Des batteries longue durée grâce aux déchets nucléaires

Transformer les déchets nucléaires en batteries capables de fonctionner des années sans recharge ? C’est la promesse de Zeno Power, qui veut alimenter en électricité les fonds marins, la Lune et l’espace. Un débouché pour le Français Orano…

Recycler des déchets radioactifs pour générer de l’électricité dans l’espace ou sous la mer : c’est l’objectif de la société américaine Zeno Power, spécialisée dans le développement de batteries nucléaires. Elle est notamment en contrat avec le Pentagone (7,5 millions de dollars dans le cadre du programme DEPTHS), pour utiliser du strontium 90, un isotope radioactif issu de la fission de l’uranium ou du plutonium et stocké depuis plus de 40 ans au laboratoire d’Oak Ridge, dans le Tennessee. Un site mythique géré par le Département de l’Énergie (DOE), où fut mené le fameux projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale puis, dans les années 2000, les recherches de conversion du plutonium militaire en combustible MOX.

Le strontium 90 (dont la demi-vie est de 29 ans) est utilisé par Zeno via un RTG (radioisotope thermoelectric generator) qui exploite la chaleur dégagée par sa désintégration pour la convertir, via un moteur Stirling, en électricité. L’installation d’une telle minicentrale au fond de la mer vise à alimenter capteurs et bornes de recharge pour les batteries des drones ou de tout autre véhicule sous-marin autonome. Ce qui, explique l’entreprise, doit garantir « la fourniture d’une énergie durable pendant des années, sans lumière solaire, sans rechargement ni maintenance ». Concrètement, cela permettra de réduire considérablement la durée et le coût des missions de surveillance des océans et des infrastructures sous-marines. Des missions menées dans des conditions difficiles, à plusieurs kilomètres de profondeur, parfois interrompues par la nécessité de recharger les batteries.

La start-up parle d’une durée de vie de plusieurs années, pour une puissance pouvant varier de 1 à 100 watts. Très prometteur, ce projet est encore en phase de développement : Zeno Power n’envisage de livrer ses premiers systèmes au gouvernement qu’à partir de 2027, avant de passer à l’échelle industrielle en 2028.

Certes, les batteries nucléaires n’ont rien de nouveau. Cette technologie a même été utilisée depuis des décennies par la NASA pour ses sondes spatiales Voyager et Curiosity. Les expériences sont plus limitées dans le domaine maritime (alimentation d’une bouée lumineuse dans les années 1960, bouée météorologique de la Marine dans le golfe du Mexique…). Mais Zeno revendique une technologie innovante offrant d’importants progrès en termes de rendement, grâce à des systèmes d’alimentation moins coûteux, compacts et modulaires, adaptés aux environnements extrêmes.

D’autre part, les quelques systèmes existants utilisent majoritairement du plutonium 238. Mais sa production a longtemps été interrompue et les stocks mondiaux s’amenuisent, ne permettant pas d’envisager les applications à l’échelle industrielle qu’ambitionne Zeno. C’est la raison pour laquelle la société a décidé de recourir, pour le spatial, à l’américium 241, issu, comme le strontium 90, du recyclage du combustible usé. La disponibilité de ces deux isotopes est donc, potentiellement, très importante.

Avec une demi-vie de 430 ans et une forte densité énergétique, l’américium 241 constitue en outre une efficace source de combustible. Zeno a d’ailleurs signé l’an dernier avec Orano un accord stratégique prévoyant la fourniture à terme d’une dizaine de kilos par an d’américium 241. Cela va permettre au groupe français de créer une nouvelle filière (d’autant que des projets européens du même type sont en cours en Europe) et de valoriser ce sous-produit, stocké dans son usine de La Hague et voué jusqu’ici à finir en déchet vitrifié. La start-up américaine pourra, elle, bénéficier d’une électricité propre et renouvelable, destinée à alimenter de petits engins spatiaux comme des rovers et des atterrisseurs, ainsi que des infrastructures lunaires, dans le cadre des programmes Artemis et Moon to Mars de la NASA. Le début de la production est prévu pour 2032.