Faire des déchets nucléaires des batteries diamants ultra autonomes, une promesse qui donne espoir

Benoît Théry

29 janvier 2020 à 16h17

Des scientifiques de l'université de Bristol tentent actuellement de mettre au point un procédé qui permettrait d'utiliser les déchets issus des centrales nucléaires pour alimenter des batteries à base de diamant.

Si la démarche aboutit, elle pourrait résoudre l'un des plus grands problèmes posés par le secteur : selon Greenpeace France, qui cite l'ANDRA, l'Hexagone compte en effet un million de m³ de déchets issus du nucléaire et parmi eux, 400 000 tonnes de « matières radioactives ».

Une durée de vie de plus de 5 700 ans

L'équipe de physiciens de l'université de Bristol espère recycler les déchets issus de la centrale nucléaire de Berkeley, dans le Gloucestershire. Cette dernière a été déclassée en 1989 : 30 ans après, ses déchets vont commencer à être utilisés pour la mise au point du processus. Les chercheurs utiliseront aussi des matières provenant de la centrale d'Oldbury, qui est cours en déclassement, ainsi que des déchets récupérés directement des réacteurs d'Hinkley Point et d'autres centrales du Royaume-Uni.

La publication précise que les déchets nucléaires ainsi récoltés sont riches en graphite irradié contenant l'isotope carbone-14. C'est cet isotope que les scientifiques entendent utiliser pour produire de l'électricité. Ils sont en effet parvenus à l'associer à un diamant de synthèse qui, lorsqu'il est placé dans un environnement radioactif, produit un léger courant électrique. L'intérêt du carbone-14 est sa grande durabilité : il présente une « demi-vie » (aussi appelée période radioactive) de 5 730 ans. Si les chercheurs parvenaient à canaliser le courant électrique qu'il génère, cela pourrait donner des batteries à la durée de vie pratiquement infinie. En outre, la radioactivité serait totalement captée et contenue dans le diamant, annihilant le risque d'exposition pour l'usager.

Des diamants dans l'espace

Les travaux présenté par l'université de Bristol font partie du projet ASPIRE (pour Advanced Self-Powered sensor units in Intense Radiation Environments), qui doit réfléchir au devenir de l'héritage nucléaire britannique. Tom Scott, le chercheur en charge du projet a déclaré qu'« au cours des dernières années, nous avons développé des capteurs à très faible puissance qui récupèrent l'énergie de la désintégration radioactive. Ce projet est désormais à un stade assez avancé, et nous avons testé les batteries dans des endroits aussi extrêmes que le sommet d'un volcan ! ».

Le scientifique souligne ainsi que les batteries à base de diamant pourraient être utilisées dans des endroits où les modèles conventionnels pourraient ne pas convenir. L'université entrevoit des applications dans le domaine médical, par exemple pour l'aide auditive ou la pose de stimulateurs cardiaques. Ces batteries pourraient aussi alimenter des satellites et d'autres engins spatiaux, pour une durée bien plus importante que ce que nous connaissons actuellement.

Vers un recyclage nucléaire intensif ?

Tom Scott ajoute : « Notre objectif ultime est d'avoir une usine basée dans l'une des anciennes centrales électriques du Sud-Ouest, pour prendre les isotopes du carbone 14 directement depuis les blocs de graphite et les utiliser dans des batteries au diamant. Cela réduirait considérablement la radioactivité du matériel restant, ce qui le rendrait plus facile et plus sûr à gérer ».

Au Royaume-Uni, qui prévoit l'arrêt d'une grande partie de ses centrales dans les 15 prochaines années, il y aura beaucoup à recycler. En France, après l'abandon du projet ASTRID, des batteries au diamant seraient aussi les bienvenues.

Source : Popular Mechanics

Benoît Théry

Je veux tout savoir, et même le reste. Je me passionne pour le digital painting, la 3D, la plongée, l'artisanat, les fêtes médiévales... Du coup, j'ai toujours des apprentissages sur le feu. Actuellem...

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Commentaires (25)

tfpsly

après l’échec du projet ASTRID L’abandon, pas l’échec

gwlegion

Ces batteries pourraient aussi alimenter des satellites et d’autres engins spatiaux, pour une durée bien plus importante que ce que nous connaissons actuellement. heu … non. le principal soucis des satellites, ce n’est pas l’alimentation electrique . Ce sont les gaz qui servent a corriger leur trajactoires. Et une fois qu’il n’y a plus de carburant, le satellite n’est plus controlable. On peut toujours controler son inclinaison avec des roues a reaction, mais on ne peut pas lui imprimer de poussée …

Sinic

Il est question d’alimentation électrique, personne (ni moi, ni l’université de Bristol) ne prétend que cette alimentation remplacerait le carburant de l’engin (PS : … quoique quand je lis que des propulseurs spatiaux électriques font l’objet de recherches depuis les années 60, l’affirmation ne me paraît pas si déconnante. https://www.industrie-techno.com/article/tout-savoir-sur-la-propulsion-spatiale-electrique.54529) Je ne trouve pas que le terme d’échec était exagéré pour ASTRID, mais c’est vrai qu’il est plus juste vu que la construction n’avait pas commencé.

Remoss

Je lis clubic depuis… des années et des années… et je crois que c’est le 847654 ème article qui nous parle de la super dernière innovation sur les batteries qui arrivera « un jour ». Cf: le graphène

rexxie

L’abandon des projets de centrales nucléaires est causé par les prix sans cesse décroissants de l’éolien et du solaire, qui sont plus rapides à mettre en place, plus polyvalents et redimensionnables, et ne produisent aucun déchets notables. Et leur prix compétitif ne cesse de diminuer tandis que l’efficacité s’accroit. Au point que s’il y a de nouveaux projets de centrales nucléaires, ce sera uniquement à cause de la corruption et des pots de vin.

hallbid

Ouch… citer Greenpeace ça se situe très mal niveau crédibilité. Ils sont très partisan concernant le nucléaire. Et pour moi oui, parler d’échec pour ASTRID est erroné. Cela peut donner l’impression que la filière des surgénérateur n’a pas d’avenir. Même si ce n’est pas ce que vous dites, ça crée l’ambiguïté (ce qu’un journaliste évite en général). Quelques infos : https://twitter.com/tristankamin/status/1180937638548852738

hallbid

Ou alors parce que les gens veulent aussi regarder Netflix le soir tard quand il n’y a pas de vents. Une énergie pilotable c’est quand même pas mal.

purpangui

Dans notre langue de Molière, je trouve qu’il serait plus correct de parler de « pile » et non de « batterie », et par ailleurs je crois qu’il faut préciser que ces piles risquent d’avoir un rendement très faible, parce que ca nécessite d’extraire le graphite et de le porter à une très haute température et pression pour en faire du diamant, afin d’obtenir une pile longue durée mais à très faible puissance, donc ce sera vraiment réservé aux pacemakers ou aux satellites allant loin du système solaire.

drissoun

Un petit tour sur une page annexe de leur site (http://www.bristol.ac.uk/news/2016/november/diamond-power.html) mentionne le fait que 1g de C-14 sous forme diamant produit 15J par jour. Bref, en gros, une brique en diamant d’un kilogramme produit 4W, certes pendant très très très longtemps, mais seulement 4 watts. Bref pour de réelles application (satellites par exemple) il me semble qu’un utilise d’autre isotopes radioactifs plus énergétiques (a demi-vie plus courte) genre plutonium, sels de thorium etc… Non ? Autre question, quel est le coût énergétique pour produire 1kg de diamant ? J’imagine que c’est énorme, même s’ils mentionnent à « basse pression » et « basse température », j’imagine que c’est simplement un peu plus bas que les diamant de synthèse conventionnelle qui doivent être produit à quelques milliers de degrés et/ou bars.

hallbid

C’est pour ça que je donne des sources… Il ne faut pas me croire, mais croire des sources plus sérieuses que Greenpeace. Ba oui, c’est évident. Les batteries sont la solution. Elles ont une durée de vie illimitée. Elles ne polluent pas du tout ne représente aucun risque. L’éolien est un bon moyen pour produire de l’énergie, et pour l’instant la meilleure façon de stocker de l’énergie sont les STEP (https://fr.wikipedia.org/wiki/Pompage- Les batteries sont utilisées en dernier recours et ce n’est pas pour rien. Mais apparemment rexxie sait mieux que les scientifiques du monde entier

rexxie

Ta discussion sur Twitter (très crédible comme source ) semble très partiale pro-nucléaire. La grosse différence entre les verts et les cartels de l’énergie, c’est que ces derniers ont 100 fois plus de moyens de propager fausses études et propagande, alors que les organisations pour la défense de la nature, environnement etc, sont pour la plupart financées par les individus conscient des dangers et désirant des écosystèmes plus sains. Évidemment, parmi les moyens des grandes sociétés qui poussent le nucléaire se retrouvent de faux commentateurs payés et entrainés par les firmes de Public Relations auxquelles toutes les corporations géantes donnent des milliards à chaque année pour manipuler l’opinion publique. C’est très efficace et ils agissent par répétition, par bête conditionnement pavlovien, qui a fait ses preuves depuis longtemps, comme par exemple en publicités répétitives qu’on nous assène sans répit à la télé, la radio, les journaux… Dans les espaces commentaires, je vois souvent des variantes de : « les batteries ça pollue énormément », sans jamais qu’on ne lise que le pétrole ça pollue 100 fois plus tout considéré. De la même façon, « on » minimise les coûts et les dangers du nucléaire, tout en dénigrant les énergies de remplacement, qui sont pourtant plus efficaces kWh pour kWh, plus économiques et surtout moins hasardeuses pour la santé. On ne parle jamais non plus des tonnes d’eau radioactive qu’on est obligé de laisser s’écouler dans l’océan à Fukushima depuis des années, uniquement pour le refroidir et empêcher un syndrôme chinois, cataclysmique, ni de la dispersion, ni des répercussions sur les poissons que NOUS mangeons. On ne parle pas non plus du ridicule de se servir de substances hautement toxiques pour des centaines, voire des milliers de générations d’humains, dans le seul but de faire bouillir de l’eau qui agitera une turbine.

rexxie

Ça prend une montagne pour faire du pompage et ça ne sera jamais indépendant comme les panneaux/toitures solaires sur les bâtiments, accompagnés de batteries de régulation/stockage qui pourraient même aider à stabiliser le réseau existant lors de pannes générales.

hallbid

Waouh c’est joli là… Déjà, j’aime bien ceux qui cri aux lobbies et aux complots à tout bout de champ. Pour l’eau de Fukushima, la dilution de cette eau dans une faible portion de l’ocean sera NEGLIGEABLE comparé à la radioactivité naturelle. C’est comme dire que tu n’as pas envie d’aller te baigner dans la mer car des enfants et des animaux urinent dedans… Le pétrole pollue oui, mais ce n’est pas la question. Ta thèse part du principe qu’on doit être 100% en Solaire / Eolien et stocker à l’aide de batterie. Moi je considère que stocker 100% de l’énergie dont on a besoin est une aberration. Tout d’abord cela signifie abandonner le solaire car on a un besoin d’énergie phénoménal en hiver et que le solaire sera trop marginal pour compter. Deuxièmement, si on a une semaine calme en vent, il faut avoir les réserves. L’hydrolique pourra nous aider à compenser mais tu ne visualises clairement pas le nombre de batteries qu’il faudrait… Tiens : un très bon articles sourcé sur le nombre de mort par TWH et par énergie : https://www.nextbigfuture.com/2011/03/deaths-per-twh-by-energy-source.html 10 fois plus de morts du au solaire (chute de toit) que de morts du au nucléaire. En fait le nucléaire c’est comme les avions. Certains en ont une peur bleue car ils peuvent mourir dans un crash et préfère prendre leur voiture… qui statistiquement a beaucoup beaucoup plus de chance de les tuer. Il faut essayer de ne pas voir le mal de partout et rester dans la pensée conspi. La chaine Le réveilleur traite des énergies de façon impartiale (dans le mesure du possible). Elle est vraiment excellente et tu pourrais en apprendre beaucoup

Gilles000

Je me suis malheureusement arrêté à la lecture de Greenpeace :-/ Non le stockage des déchets n’est pas un « grand problème » et OUI, il est parfaitement géré. Greenpeace sont suffisamment pointés du doigt pour être complètement anti-scientifiques et d’avoir un avis totalement biaisé sur le nucléaire et de désinformer continuellement. Citez des sources de qualité scientifique svp J’arrête mon HS ici

hallbid

La montagne c’est juste utiliser l’énergie potentielle de pesanteur comme stockage d’énergie : sans lithium ! C’est aujourd’hui ce qui absorbe le surplus d’énergie quand on produit trop (parfois c’est l’éclairage publique qui s’allume quand on est au max de ce qu’on peut absorber).

zemarsu

Mouais, moi quand on parle du nucleaire je prefere qu’on cite l’ANDRA qui est quand meme vachement plus fiable que ces desinformateurs chroniques de chez greenpeace

zemarsu

Une des meilleures chaines YT que j’ai vu, le gars connait bien son sujet, source tout et est impartiale, du tres bon travail

city57

C’est cool on proposera des batteries pour les voitures électriques , total au chômage ! ^^

Sinic

Suite à vos commentaires, j’ai remplacé « selon Greenpeace France, qui dit citer des chiffres officiels » par « selon Greenpeace France, qui cite l’ANDRA ».

rexxie

Merci! Ensuite on se demande qui sont les « désinformateurs chroniques »… Comme je l’expliquais plus haut, ils sont nombreux dans les espaces commentaires. Même un peu plus agressifs chez vous en France pour ce qui est du nucléaire.

zemarsu

Pourquoi citer Greenpeace qui cite l’ANDRA et pas plutot citer directement l’ANDRA. Greenpeace est ouvertement anti-nucleaire et dans ses declarations melanges tout. Il y a les matieres radioactives a faible, moyenne ou forte activite de meme qu’il y a celles a vie courte et longue. Toutes ne posent pas le meme probleme, certaines sont ultra dangeureuses et d’autre pas du tout. Le porbleme de stockage et/ou recyclage concerne surtout le moyenne et haute activite a vie longue et on ne sait pas vraiment si cette innovation apporte une solution pour ce type de dechet ou pour les autres. De plus, sur le site de l’ANDRA on trouve en l’occurrence qu’il y a 1,5 millions de metres cubes de dechets radioactifs dont 90% sont de tres faibles, faibles ou moyenne activite a vie courte et donc ne sont pas vraiment un probleme (https://www.andra.fr/les-dechets-radioactifs/tout-comprendre-sur-la-radioactivite/inventaire). Donc en clair les chiffres de Greenpeace sont parcelaires et comme d’habitude chez eux, biaises, les citer n’est donc, a mon avis, pas la meilleure idee qui soit, surtout quand l’information est facile a trouver.

zemarsu

Je ne pense pas etre un desinformateur chronique. Je suis tres sensibles aux problemes climatiques et essaye tous les jours dans la mesure de mes moyens de reduire mes emissions de CO2 (par exemple, mais pas seulement). Il y a de nombreux climatosceptiques (y compris sur ce forum) et le probleme que j’ai c’est que la desinformation de certains leur donne du grain a moudre (le film d’Al Gore en est un des meilleurs exemples). Si tu veux un exemple de porbleme que j’ai avec Greenpeace, vas voir cette video. Pour moi (et la c’est clairement uniquement mon point de vue) il ne sera pas possible de se reposer uniquement sur les energies renouvelables rien que parce qu’elles sont volatiles. On peut dire que l’on peut mettre en place des batteries ou des STEP ou encore d’autres systemes pour le stockage de l’energie mais je doute fortement que cela suffise pour un pays entier. Pour des petits villages oui il y a moyen de mettre en place des systemes de stockages qui permettent de s’alimenter uniquement en energie renouvellable mais pour les grosses agglomerations j’ai du mal a y croire. Il y aura bien un jour la fusion nucleaire qui ne genere aucun dechet radioactif mais c’est encore tres tres loin. Donc en attendant on fait quoi? Le complement d’energie on le produit comment ? Au charbon ou au nucleaire ? Personnellement je prefere le nucleaire avec l’idee de produire la grosse majorite de l’energie en renouvelable mais d’utiliser le nucleaire en complement quand le renouvelable ne suffit pas (par exemple en hiver quand les chauffages tournent a fond et que l’ensoleillement est limite)

Gilou68150

Et pour faire des diamants synthétiques je suppose qu’il faut également de l’énergie et certainement beaucoup. Alors ou est l’avantage ???

QuesQuisPass

« la dilution de cette eau dans une faible portion de l’ocean sera NEGLIGEABLE… » heu ça c’est de la croyance, pas de la science.

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