Concevoir un système d'énergie nucléaire pour les missions lunaires

L'objectif du consortium PULSAR est d’établir des capacités européennes pour la technologie RPS alimentée au Pu-238, essentielle pour alimenter les engins spatiaux dans les environnements où l'énergie solaire est insuffisante. Achevé à la fin de l'année 2024, le projet a permis d'obtenir plusieurs résultats majeurs :

• Un concept de RPS adapté aux applications lunaires.
• Une étude de faisabilité pour la production de Pu-238 en Europe.
• Une analyse de marché pour explorer les autres applications possibles de ces systèmes.

Le consortium réunit des organisations de premier plan telles que le Centre commun de recherche (CCR / JRC ) de la Commission européenne, le SCK CEN, le CEA, INCOTEC, ArianeGroup, Airbus Defence and Space, l'université de Bourgogne Franche-Comté et ARTTIC.

Une innovation pour l'exploration lunaire

Les générateurs thermoélectriques à radioisotope (RPS) produisent de l'électricité en exploitant la chaleur dégagée par la désintégration d'isotopes radioactifs, comme le plutonium-238 (Pu-238). Cette chaleur est ensuite transformée en énergie électrique utilisable. Cette technologie est essentielle pour les missions spatiales opérant dans des conditions de faible luminosité, comme sur la lune.

Le système conçu par le consortium PULSAR est destiné à alimenter un rover lunaire ou un véhicule de transport nécessitant entre 100 et 500 watts électriques (We). Il intègre des dispositifs de sécurité pour son lancement depuis le Centre spatial guyanais de Kourou et utilise deux moteurs Stirling alimentés par une source de chaleur au Pu-238. Son design modulaire garantit une fiabilité accrue en cas de défaillance d’un moteur, avec un rendement de conversion thermique-électrique estimé à 20 %.

Les experts nucléaires de Tractebel ont réalisé des études approfondies sur la conception du système, notamment en matière de résistance structurelle, d’exposition aux radiations, d’analyse thermique et d’assemblage mécanique. L'équipe a développé un modèle mécanique et thermique en 3D pour simuler les conditions lunaires, fournissant une base pour les itérations de conception futures et des niveaux de préparation technique (TRL) plus élevés. Ce travail pose les bases d’une possible participation à la mission de l'atterrisseur lunaire Argonaut de l’Agence Spatiale Européenne.

Renforcer le leadership de l'Europe dans le domaine des technologies nucléaires spatiales

« Le travail accompli par le consortium PULSAR contribuera à positionner l’Europe comme un leader indépendant dans les technologies nucléaires pour l’espace. Tractebel dirige plusieurs projets de recherche européens visant à faire progresser les technologies nucléaires pour l’exploration spatiale, notamment les systèmes d’alimentation par radioisotopes, la production de radioisotopes, la propulsion nucléaire électrique et les réacteurs électronucléaires de surface pour la lune et mars. Grâce à notre expertise nucléaire, nous repoussons les limites de l’exploration spatiale et permettons à l’Europe de jouer un rôle clé dans cette nouvelle frontière."

Brieuc Spindler, Space Product Manager, Tractebel

Découvrez nos solutions nucléaires.