Vous avez probablement vu passer ce papier de @OuestFrance, concernant une pile éternelle que l'on fabriquerait avec des déchets nucléaires. ouest-france.fr/environnement/…
Et comme beaucoup, vous vous êtes dit : "wouah mais c'est génial!!!" "Ca montre qu'on peut se passer de Cigéo, et puis on va avoir des piles gratos". Alors au risque de doucher votre enthousiasme, c'est un peu plus compliqué que ça.
La source primaire,c'est un communiqué de L'Université de Bristol, chez nos amis grands bretons, qui a mis le feu à la poudre de carbone. bristol.ac.uk/news/2020/janu…
Regardons ce communiqué, et voyons si cette découverte de l'Université de Bristol est en carton.
Tout d'abord qu'il y est question de graphite. En effet, nos amis d'outremanche ont sur leur île quelques réacteurs à graphite, sur deux technologies : MAGNOX et AGR. Les premiers fonctionnaient à l'uranium naturel, les second à l'enrichi.
Fonctionnaient? Et oui, les magnox sont tous à l'arrêt. Les 28 ont été arrêtés entre 1987 et 2015. Quant aux AGR, il y en 14, toujours ne exploitation et tous exploités par @edfenergy. A noter que les magnox sont un peu les sistership des UNGG français.
Et mine de rien, mine de crayon, ça en fait du graphite dont il va falloir s'occuper. Si j'en crois l'inventaire ci-dessous, c'est près de 95 000 tonnes de graphite, toutes filières confondues. rwm.nda.gov.uk/publication/ca…
Pour info, en France on a plutôt 15 000 tonnes, d'après les inventaires @Andra_France
Donc, partant de ce constat, un certain nombre d'équipes universitaires ont commencé à travailler sur le sujet et à fourmiller d'idées. En 2016, l'équipe de bristolienne avait lancé l'idée de la batterie diamant. bristol.ac.uk/news/2016/nove…
Quel le principe? En fait, sous irradiation neutronique, une quantité non négligeable de carbone stable va s'activer pour devenir du carbone 14, isotope bien connu des archéologues.
Cet isotope a une demi vie de 5730 ans. C'est-à-dire que tous les 5730 ans, son activité est divisée par deux. C'est d'ailleurs comme ça qu'on fait de la datation.
On mesure l'activité en carbone 14 de l'échantillon, on la compare à l'activité d'un échantillon "vivant" et hop, quelques exponentielles et on a daté! Mais on s'écarte du sujet
La carbone 14 créée dans les réacteurs nucléaires a tendance à se retrouver en périphérie des éléments graphite. La première étape va donc être de le récupérer, par traitement thermique. En d'autre termes, on crame.
On crame de manière à ne récupérer que le carbone 14. Ensuite, c'est tout simple on crée des diamants. Mais comment donc?
Le diamant et le graphite c'est la même chose, du carbone. C'est juste qu'en fonction des conditions de température et de pression de leur environnement, on pourra avoir des diamants, ou pas. Et en général, il en faut de la température et de la pression pour faire du diamant.
Ensuite, une fois qu'on a ces diamants radioactifs, on les encapsule dans d'autres diamants, non radioactifs, eux-mêmes reliés à des électrodes, et on a une batterie infinie. #DiamondsAreForever
L'encapsulage permet de récupérer plus facilement le courant électrique. Comme les électrodes aux bouts des piles que l'on met dans les jouets de nos enfants.
Maintenant qu'on a parlé un peu des bases, la question essentielle. C'est-y bien ou pas?
Et ben en fait c'est pas terrible. D'abord il faut créer ses diamants. Faire des diamants artificiels, on sait faire. De Beers en commercialise même. futura-sciences.com/sciences/actua…
Si vous avez bien lu le papier, c'est 800$ par carat, ce qui nous fait du 4 milliards d'euros par tonne. Alors, ça ne serait probablement pas le coût final à l'échelle industrielle, mais ça donne un ordre de grandeur.
Et je vous rappelle qu'au Royaume-Uni, ils ont 95 000 tonnes de graphite. Alors bien sûr il n'y a pas 95000 tonnes de C14, mais ça va quand même couter un peu de pognon.
Et avant ça, il aura fallu chauffer suffisamment pour sublimer le carbone 14 en surface, mais que le carbone stable en profondeur ne soit pas touché. Là aussi, ça va être touchy industriellement parlant.
Mais bon, admettons. On arrive à faire nos diamants. On peut alors faire un composé betavoltaïque.
Un quoi? Un betavoltaïque. C'est comme le photovoltaïque, mais avec des bêta au lieu des photons. Du vrai nucléaire renouvelable.
Blague à part, le principe est le même que pour les panneaux photovoltaïques, à part que l'énergie est apportée par des rayons bêta. Cependant, l'énergie apportée est très faible.
Et c'est là qu'intervient l'annonce faite il y a quelques jours : bristol.ac.uk/news/2020/janu…
En effet, sur le papier de 2016, ils avaient le concept, mais pas le carbone 14. Ils avaient donc testé avec un autre radioisotope qu'ils avaient sur étagère, le Ni63. Et ce mois-ci, ils ont annoncé avoir réalisé un prototype avec du carbone 14.
Et là, c'est le drame.
Car dans le dispositif au C14, la puissance annoncée est, je cite "15 Joules per day. This is less than an AA battery.", soit 176 µW. Pour une pile à 1g de C14, soit un diamant de 5 carats. Moins qu'une pile AA.
Rien que ça devrait vous faire réaliser le problème. On a vu plus haut que le diamant artificiel, c'était 800$ le carat. On devra fabriquer un le diamant radioactif à 5 carats, plus la capsule, au moins à la même taille, soit une dizaine de carats environ.
Ce qui nous fait un total de 8000$. Et tout ça sans le traitement préalable qui a sorti le C14 du déchet nucléaire. Pour un puissance inférieure à celle d'une pile AA.
Autant l'idée de séparer le carbone radioactif de ce qui ne l'est pas peut paraître séduisante, car on pourrait recycler le carbone non radioactif. Autant celle de recycler le C14 dans une pile diamant de cette puissance n'a pas d'intérêt
J'entends l'argument d'utiliser ce type de pile pour des applications spécifiques, comme le spatial ou les pacemakers, mais on sait faire aujourd'hui pour bien plus efficace et beaucoup moins cher.
Pour le pacemaker, il faudra aussi voir les problématique de radioprotection, et l'acceptabilité sociale d'avoir une "pile atomique" dans le cœur. Pour le spatial, les RTG par exemple, sont bien plus prometteurs.
Donc, en substance, cette découverte me semble être une belle opération de communication, mais pas vraiment de quoi casser trois pattes à un canard, et certainement pas une solution aujourd'hui pour les déchets graphites.
S'ils sont capables de faire des piles bien plus puissantes, de quelques ordres de grandeurs, là on pourra en discuter.
Ca me rappelle la hype qui avait eu lieu après les déclarations de Gérard Mourou sur la transmutation. Un bel effet d'annonce, mais quand on creuse, ça coince…
Pour rappel, ce que j'avais écrit à l'époque : twitter.com/i/events/11384…
C'est tout pour moi.
