralick (NASA) a utilisé un filtre d'hydrogène en palladium et a observé la production de chaleurs (sans neutrons, contrairement à ses espoirs) à la vidange du filtre alors que la réaction devait être endothermique. Fralick l'a reproduit en 2011. Biberian et Armanet (présent à la conférence) l'avaient reproduite en 2007.

Arata a fait des expériences avec du palladium en poudre recouvert de ZrO2, sous une pression de100 atmosphères de deutérium et a observé de la chaleur.

Piantelli a fait des expériences avec nickel et hydrogène, avec un barreau de nickel dont les deux cotés n'étaient pas de la même température, produisant ainsi un gradient de température, et a observé de la chaleur.

Pour le tritium Tom Claytor à Los Alamos en a observé dans des expériences de décharges avec du palladium et des alliages de palladium dans du deutérium.

En ce qui concerne les neutrons, Jones en avait observé un peu, et Scaramuzzi en Italie en a observé avec du TiD2. Egalement Jiang en Chine avec du TiD2 et de l’UD3.

Fischer a observé des particules alpha dans une expérience d’électrolyse

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Pour conclure Jean-Paul Biberian a listé des pays les plus actifs, comme USA, Chine, Japon, Russie, Italie, et dans une moindre mesure, France, Royaume-Uni, Irlande, Corée, Hongrie, ...

Mathieu Valat du Martin Fleischman Memorial Project a présenté leurs travaux. L'expérience du dogbone et notamment du "bang" ont étés très instructif sur ce qui se passe dans les expériences de type Parkhomov". Cela a mené au développement du "glowstick", plus simple.

Il a aussi permis de repérer des incohérences dans le rapport de Lugano, notamment l'émissivité IR supposé pour la caméra (qui plutôt que 0.45 semble être dans les 0.95 sur la bande de la caméra)

Les échanges avec Piantelli ont donné des informations clé. Notamment il est essentiel de ne pas avoir d'oxygène dans la cellule.

La poudre de nickel d'origine de type carbonyl a une structure présentant une surface très élevée.

Le procédé qu'ils utilisent suppose des séquences de chargement avec des plateaux autour de la température de Debye, puis au-dessus de celle de Curie.

Le LiAlH4 est un produit qui se révèle très pratique, car selon son évolution (plusieurs étapes) il y a le relargage d'hydrogène et de divers composés. Il semble important de créer un précipité de lithium sur le nickel.

Didier Grass, un ancien de Thomson CSF,  a relaté une expérience lors de dépôts de poudres de nickel par pulvérisation cathodique sur de la zircone, au cours de laquelle une violente réaction s’est produite.

Cet accident s'est produit avant l'annonce de F&P et ils n'ont fait le lien qu'après la découverte de la fusion froide.

Ils travaillait sur de possibles matériaux innovant capable d'émettre des électrons efficacement dans les tubes à vides, par émission thermoïonique.

Il a commencé par recouvrir une structure en zircone avec du nickel par un procédé " de pulvérisation cathodique ". Ce procédé est assez particulier car il dépose une couche très éloignée de l'équilibre thermodynamique, plein de défauts métallurgiques, notamment dit " de macle ".

Ce dépôt avait pour but de rendre la poudre conductrice, afin d'y déposer du nickel par électrolyse.

Dans ce but il avait préparé une électrolyse dans un bain de Ni(NH2SO3)2 (amidosulfate de nickel) à 40 °C avec un courant de 10mA/cm2. Anode en nickel pur, et poudre en cathode. Après quelques secondes de lancement de l'électrolyse il a observé une boule de feu dans la cellule, mais pas d'explosion.

Le zircone a fondu, ce qui indique une température supérieure à 2000 °C.

Aujourd’hui, ce résultat ne semble plus si étrange car en LENR on connaît l'intérêt des poudres nanostructurées, et que le dépôt par pulvérisation cathodique est particulièrement anormal, presque amorphe. La géométrie de la cathode type "hollow cathode" est aussi connue pour augmenter la compression électrochimique.

Didier gras s'interroge si les microcavités évoquées par François de Guerville, ne sont pas en rapport avec ses observations.

Bill Collis a ensuite présenté son modèle théorique "Minimal Exotic Neutral Particle Model".

Il part d'hypothèses classiques et conservatrices en physique quantique, basées sur les observations.

Le fait que la réaction soit rapide implique qu'elle n'implique pas de réaction multi-corps, pas d'interaction faible, pas de barrière coulombienne franchie.

Le fait qu'il n'y ait pas de radiation pénétrante observée implique que l'impulsion soit conservée, que le spin soit conservé, que les produits de la réaction ne soient pas radioactifs, et donc que l'énergie soit diffusée sous forme d'énergie cinétique.

A l'origine de ces "impossibles" il y a diverses raisons. L'interaction faible est très peu probable, et impliquerait la production d'un neutrinos.

Pour les réactions cohérentes, Preparata avait montré que la cohérence est insuffisante tant qu'il n'existe pas des puits de potentiels de 80eV, or ils seraient observés au niveau chimique sous forme de réaction très exothermiques.

Il liste quelques modèles compatibles, comme les Erzions de Bazhutov, les poly-neutrons de Fischer, le « neutron hopping » de Hagelstein.

La théorie devra expliquer la production d’hélium-4, la chaleur, le manque de radiation pénétrantes, et la difficulté de détecter ces particules neutres exotiques (Exotic neutral Particle).

Il propose qu'il existe une paire d'espèces neutres qui soient capable d'effectuer un transfert de neutron. Ce doit être un donneur de neutron, et son pendant accepteur de neutrons.

Il élimine les poly-neutrons, car ne correspondant pas aux observations.

L'existence de points chauds implique un comportement catalytique de cet objet, mais pas une réaction en chaîne (non observée).

Il propose que ce donneur (En) et cet accepteur (E0) de neutron serve de catalyseurs à des réaction exothermiques entre 3 isotopes, avec régénération du donneur de neutron.

par exemple

Li6+En -> E0+Li7+energy

Li6+E0 -> En+Li5 +energy

Il trouve des cycle catalytiques similaires avec C13, H2, W183, Pt195, U238

Ces matériaux ont été impliqués dans des réactions LENR dans certains articles.

Il y a des prédictions à vérifier sur les isotopes et les transmutations.

Un échange a eu lieu avec Jean-Luc Paillet sur la possibilité que cette espèce donneur de neutrons soit en fait un atome dont un électron est tombé dans un état DDL...

Frederic henry Couannier a poursuivi sur la base de la théorie du côté obscur de la gravité pour expliquer les LENR.

Le point clé est que l'espace peut voir apparaître des discontinuités où l'espace se contracte localement.

Ce qui pourrait déclencher ce basculement serait la densité d'énergie/masse locale. Il propose qu'un basculement soit déclenché suite l'arrivé de charges ou de masse locales, ce qui une fois enclenché maintiendrait quelque temps comme le phénomène de foudre en boule, jusqu'à ce que l'objet soit neutralisé. Tant que la sphère ne serait pas neutralisée, la zone concernée maintiendrait une forte densité. Les objets massifs contenus dans cet espace par contre suivraient les charges proches de la surface, ce qui donnerait l'impression d'un objet d'une charge énorme alors qu'en fait il s'agirait juste de petites charges, légères, suivies par l'espace contracté et lourd. Cela expliquerait les particules étranges et exotiques observées dans certaines expériences de Urutskoev.

Pierre Clauzon et Daniel Fargue ont présenté des expériences récentes d'électrolyse plasma comparables à celles de Mizuno et Bazhutov.

Ces expériences font suites à des travaux de réplications de Mizuno faits vers 2006.

Ils sont réalisés dans le contexte de la Fondation Louis de Broglie. Dans les années 2000, il y avait eu un souci avec un wattmètre à trop faible bande passante ayant fait croire à un COP de 1.4 qui finalement s'est révélé être 1.1.

L'expérience de Bazhutov et Mizuno diffèrent principalement par la polarité inverse.

L'expérience actuelle se fait dans une solution aqueuse de K2CO3 à 0.2M, avec chauffage de 400W, et voltage continue de 250V redressé sans filtrage.

L'expérience a été améliorée en maintenant la température à 100 °C, en utilisant le corps d'une bouilloire. Les mesures actuelles, en mode Bazhutov, laissent entrevoir un COP 1.1-1.2, si on corrige les pertes estimées par transfert thermique des électrodes, chauffées à blanc. C'est un travail en cours, et le résultat n'est pas définitif.

Jean-Paul Biberian à décrit ses 5 expériences en cours.

·      Une réplication de l’expérience de Mizuno/Bazhuto est faite dans un calorimètre haute-pression (jusqu’à 10 bars).

·      Une expérience de type Rossi/Parkhomov, mais il n'y a pas de résultat probant pour le moment.

·      La réplication de l'expérience ICARUS9 de Pons, c’est-à-dire une électrolyse à l'ébullition avec condensation. Il a fallu reconstruire le calorimètre d'après les plans du fabriquant. Elle est en cours de calibration.Pour stabiliser l'ambiance autour du calorimètre, un grand vase en verre cylindrique et un régulateur de température d'aquarium sont utilisés. Il est rappelé que même avec une calorimétrie à flux massique, les variations de la température ambiante sont sources d'incertitude.

·      Une réplication des expériences de perméation (2004-2006) est en cours, mais il y a un souci pour retrouver les détails de l'époque, où des résultats intéressants avaient été observés.

·      Une expérience utilisant des micro-ondes produisant un plasma poussiéreux chargé en charbon de bois, conduit à ce que le charbon de bois devienne magnétique. Une analyse au microscope électronique a montré la présence de. Cette expérience a été prêté par George Egely de Hongrie qui soupçonne l’existence de transmutations.