Exploiter les déchets nucléaires pourrait aider l’Europe dans sa quête d’indépendance dans l’exploration spatiale

Ce n’est pas un secret, si l’Agence spatiale européenne (ESA) veut peser sur la sphère internationale de la conquête spatiale, elle va devoir être moins dépendante des autres géants du secteur, notamment des États-Unis. Et l’américium pourrait l’y aider.

Pourquoi est-ce important ?

Bien que moins polluant que le charbon ou le gaz comme source d’énergie, le nucléaire présente plusieurs défauts. Le premier est tout simplement le risque que les centrales nucléaires représentent. Les accidents de Tchernobyl et de Fukushima nous le rappellent. Le second est environnemental. La fission nucléaire génère en effet d’importantes quantités de déchets pour lesquels la principale solution est de les stocker sous terre, à des kilomètres de la surface, dans de grands blocs de béton. Autrement dit, les ensevelir pour les oublier.

Dans l’actu : des chercheurs européens travaillent à améliorer les batteries visant à explorer l’espace en exploitant un élément en particulier.

  • Ils souhaitent exploiter l’américium des déchets nucléaires plutôt que le plutonium-238 pour alimenter les batteries, et ce, pour plusieurs raisons.
    • La première est qu’il est plus abondant.
    • La seconde est qu’il est moins coûteux à produire
    • Et cela permettrait également à l’ESA d’être plus indépendant, car elle pourrait alimenter ses propres batteries.

Le détail : le projet baptisé « European Devices Using Radioisotope Energy » (ENDURE) a obtenu un financement de l’Agence spatiale européenne de 29 millions d’euros.

  • L’idée est d’extraire de l’américium du plutonium une fois qu’il a servi à produire de l’énergie dans les centrales électriques civiles, afin de le transformer en pastilles de combustibles, qui forment le cœur de la batterie, comme l’ont démontré des chercheurs britanniques du National Nuclear Laboratory (NNL).
  • Les chercheurs espèrent parvenir à leurs fins au début des années 2030, pour alimenter toute une série de missions lunaires prévues par l’ESA.
  • Des prototypes seront mis au point au cours des 3 prochaines années pour être testés dans des conditions de missions. Des tests de sécurité sont également au programme, notamment pour observer le comportement des composants à des températures élevées.

Concrètement : La NASA a déjà recours à des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes (GRT) pour alimenter des sondes visant à explorer des zones sombres de l’espace, qui ne sont pas éclairées par les rayons du soleil.

  • Les GRT de la NASA reposent sur du plutonium-238 qui résulte d’un processus en deux étapes qui consiste à irradier une cible de neptunium avec des neutrons.
  • Or, cet élément est rare et coûteux à produire. La NASA en a à peine pour ses propres missions.
  • Les États-Unis et la Russie se partagent la part du lion de l’exploitation mondiale.
  • L’Europe est donc fortement dépendante de ces deux pays ce qui pose deux problèmes. Le premier est qu’en cas de troubles géopolitiques – comme c’est le cas avec la Russie, depuis l’invasion de l’Ukraine –, elle voit son approvisionnement chuter. Le second est qu’elle n’est pas prioritaire sur la production. Cela a souvent restreint les missions en solitaires de l’ESA, souligne à juste titre la revue Nature.

Moins cher et plus facile à produire

L’américium représente donc une opportunité pour l’ESA d’être plus indépendante, mais aussi de faire des économies.

  • L’américium est en effet plus abondant et moins coûteux à produire que le plutonium-238.
  • On notera également que si l’américium a une demi-vie plus longue que le plutonium-238, il contient moins d’énergie par gramme. Un défaut gommé par le fait que l’américium est plus facilement disponible. La production d’un watt d’électricité coûte donc beaucoup moins cher, de l’ordre d’un cinquième, par rapport au plutonium, a expliqué Markus Landgraf, coordinateur des travaux sur les futures missions lunaires à l’ESTEC (Centre européen de recherche et de technologie spatiales).

À l’avenir : si la recherche se révèle fructueuse, les batteries à américium pourraient être utilisées pour toutes les missions spatiales pour lesquelles l’énergie solaire ne suffit pas en raison de zones non éclairées, par exemple. Plus encore, cela pourrait offrir un bel avantage à l’ESA puisque la NASA pourrait être demandeuse. L’ESA serait ainsi en position de force.

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