par Antoine Chesne, Juin 2023<\/p>\n\n\n\n
Les g\u00e9n\u00e9rateurs radio\u00e9lectriques \u00e0 radio-isotopes (RTG) produisent de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir de la d\u00e9sint\u00e9gration naturelle d\u2019un isotope radioactif. En se d\u00e9sint\u00e9grant, les atomes \u00e9mettent de l\u2019\u00e9nergie sous forme de chaleur, qui est convertie en \u00e9lectricit\u00e9 par effet Seebeck \u00e0 travers des couples thermo\u00e9lectriques. Contrairement \u00e0 un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire, il n\u2019y a pas de r\u00e9action en cha\u00eene.<\/p>\n\n\n\n
Les RTG permettent de produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 ind\u00e9pendamment de l\u2019environnement ext\u00e9rieur sur de tr\u00e8s longues p\u00e9riodes : leur dur\u00e9e de vie d\u00e9pend de la dur\u00e9e de demi-vie de l\u2019isotope utilis\u00e9. Les RTG peuvent ainsi fonctionner de fa\u00e7on stable pendant plusieurs d\u00e9cennies sans ravitaillement, pour maintenir op\u00e9rationnels les instruments embarqu\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n
Les RTG conviennent bien aux sondes interplan\u00e9taires, aux rovers, et \u00e0 tout vaisseau devant fonctionner longtemps avec une puissance \u00e9lectrique mod\u00e9r\u00e9e.En r\u00e9sum\u00e9, les RTG correspondent bien \u00e0 l\u2019adage italien \u201cchi va piano va lontano\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Le point faible des RTG est leur faible puissance massique (en W\/kg), qui limite leur usage. Il n\u2019est pas possible d\u2019alimenter en \u00e9lectricit\u00e9 un vaisseau habit\u00e9 ou un radar actif avec un RTG. L\u2019int\u00e9r\u00eat pour la propulsion \u00e9lectrique est aussi limit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
Les RTG ont \u00e9t\u00e9 mis au point dans les ann\u00e9es 1960, puis adopt\u00e9s pour les premi\u00e8res missions d\u2019exploration lunaires et interplan\u00e9taires. Depuis les sondes Pioneer et Voyager, toutes les sondes allant au-del\u00e0 de la ceinture d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes sont \u00e9quip\u00e9es de RTG (\u00e0 cette distance le flux solaire est insuffisant pour alimenter correctement des panneaux solaires). Les RTG sont aussi pris\u00e9s pour les atterrisseurs martiens car les panneaux solaires ont tendance \u00e0 \u00eatre recouverts de sable lors des temp\u00eates. Enfin, il est aussi possible d\u2019utiliser des petits RTG \u00e0 bord d\u2019instruments embarqu\u00e9s : les astronautes du programme Apollo ont ainsi d\u00e9pos\u00e9 des instruments de mesure sur la Lune dot\u00e9s de RTG.<\/p>\n\n\n\n
Il existe plusieurs isotopes pouvant \u00eatre utilis\u00e9s pour faire fonctionner du RTG. Les crit\u00e8res de choix sont la dur\u00e9e de demi-vie, la puissance massique (W\/kg), et le niveau de rayonnement \u00e9mis, pour prot\u00e9ger l\u2019environnement proche on \u00e9vitera des isotopes \u00e9mettant un fort rayonnement gamma ou un flux de neutron trop fort par exemple. Les bons candidats sont r\u00e9pertori\u00e9s ci-dessous : <\/p>\n\n\n\n
Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, les sondes spatiales ont utilis\u00e9 le Plutonium 238, disponible gr\u00e2ce aux programmes d\u2019enrichissement militaire et qui constitue un bon compromis entre sa dur\u00e9e de vie et sa puissance tout en ayant un rayonnement peu dangereux et facile \u00e0 neutraliser sans alourdir le syst\u00e8me.<\/p>\n\n\n\n
Avec l\u2019apparition de syst\u00e8mes robotiques, d\u2019outils de surveillance et de mesure sur la Lune, Mars ou les ast\u00e9ro\u00efdes, les RTG seront indispensables pour assurer sur de longues p\u00e9riodes une fourniture d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 stable et s\u00fbre.<\/p>\n\n\n\n
Mais paradoxalement, leur avenir est compromis par le manque de combustible disponible. Les stocks d\u2019isotopes, principalement produits durant la guerre froide s\u2019amenuisent et ne sont pas renouvel\u00e9s. A tr\u00e8s court terme, Etats-Unis et Russie devraient \u00eatre en p\u00e9nurie de Plutonium 238, tandis que les programmes nucl\u00e9aires des autres pays n\u2019ont pas permis d\u2019en disposer en quantit\u00e9 suffisante.<\/p>\n\n\n\n
Sans relancer les programmes nucl\u00e9aires civils, notamment pour la recherche, l\u2019exploration spatiale risque de ne pas pouvoir compter sur des RTG adapt\u00e9s au-del\u00e0 de 2030.<\/p>\n\n\n\n
La France, tout comme les autres pays europ\u00e9ens, n\u2019a jamais produit de RTG spatiaux. Mais plus que ses voisins, elle dispose de tout le savoir-faire n\u00e9cessaire gr\u00e2ce \u00e0 la fili\u00e8re nucl\u00e9aire (CEA, Orano, TechnicAtome, etc\u2026). A l\u2019heure actuelle, l\u2019ESA privil\u00e9gie le d\u00e9veloppement de RTG \u00e0 l\u2019Americium 241, pouvant \u00eatre produit facilement et \u00e0 un co\u00fbt raisonnable gr\u00e2ce aux usines de retraitement du plutonium (comme M\u00e9lox d\u2019Orano \u00e0 Marcoule). Apr\u00e8s un premier programme lanc\u00e9 en 2009 et la validation du concept avec des pastilles tests, il est n\u00e9cessaire de poursuivre les recherches pour disposer de RTG made in France \u00e0 l\u2019horizon 2030.<\/p>\n\n\n\n
De plus, avec un site de lancement, Kourou, sur le territoire qui r\u00e9duit la probl\u00e9matique de la prolif\u00e9ration sur Terre, la France doit avoir le leadership dans le domaine des RTG en Europe, en \u00e9tant une alternative cr\u00e9dible aux Etats-Unis et \u00e0 la Russie.<\/p>\n\n\n\n
Acc\u00e9l\u00e9rer les projets lanc\u00e9s par l\u2019ESA d\u2019un RTG bas\u00e9 sur l\u2019Am\u00e9ricium 241\u00a0<\/strong>pour disposer \u00e0 l\u2019horizon 2030 d\u2019un g\u00e9n\u00e9rateur permettant l\u2019exploration de l\u2019espace lointain et les missions de longue dur\u00e9e \u00e0 la surface des corps c\u00e9lestes (Lune, Mars\u2026)<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n S\u00e9curiser la disponibilit\u00e9 de l\u2019Am\u00e9ricium 241 en France<\/strong> :\u00a0gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019usine M\u00e9lox de Marcoule, la France est le seul pays d\u2019Europe \u00e0 pouvoir isoler facilement du Plutonium 241, qui se transforme en Americium 241 apr\u00e8s quelques ann\u00e9es. La France aura alors \u00e0 moindre frais un quasi-monopole mondial des RTG une fois les stocks de Pu238 am\u00e9ricains et russes \u00e9puis\u00e9s<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Les g\u00e9n\u00e9rateurs radio\u00e9lectriques \u00e0 radio-isotropes (RTG) sont la premi\u00e8re brique pour produire de l’\u00e9lectricit\u00e9 ind\u00e9pendamment de l’environnement ext\u00e9rieur sur de tr\u00e8s longues p\u00e9riodes<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":757,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[14],"tags":[19],"class_list":["post-756","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-analyses","tag-gt-energie-espace"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/756","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=756"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/756\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":799,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/756\/revisions\/799"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/757"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=756"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=756"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astres-espace.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=756"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}