Alors que le monde s’échine à repousser les limites de l’autonomie énergétique, une entreprise chinoise affirme avoir franchi un seuil inédit : en 2024, elle a dévoilé une batterie nucléaire miniaturisée (de la taille d’une pièce de monnaie), capable de fournir 3 volts pendant un demi-siècle sans recharge ni maintenance ! Récemment, la production en série a commencé. Ce progrès, qui pourrait rebattre les cartes dans de nombreux secteurs, constitue un pas de géant dans la quête de solutions énergétiques durables.
Alors que les batteries lithium-ion, omniprésentes dans nos smartphones, se dégradent au fil du temps et exigent des recharges de plus en plus rapprochées, la batterie nucléaire se présente comme une alternative bien plus intéressante. Les premiers dispositifs de ce type ont vu le jour aux États-Unis dans les années 1950. Depuis, la recherche s’est orientée vers diverses sources radioactives, notamment le carbone-14, afin de concevoir des batteries compactes, abordables et capables de fonctionner pendant plusieurs décennies sans recharge.
Ces batteries convertissent l’énergie issue de la désintégration radioactive en électricité, ce qui les rend particulièrement adaptées à des usages nécessitant une alimentation électrique continue sur le long terme : dispositifs médicaux implantables, missions spatiales ou encore capteurs destinés à des environnements difficiles d’accès.
Aujourd’hui, la Chine s’impose comme un acteur de premier plan dans le développement de ces batteries nucléaires, pouvant impacter certains secteurs industriels et en faire émerger de nouveaux, à l’instar de la cybernétique ou de l’exploration spatiale.
La BV100 de Betavolt : de la recherche à la production en série
Début 2024, l’entreprise chinoise Betavolt a présenté la BV100, première batterie nucléaire intégrant des semi-conducteurs en diamant de quatrième génération. Elle promet une autonomie de cinquante ans sans recharge ni entretien.
Contrairement à d’autres prototypes cantonnés aux laboratoires, cette batterie est désormais (depuis courant 2024) fabriquée en série et vise des applications variées, allant de l’aérospatiale aux dispositifs médicaux. Son fonctionnement repose sur un cœur en nickel-63, d’une épaisseur de deux microns, inséré entre deux couches de semi-conducteurs en diamant de dix microns chacune. Cette configuration permet une conversion efficace de la désintégration radioactive en courant électrique.
« Les batteries principales sont modulaires et peuvent comprendre des dizaines, voire des centaines de modules indépendants, utilisables en série ou en parallèle, ce qui permet de fabriquer des batteries de tailles et de capacités variées », a précisé l’entreprise lors de la présentation de la BV100.
Betavolt insiste sur les avantages de la technologie bêta-voltaïque, qui exploite les particules β issues de la désintégration radioactive, en contraste avec les générateurs thermoélectriques, souvent massifs. Cette approche offrirait une solution à la fois compacte et sûre, selon Zhang Wei, président-directeur général de Betavolt. Ce dernier souligne par ailleurs que son entreprise est aujourd’hui « le seul producteur mondial de matériaux semi-conducteurs à base de diamants de grande taille ».
Affichant une puissance de 100 microwatts sous 3 volts, la BV100 se distingue par sa robustesse : elle résiste à des températures extrêmes (de -60 °C à +120 °C), et sa densité énergétique est plus de dix fois supérieure à celle des batteries au lithium, tout en étant exempte de tout risque d’incendie ou d’explosion.
Bien que sa puissance reste encore insuffisante pour alimenter un smartphone ou un ordinateur portable, Betavolt prévoit d’ici la fin de l’année une version plus puissante, d’un watt, visant notamment l’électronique grand public et les drones autonomes.
Avec la BV100, Betavolt entend s’imposer comme le chef de file de la commercialisation mondiale des batteries nucléaires. Cette reconnaissance s’est déjà matérialisée par un troisième prix au Concours d’innovation 2023 organisé par la China National Nuclear Corporation. L’entreprise est actuellement engagée dans une campagne de dépôts de brevets à l’échelle internationale.
Une compétition internationale qui s’intensifie
Les avancées de Betavolt ne passent pas inaperçues. Aux États-Unis, la société City Labs développe, avec le soutien des Instituts nationaux de la santé (NIH), des batteries bêta-voltaïques fonctionnant au tritium, à destination notamment du secteur médical. De son côté, une équipe de l’Université d’État de l’Ohio a récemment mis au point une batterie miniature capable de convertir les déchets nucléaires en source d’énergie.
En Corée du Sud, des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk ont également dévoilé un prototype reposant sur une technologie analogue. Parallèlement, l’Université Northwest Normal en Chine explore quant à elle des dispositifs utilisant le carbone-14.