Les batteries nucléaires peuvent alimenter en électricité des équipements et des installations pendant des décennies voire un siècle sans être rechargées. Elles sont idéales dans les environnements isolés et hostiles, mais pas seulement. Elles utilisent des matériaux radioactifs dont la désintégration progressive dégage de l’énergie.
Ce ne sont pas des rêves d’auteurs de science-fiction ou de savants fous. Elles sont bien réelles et les États-Unis et la Chine sont à la pointe du développement de cette technologie avec des entreprises comme l’américaine Zeno Power et surtout la chinoise Betavolt qui a commencé une production en petite série.
Leurs premières utilisations seront pour des missions spatiales, des équipements océanographiques, des appareils médicaux et des installations électroniques et de communications considérées comme stratégiques et devant être protégées d’éventuelles coupures de réseaux. Mais on pourrait très bien en trouver un jour dans nos logements, nos téléphones portables, nos ordinateurs, nos voitures et nos robots.
Un potentiel considérable
Les batteries nucléaires offrent un immense potentiel car elles peuvent fonctionner pendant de nombreuses décennies sans avoir besoin d’être rechargées. La batterie s’alimente en captant les particules émises par les matériaux radioactifs lors de leur désintégration et en exploitant cette énergie. Ces matériaux radioactifs – tels que le strontium 90, le nickel 63 et le carbone 14 – ayant une longue durée de vie, les piles fonctionnent pendant très longtemps.
L’idée des batteries nucléaires n’est pas nouvelle, loin de là. Le gouvernement américain a commencé à travailler sur cette technologie dans les années 1950 par l’intermédiaire de la NASA. Le pays a mené des recherches dans ce domaine pendant 70 ans avant d’être rejoint et dépassé par la Chine. C’est cette dernière qui a donné une nouvelle impulsion au développement de cette technologie.
Déjà produites en série en Chine
Des laboratoires chinois en produisent déjà. Au début de l’année dernière, Betavolt, une start-up chinoise a lancé une minuscule batterie nucléaire de la taille d’une pièce de monnaie, baptisée BV100, dont la durée de vie est estimée à un demi-siècle grâce à l’utilisation de Nickel-63. « Mais cette batterie n’est pas une simple innovation de laboratoire », explique un article de Popular Mechanics. « Elle est déjà produite en série, avec l’intention d’alimenter des technologies allant des appareils médicaux et aérospatiaux aux futurs smartphones ».
La technologie de Betavolt diffère de celle des batteries nucléaires « traditionnelles » développées par la NASA. Plutôt que d’utiliser une méthode thermoélectrique, les batteries de Betavolt utilisent un émetteur radioactif et un absorbeur semi-conducteur spécialement conçus pour capturer les particules bêta – les électrons et les positrons émis par la désintégration du Nickel 63. Bien que ce processus produise moins d’énergie que la méthode thermoélectrique de la NASA, leur production d’énergie est fiable et incroyablement durable, avec un potentiel d’un siècle, voire plus.
Les Etats-Unis dans la course
Une autre équipe de chercheurs en Chine travaille sur une autre batterie nucléaire toujours d’une durée de vie théorique de 100 ans basée sur le carbone 14. Mais le carbone 14 est beaucoup plus rare que le nickel 63, ce qui laisse penser que la technologie de Betavolt a peut-être plus d’avenir. Dans les deux cas, la Chine semble disposer de réserves suffisantes de ses isotopes pour que le développement de ces technologies se poursuive. « À l’image de son programme photovoltaïque pour l’énergie solaire, la Chine met en place toute la chaîne d’approvisionnement à l’intérieur de ses propres frontières », indique Popular Mechanics.
Aux Etats-Unis, l’entreprise la plus avancée aujourd’hui s’appelle Zeno Power. « Avec l’intensification de la concurrence entre les grandes puissances, les fonds marins, l’Arctique et la surface lunaire deviennent les premières lignes de la sécurité mondiale et du progrès économique, mais ils restent des déserts énergétiques », affirme Tyler Bernstein, le directeur général de la start-up américaine. Zeno Power vient de sécuriser un financement de 50 millions de dollars. « Grâce à ce financement, nous sommes sur la bonne voie pour faire la démonstration de systèmes à grande échelle en 2026 et livrer les premières batteries nucléaires commerciales pour alimenter des équipements dans des environnements extrêmes d’ici 2027 », ajoute Tyler Bernstein.
Rupture technologique
Zeno Power a aussi « verrouillé un approvisionnement en combustible à base de strontium 90 » auprès du ministère américain de l’énergie, et a signé des contrats avec le ministère de la défense et la NASA, pour un montant total de plusieurs dizaines de millions de dollars, selon un article d’Axios. L’entreprise collabore également avec le secteur spatial commercial et travaille avec la société de robotique lunaire iSpace-U.S. pour « développer des systèmes à énergie nucléaire capables de survivre au froid extrême de la nuit lunaire », selon Space News.
« Les batteries nucléaires de Zeno auront un impact immédiat sur la défense et l’espace, et un potentiel à long terme pour transformer la façon dont l’énergie est fournie dans les environnements éloignés et distribués », affirme Lior Prosor, partenaire de Hanaco Ventures, l’un des principaux bailleurs de fonds de Zeno Power.
Le potentiel de ces technologies est réellement extraordinaire. L’espace, le fond des océans mais des applications pour fournir de l’énergie à des infrastructures stratégiques et même un téléphone portable qui n’aura jamais besoin d’être rechargé. C’est ce qui pourrait bien être une vraie rupture technologique.
