Des chercheurs chinois et australiens font une percée en matériaux pour les énergies renouvelables

Un groupe de chercheurs australiens et chinois ont fait une découverte qui pourrait révolutionner l'énergie solaire. Max Lu, professeur à l'Université du Queensland (UQ) de l 'Institut australien pour la bio-ingénierie et les nanotechnologies (AIBN), a déclaré qu'ils ont accompli un pas de plus en faveur de l'efficacité de l'énergie solaire.

"Nous avons fait croître les premiers cristaux d'oxyde de titane isolés, avec une grande surface réactive, alors que l'on pensait que ce serait pratiquement impossible", dit Lu à Xinhua. "Les nano-cristaux de titane permettent d'envisager l'obtention de cellules solaires plus performantes, la production d'hydrogène par la séparation de molécules d'eau, et la décontamination solaire de polluants", dit-il. Il confie que les travaux réalisés par son équipe permettent d'obtenir ces matériaux facilement et à bas coût.

Lu dit que les énergies renouvelables ne sont pas l'unique champ d'application possible pour ces cristaux miniatures à haute efficacité. "Ils sont également fantastiques pour purifier l'air et l'eau", a-t'il dit, "On pourrait peindre ces cristaux à une fenêtre ou un mur et ainsi purifier l'air dans une chambre. Cette technologie peut être très largement utilisée pour purifier l'eau et pour le recyclage de matériaux."

Lu dit que des applications comportant de tels cristaux seraient disponibles d'ici à 5 ans pour le traitement de la pollution de l'eau et de l'air, et d'ici à 10 ans pour la conversion d'énergie solaire. Le Pr. Lu dit également que ce travail résulte d'une fructueuse et ancienne collaboration internationale avec le Pr. Huiming Cheng du groupe de l'Académie Chinoise des Sciences, un institut de recherche d'envergure internationale, avec laquelle l'UQ a collaboré à plusieurs reprises dans des travaux de recherche.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le dernier numéro du journal scientifique Nature.

BE Chine numéro 49 (3/06/2008) - Ambassade de France en Chine / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54833.htm

Projet allemand de construction d'une centrale à cheminée solaire de 1000 mètres de haut en Afrique

A la demande du fournisseur d'énergie namibien NamPower, des ingénieurs allemands mènent actuellement un projet de construction d'une immense centrale à cheminée solaire (ou centrale solaire aérothermique). Culminant à 1000 mètres de haut. La tour pourrait voir le jour dans quelques années à Arandis (Namibie).

La structure et le principe sont simples : la tour en béton armé est entourée à sa base par un toit de verre en forme de croix qui s'étend sur une surface gigantesque : environ 20km2. "Le soleil chauffe l'air qui se trouve sous le toit de verre. L'air chaud remonte dans la cheminée et aspire derrière lui l'air extérieur plus froid. Ce cycle fournit de l'énergie cinétique que nous souhaitons récupérer, en lui faisant actionner d'abord des ventilateurs puis des alternateurs - il n'y a pas plus simple!", explique Hans-Jürgen Niemann, concepteur de la centrale et ingénieur spécialiste de l'éolien à l'Université de Bochum (RUB). Le générateur doit fonctionner jour et nuit et délivrer une puissance de 50MW, valeur faible dans l'absolu mais qui représenterait 1/8ème de la puissance électrique totale consommée en Namibie.

Avec ce projet, c'est un défi technologique d'un genre particulier que s'est lancé l'équipe de chercheurs de la RUB, en collaboration avec des collègues de l'Université de Wuppertal et des partenaires sud-africains. Il consiste à trouver une forme donnant aux parois, relativement fines, la même résistance que si elles étaient beaucoup plus épaisses. La forme optimale est calculée à l'aide de simulations numériques. Elle lui confèrera une stabilité comparable à celle d'un roseau, fin et creux, dont la structure segmentarisée lui permet de résister aux tempêtes, même violentes.

Une fois cette forme déterminée, il faudra encore faire subir des essais en soufflerie à un modèle de la centrale, afin d'étudier son comportement dans des écoulements d'air à des altitudes très élevées. Les matériaux entrant dans la composition du rotor devront pouvoir résister à des températures élevées (jusqu'à 100°C). Par ailleurs, la gigantesque surface recouverte par l'enceinte de verre pourrait être exploitée, au moins partiellement, comme une serre pour y cultiver des fruits et légumes. Afin de concrétiser ce projet, le gouvernement de Namibie est actuellement à la recherche d'investisseurs.

Un prototype de centrale solaire aérothermique a déjà été construit en 1982 par l'ingénieur de Stuttgart Jörg Schlaich. Haut de 200m, il devait délivrer 100kW mais n'a en réalité fourni que la moitié de cette puissance. Qui plus est, la tour s'était effondrée après 3 années d'exploitation. Les mesures enregistrées sur cette période constituent néamoins une base de données expérimentales utile pour les scientifiques de Bochum.

BE Allemagne numéro 385 (15/05/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54630.htm

Allemagne: Les centrales solaires à collecteurs de Fresnel sur la voie de la commercialisation

Une des premières grosses centrales solaires de démonstration à collecteurs de Fresnel doit être mise en service en juillet 2008 près de Murcia (sud de l'Espagne). C'est ce qu'ont annoncé l'entreprise Novatec Biosol AG, développeur allemand spécialiste du thermosolaire à concentration, et son partenaire industriel international M+W Zander, à l'occasion de la foire technologique de Hanovre qui s'est tenue du 21 au 25 avril 2008.

D'une puissance de 2 MW et d'une hauteur de 5,4 m, la centrale en cours de construction comprendra 18.000 m2 de miroirs plans rotatifs en verre. "Après avoir testé la technologie depuis 2006 sur un champ d'essai de 200 m2, nous voulons maintenant démontrer qu'elle peut également fonctionner à plus grande échelle, de manière quotidienne et routinière, sans occasionner des coûts de maintenance élevés", commente Günter Schneider, porte-parole de M+Z Zander.

Les 8 rangées parallèles de miroirs sont disposées de part et d'autre de l'axe d'un tube thermique ("receiver") situé au-dessus d'eux, et sont orientées de manière à réfléchir et concentrer les rayons du soleil sur ce tube. Sous l'effet de la chaleur, l'eau qui circule dans le "receiver" est vaporisée. Puis, comme dans toute centrale thermique classique, la vapeur engendrée est conduite vers une turbine conventionnelle qu'elle entraîne, produisant ainsi de l'électricité. La chaleur d'échappement de la turbine peut être utilisée pour le dessalement de l'eau de mer.

Pour Novatec Biosol AG, le principe des collecteurs de Fresnel et la simplicité apportée par l'utilisation de miroirs plans fait de cette option technologique une voie moins coûteuse, plus prometteuse que celle, plus classique, des miroirs cylindro-paraboliques.

La jeune entreprise Novatec Biosol AG mène actuellement des demandes d'autorisation en Espagne pour de nombreux projets de construction de centrales solaires à collecteurs de Fresnel. D'ici 2011, le développeur souhaite avoir installé plus de 200 MW de capacité.

BE Allemagne numéro 383 (30/04/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54429.htm

Allemagne: l'EWE-box veille sur vos dépenses d'énergie

Un nouveau système intelligent de mesure et d'affichage en temps réel de la consommation énergétique des consommateurs est sur le point d'être testé en Allemagne. Développé par l'Institut Fraunhofer des systèmes énergétiques solaires (ISE) et le fournisseur d'énergie d'Oldenbourg (EWE), avec le soutien de l'Institut Fraunhofer d'ingénierie des systèmes (AST), la "EWE-Box" ou "boîte EWE" permettra au client de surveiller en permanence sa consommation d'électricité et de gaz.

"Révolu le temps des compteurs électriques stupides", se réjouit le Dr. Harald Schäffler, directeur de projet à l'ISE, qui explique le principe de fonctionnement du "smart metering" : "la boite EWE est une passerelle de communication innovante, qui enregistre, sauvegarde et transmet à une centrale via DSL les données mesurées sur les compteurs de gaz et d'électricité".

La boite EWE est équipée d'un écran d'affichage LCD pour que le consommateur puisse contrôler à sa guise et en temps réel sa consommation d'énergie. L'écran est également capable d'afficher la consommation horaire ou quotidienne, les coûts induits et les émissions de CO2 générées. Quant aux données enregistrées, elles sont elles aussi à tout moment consultables, via un accès personnel sur Internet, par le client, qui reçoit par ailleurs chaque mois une analyse de sa consommation, de ses dépenses ainsi que des pronostics de tendance annuelle.

Le consommateur devrait ainsi dorénavant disposer à portée de main d'un système de management énergétique grâce auquel faire des économies deviendra un jeu d'enfant. La "EWE-Box" doit être testée auprès de 400 foyers dans la région d'Oldenbourg. La campagne de test et l'analyse des résultats seront réalisées par l'ISE et l'AST.

BE Allemagne numéro 381 (17/04/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53994.htm

L'Europe lance un fonds pour la lutte contre le changement climatique

La Commission européenne a annoncé la semaine dernière la création Fonds mondial pour la promotion de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables (Geeref) qui sera doté de 80 millions d'euros sur les quatre prochaines années. Cette initiative entre dans le cadre de la politique européenne visant à lutter contre le changement climatique.

"Les pays en développement doivent avoir accès à une énergie non polluante à un prix abordable: c'est un préalable au développement durable. Ce Fonds favorisera les investissements privés et deviendra une véritable source de développement durable, en particulier pour l'Afrique", ont expliqué dans un communiqué commun les commissaires au Développement, Louis Michel, et à l'Environnement, Stavros Dimas.

Le fonds de capital-risque doit permettre de mobiliser des financements privés pour de petis projets liés à l'efficacité énergétique et aux énergies renouvelables, a précisé la Commission.

Ce Fonds est la première initiative concrète dérivant de "l'initiative européenne en faveur d'une énergie propre et renouvelable, de l'efficacité énergétique et de la lutte contre le changement climatique dans le cadre du développement". Par ce Fonds, la Commission donne suite à ses engagements de lutter contre le changement climatique et de transférer les technologies propres vers les pays en développement.

Galp Energia veut mettre des microalgues dans votre moteur

Le groupe pétrolier portugais Galp Energia va s'associer avec l'Institut national d'ingénierie, de technologie et d'information (Ineti)et avec la société Alga Fuel pour se lancer l'année prochaine dans la production d'un biocarburant à partir de microalgues.

"En 2009, nous voulons que notre projet pilote soit opérationnel. Nous voulons produire un biocombustible à partir de microalgues", a déclaré M. Ferreira de Oliveira, le président du groupe, lors d'une conférence de presse.

Pour ce projet pilote l'investissement se montera de 1 à 2 millions d'euros. D'ici 2009 le projet passera par plusieurs étapes. Dans un premier temps, AlgaFuel se chargera de sélectionner les microalgues. Le projet pilote sera alors mis en place. l'INETI récoltera les microalgues et produira de la biomasse. Galp Energia interviendra alors pour produire le biocarburant en "recyclant" le CO2 séquestré de sa raffinerie de Sines (Sud du Portugal).

Le passage du stade de pilote à la phase de commercialisation dépendra des résultats de la première étape qui sera suivie de plusieurs tests en laboratoire.

Etats-Unis: des cellules photovoltaïques "Arc en Ciel" pour un meilleur rendement

A l'University of Notre Dame, Indiana, un groupe de chercheurs dirigé par Dr Prashant V. Kamat a mis au point des cellules photovoltaïques en combinant des quantum dots semiconducteurs de différentes tailles et des nanotubes de TiO2 à la place des semiconducteurs classiquement utilisés, les rendant beaucoup plus efficaces. L'étude, soutenue par l'Office of Basic Energy Sciences du Department of Energy est publiée dans le Journal of the American Chemical Society.













Les scientifiques utilisent ces quantum dots de Cadmium Selenide (CdSe) semiconducteurs plutôt que d'autres matériaux car ils présentent l'unique avantage d'absorber certaines longueurs d'ondes de la lumière, en fonction de leur taille : les quantum dots plus petits vont absorber des longueurs d'ondes plus courtes, les plus grands vont en absorber de plus longues. En combinant plusieurs types de Quantum dots de CdSe, les chercheurs peuvent donc créer des cellules photosensibles qui absorbent un plus grand spectre de lumière et sont par là même plus efficaces. L'équipe a arrangé ces quantum dots en motif ordonné sur la surface d'un film d'épaisseur nanométrique, et y ont intégré des nanotubes de dioxyde de Titane (TiO2). Les quantum dots absorbent les photons et produisent des électrons qui sont alors transportés par les nanotubes et collectés par une électrode, produisant ainsi le photocourant.

Outre l'absorption de longueurs d'onde particulières, les chercheurs ont remarqué que la taille des quantum dots a une influence sur la performance, en faisant l'expérience avec quatre types de ces nanoparticules (entre 2,3 et 3,7 nm de diamètre, elles présentent des pics d'absorption à des longueurs d'onde situées entre 505 et 580 nm). Les plus petits quantum dots peuvent convertir plus rapidement les photons en électrons, quand les plus larges absorbent un plus grand pourcentage de photons. Les quantum dots de 3nm de diamètre offrent le meilleur compromis. Après le développement de la première cellule photovoltaïque composée de différents types de quantum dots, les chercheurs prévoient pour les prochaines étapes de leur recherche de créer des cellules "arc en ciel", en superposant des couches de quantum dots en fonction de leur taille : sur la couche externe, les plus petits absorbent le bleu, et la lumière rouge (longueur d'onde plus grande) passe à travers cette couche pour atteindre la couche interne composée des quantum dots les plus larges qui absorbent le rouge, créant ainsi un gradient d'absorption "arc en ciel", tout en combinant les effets de conversion rapide des petits quantum dots et de taux d'absorption important des quantum dots plus larges.

Les cellules photosensibles actuelles en silicium ont une efficacité de 15 à 20%, le reste est perdu en chaleur. Kamat prévoit une efficacité plus importante avec ces nouveaux types de cellules photovoltaïques "arc en ciel", qui pourrait facilement dépasser les 30%.

BE Etats-Unis numéro 115 (14/03/2008) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53560.htm

Une bonne année pour les énergies renouvelables ? Opportunités et prédictions pour l'année 2008

Face au réchauffement climatique et à des problématiques environnementales de plus en plus fortes, la demande pour la recherche de solutions "vertes" s'accroît. Pour les capitaux risqueurs, le secteur des énergies vertes est un secteur à fort potentiel et en pleine expansion. L'année 2008 devrait donc offrir de belles opportunités dans le secteur des énergies renouvelables. Divers rapports émettent des prédictions et précisent quelles seront les tendances fortes de l'année 2008.

Aux Etats-Unis, selon le DoE, (Département of Energy), l'utilisation et le développement de nouvelles technologies pourrait réduire de 50% le coût généré par la consommation d'énergie. La création de nouveaux bâtiments "intelligents" capables d'auto-contrôler l'éclairage et de réguler la consommation d'énergie devrait continuer à progresser. La construction de ce type d'infrastructure est complexe car elle implique un grand nombre d'acteurs et concerne différentes technologies. Des solutions telles que les LEDs (diodes électroluminescentes), plus intelligentes, plus efficaces et moins polluantes vont continuer à se développer.

Le marché du Carbone est lui aussi en pleine expansion. Les contraintes d'un développement durable pour la planète encouragent le développement d'échanges financiers liés aux émissions de gaz à effet de serre. Ce marché permet aux pays ayant épargné des unités d'émissions - des émissions permises mais non "utilisées"- de vendre cet excès aux pays ayant dépassé leurs objectifs d'émissions. Par ce système, les compagnies achètent leur droit de polluer. De tels échanges sont appelés à avoir des impacts, à plus ou moins long terme, sur les choix d'aménagement du territoire, sur les modes de production et de consommation des Etats, des entreprises, des collectivités, des particuliers : localisation des ressources énergétiques, modes de transport, etc.

Les biocarburants devraient attirer l'attention d'un plus grand nombre d'investisseurs. Face à un marché de plus en plus concurrentiel, à la croissance du prix du maïs et du sucre d'où l'éthanol est produit, le développement de nouveaux biocarburants est nécessaire. Aux Etats-Unis, la demande croissante pour les biocarburants pose le problème de la durabilité de leur production. Actuellement les Etats-Unis utilisent 529 millions de litres de gazole par an et on estime que le maïs ne pourrait fournir que 56 millions de litres. Des initiatives se mettent en place pour développer des biocarburants durables. Le DoE a estimé qu'1,3 million de gallons de déchets non issus du grain, pourraient être utilisés pour produire de l'Ethanol [1]. Pour sa fabrication d'autres matières que le grain sont exploitables telles que le papier, le bois, les déchets. Le gouvernement devrait aider à la recherche d'autres matières premières, l'optimisation des procédés, le développement et le transfert de technologies ainsi que la promotion des investissements.

D'autres opportunités se dessinent autour de différentes problématiques industrielles, énergétiques et économiques. Parmi ces problématiques, le transport et la distribution de l'électricité aux Etats-Unis. Il s'agit en effet, d'un secteur sous-financé, le DoE estime que 9% de la production électrique se perd en distribution entre le moment où l'électricité est produite et son utilisation par le consommateur. Ce problème non résolu laisse place à d'importantes opportunités dans la recherche de solutions.

En 2008, il devient de plus en plus évident que le marché des énergies renouvelables sera l'un des marchés les plus prédominant. Pour les capitaux risqueurs, il s'agit d'investissements lourds et prévus sur du long terme. Cependant, des facteurs tels que l'émergence de nouvelles technologies compétitives, la mise en place et l'orientation de nouvelles mesures gouvernementales (taxes, aides financières) et la façon dont le gouvernement souhaitera réguler la consommation d'énergie pourront confirmer ou remettre en cause les prédictions sur les énergies renouvelables les plus prometteuses.

BE Etats-Unis numéro 113 (29/02/2008) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53325.htm

Energie solaire : un système hybride pour les jours nuageux

L'énergie solaire présente de nombreux avantages : illimitée, sans émissions de carbone etc. mais son inconvénient réside en son manque de fiabilité. En effet, les rayons du soleil ne sont pas constants. C'est pourquoi la société israélienne EDIG a créé un générateur hybride pour les jours nuageux ou les nuits.

Les turbines du système peuvent s'adapter à plus d'une source d'énergie. Les turbines solaires peuvent basculer et fonctionner grâce à des gaz, des énergies fossiles ou encore des biocarburants. Basée sur les recherches du prof. Jacob Karni de l'Institut Weizmann, la technologie attire le soleil et le concentre grâce des petits miroirs placés sur le sol. L'énergie thermique générée active des turbines qui peuvent être dirigées par du carburant traditionnel dans les périodes de faible ensoleillement. Ce système hybride n'évite pas complètement les émissions de carbone mais le taux zéro peut être atteint et l'utilisation de pétrole devient minimale.

EDIG a récemment monté une usine pilote en Chine. L'usine était fonctionnelle et a pu fournir de l'électricité au réseau local. La prochaine étape est la construction d'une usine dans le désert Arava en Israël. EDIG destine son système à des régions comme l'Inde, le sud des Etats-Unis pour encore le sud de l'Espagne.

BE Israël numéro 62 (27/02/2008) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53274.htm

9 litres d'hydrogène dans une boîte d'allumettes

Le professeur Shin-ichi ORIMO du Institute for Material Research de l'université de Tohoku a mis au point en collaboration avec Japan Steel Works un réservoir de la taille d'une boîte d'allumettes pouvant relâcher jusqu'à 9 litres d'hydrogène.

L'hydrogène est stocké dans un réservoir en aluminium sous forme de particules d'aluminium hydrogéné, molécule développée par le groupe de recherche. Lorsqu'il est chauffé à 80°C le composé relâche de l'hydrogène sous forme de gaz. Expérimentalement, on a pu extraire 9,3 litres d'hydrogène d'un réservoir mesurant 4 cm x 6 cm et d'une épaisseur de 5,5 mm. Ceci représente une contenance supérieure de 43% par rapport à l'alliage lanthane-nickel (LaNi5) habituellement utilisé pour le stockage de l'hydrogène. Le groupe espère améliorer les propriétés du système afin que l'aluminium hydrogéné libère le gaz à 60°C, ce qui permettrait une utilisation directe de la chaleur rejetée par les appareils électroniques et donc une alimentation par piles à combustibles d'instruments portables comme les téléphones ou les ordinateurs. Une fois que l'hydrogène a été libéré, il ne reste plus que de l'aluminium. Ce processus étant irréversible, les réservoirs seraient employés comme des cartouches à utilisation unique. La mise en application de la technologie se fera au plus tôt dans trois ans.

Japan Steel Works espère également utiliser cette technologie pour développer des réservoirs destinés à des véhicules roulant grâce à des piles à combustibles. A volume égal, cette méthode permettrait de stocker 3,6 fois plus d'hydrogène que des bonbonnes pressurisées à 35 MPa. La distance parcourue pourra alors atteindre les 650 km pour un réservoir de 90 litres qui ne pèserait que 100 kg, à la place de 220 kg actuellement.

Le principal défi à la diffusion des piles à combustible est le stockage et le transport du combustible. Le méthanol est accessible à faible coût mais son transport est délicat car c'est un corps inflammable. D'autre part, les alliages du type lanthane-nickel permettent de stocker de l'hydrogène d'une manière relativement sûre mais présentent l'inconvénient de peser très lourd. Toutes les alternatives restent donc à envisager.

BE Japon numéro 472 (22/02/2008) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53225.htm

Comment s'inspirer de la nature pour concevoir les cellules solaires du futur ?

Une équipe de chercheurs de la chaire de Chimie Physique de l'Université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU) a montré qu'il était possible d'améliorer considérablement la capacité naturelle d'absorption lumineuse des plantes en introduisant des nanoparticules d'argent dans les pigments responsables de cette absorption (LHC, [1]). Cette découverte, à laquelle ont également participé des chercheurs de l'Université américaine de Ohio, pourrait s'avérer significative pour le futur développement de cellules photovoltaïques innovantes, qui fonctionneraient sur l'exemple biologique d'exploitation photosynthétique de l'énergie solaire.

La capture de l'énergie lumineuse pour la plante s'effectue grâce à des antennes collectrices ou LHC qui sont des complexes multi-protéiques et pigmentaires capables d'intercepter les photons de différentes longueurs d'onde, c'est-à-dire d'énergies variées. Les mesures expérimentales menées par les scientifiques du LMU ont été effectuées sur un LHC particulier présent chez certaines algues marines (du type Amphidinium carterae) : le complexe péridinine-cholorophylle (PCP). Déposé sur un support en verre recouvert d'îlots de nanoparticules d'argent, le PCP a été exposé à une lumière laser (dans le domaine des longueurs d'onde bleu-vert) afin d'en déterminer par la suite la capacité absorbante à l'aide d'un spectromètre à fluorescence. L'expérience a révélé une intensité fluorescente du signal mesuré jusqu'à 18 fois supérieure pour le PCP modifié que pour le PCP naturel. Par ailleurs, aucune altération de la structure protéique du PCP n'a été observée.

Selon certains modèles théoriques, l'augmentation de l'efficacité de l'absorption s'explique par une double stimulation du PCP : à l'excitation directe de la lumière s'ajoute l'effet du champ électrique créé par les nanoparticules. Le recours à des LHC de synthèse et la fabrication de nanostructures métalliques spécifiques devraient permettre d'optimiser le processus inspiré par la biologie.

Ces résultats ont été publiés dans l'actuel numéro du magazine "Nano Letters".

BE Allemagne numéro 373 (20/02/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53159.htm

Japon: un film plastique rapidement biodégradable

Le Osaka Municipal Technical Research Center a mis au point, conjointement avec des fabricants d'emballage, un film plastique transparent en acide polylactique (PLA) qui se dégrade rapidement lorsqu'il est enfoui sous terre. Ce plastique, chauffé préalablement au four micro-onde par exemple, se décompose en moins d'un an sous terre.

Le PLA est un polymère qui peut être dégradé par l'oxygène produit par les microorganismes présents dans le sol. C'est pourquoi il est dit biodégradable. Bien qu'utilisé de plus en plus dans les barquettes alimentaires ou les coques de téléphones portables, il faut attendre 2 à 3 années avant qu'un simple sac plastique soit totalement transformé.

Afin de favoriser la biodégradation du plastique, les chercheurs ont intercalé entre deux couches de PLA une substance chimique qui permet d'accélérer la décomposition du PLA. Lorsque le film plastique est chauffé, cette substance chimique diffuse à la surface du matériau et accélère la dégradation du PLA par l'oxygène.

Actuellement, comme de temps de décomposition du PLA est trop long, les plastiques biodégradables sont généralement incinérés. Le temps de dégradation ayant été diminué, l'enfouissement devient envisageable, pouvant entraîner de ce fait une baisse des coût de traitement des déchets ainsi qu'une diminution des émissions de CO2.

BE Japon numéro 465 (7/12/2007) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52214.htm

SEAREV: l'électricité va bientôt venir des vagues

Outre leur contribution à la diminution des émissions de gaz à effet de serre, les énergies
renouvelables présentent le double avantage de réduire la dépendance des Etats vis-à-vis
des importations d’énergies fossiles et d'être fondées sur des technologies de pointe
créatrices d'emplois et d'exportations. Au sein de l’Union Européenne et sur ces nouveaux
créneaux, les états membres détiennent des positions mondialement dominantes qu'il leur
appartient de conforter. Le défi est de produire demain de l’énergie « propre » qui soit
compétitive avec les énergies « sales » d’hier et d’aujourd’hui. On sait que les courbes de
coût de ces deux types d’énergies vont se croiser un jour, les énergies propres étant de
moins en moins chères à mesure que leur utilisation se banalise et se généralise, les
énergies sales, elles, voyant leur coût lié aux ressources fossiles exploser. De nouvelles
technologies doivent être développées dès maintenant pour être prêtes le jour venu...

Dans ce cadre, la possibilité d’exploiter les énergies de la mer et notamment l’énergie des
vagues et de diversifier ainsi les ressources énergétiques est une opportunité à saisir. Les
technologies qui abordent ce domaine sont très novatrices et leur développement est plus
que d’actualité. Parmi ces systèmes qui défient les forces de Poséidon, le SEAREV est très
prometteur. Ce Système électrique autonome de récupération de l’énergie des vagues a été
créé par l’équipe d’Alain Clément au Laboratoire de mécanique des fluides (LMF,
CNRS/École Centrale de Nantes), est aujourd’hui en cours de transfert à un consortium
d’industriels français qui devraient en assurer la commercialisation dans les années à venir.
Depuis deux ans, ces industriels se sont saisis du concept issu des recherches du LMF et
breveté par le CNRS pour en faire un produit performant et commercialisable vers 2011-
2012.

L’énergie des vagues

L’énergie des vagues s’exprime en kilowatt par mètre de front d’onde (kW/m). On considère
la puissance moyenne annuelle transportée par mètre perpendiculaire à la direction de
propagation des vagues. Les valeurs maximales à la surface du globe, 100 kW/m, se trouvent au Cap Horn, alors que dans le Golfe de Gascogne en face de nos côtes, on trouve des niveaux de 40 kW/m. La ressource moyenne globale en énergie des vagues se situerait entre 1,3 et 2 TW d’après le World Energy Council, soit l’ordre de grandeur de la puissance
électrique mondiale installée (~2TW). L’énergie récupérable avec les moyens envisagés
aujourd’hui serait de l’ordre de 140 à 750 TWh/an. Les développeurs estiment que l’on
pourrait installer en mer des parcs de machines avec une densité de puissance de l’ordre de
25 MW par km2 de mer occupée, ce qui pourrait alimenter de 7000 à 8000 foyers français en électricité (moyenne annuelle hors chauffage).

Comment fonctionne le système SEAREV

SEAREV est un système offshore de deuxième génération composé d’un flotteur clos et étanche dans lequel est suspendue une roue chargée qui joue le rôle d’un pendule embarqué. Cette roue à axe horizontal, de grand diamètre (9m), dont la moitié supérieure est
évidée, a sa masse concentrée dans la moitié inférieure, lestée de béton, d’où l’effet de pendule. Sous l’action de la houle et des vagues, le flotteur se met à osciller, entraînant à son tour un mouvement de va-et-vient de la roue pendulaire. Chacun a son propre mouvement, et c’est le mouvement relatif entre le flotteur et la roue qui actionne un système hydro-électrique de conversion de l’énergie mécanique en électricité : des pompes hydrauliques liées à la roue pendulaire chargent des accumulateurs à haute pression ; en se déchargeant, ces derniers livrent à leur tour leur énergie à des moteurs hydrauliques qui entraînent des générateurs d’électricité. Plusieurs flotteurs SEAREV mouillés au large forment un parc (ou ferme). L’électricité est ramenée à terre par un câble sous-marin.


Une maquette testée en bassin à vagues

L’Ecole Centrale de Nantes possède la plus grande cuve à houle de France : 30mx 50mx5m.
C’est l’outil idéal pour mettre au point les systèmes houlomoteurs. Le logiciel de pilotage
des 48 générateurs de vagues peut y produire à la demande des champs de vagues
reproduisant fidèlement, à une échelle ad-hoc, des états de mer réels, mais aussi des
vagues géantes exceptionnelles, des houles croisées parfaites, etc.. Une maquette à l’échelle 1/12ème du prototype SEAREV a été testée dans ce bassin. Deux campagnes d’essais ont été menées en juin et octobre 2006. Elles ont permis de valider le concept général, y compris la méthode d’amplification du mouvement par contrôle adaptatif de la roue en temps réel, et de recaler par les données réelles les logiciels de simulation établis
préalablement sur des modèles virtuels idéaux. Ces essais ont également permis de mettre à jour des instabilités de comportement du flotteur dans des conditions bien spéciales, ce qui a entraîné la définition d’une nouvelle forme de flotteur est aujourd’hui à l’étude par simulation numérique et par essais en bassin.

Les essais à la mer du prototype grandeur réelle

Le système grandeur réelle (24 m sur 14m, 1000 tonnes dont 400 tonnes pour la roue
pendulaire) devrait avoir une puissance électrique installée de 500 kW. On estime que dans
une région correctement exposée aux vagues comme le littoral Atlantique français, chaque
unité pourrait alimenter près de 200 foyers à terre en moyenne sur une année.

Un premier prototype devrait être construit pour 2009, puis testé en mer et mis au point en
2009-2010. Dans le cadre du Contrat de Projet État/Région (CPER) 2007-2013, la région Pays de la Loire se propose d’accueillir et de financer un site d’essais à la mer sur son littoral, au voisinage de l’embouchure de la Loire. Ce projet d’infrastructure de recherche collaborative est soutenu par le CNRS. Il pourra accueillir le SEAREV, mais aussi tous les autres projets de machines houlomotrices aujourd’hui en construction en Europe.

Une ferme houlomotrice sera constituée de plusieurs dizaines de ces modules SEAREV
ancrés par 30 à 50 m de fond, donc à 5 ou 10 km des côtes. Les flotteurs situés au ras de
l’eau seront bien balisés mais quasi invisibles depuis la côte. Si l’un des modules est
défectueux, les autres continueront à fonctionner et à produire de l’électricité ; la
maintenance se fera au port après décrochage puis remorquage de la machine défectueuse.

IBM recycle ses processeurs en capteurs solaires

L'industrie des cellules solaires s'est trouvée dernièrement pénalisée par les hausses de prix de ses matières premières. En effet, à cause de la reprise du marché des semi-conducteurs et de la pénurie de Silicium qui s'en est suivie, les prix sont passés de 25 dollars/kg en 2004 à plus de 200 dollars/kg en 2006. Ainsi, cette industrie, qui connaissait une croissance de plus de 30%, estime sa croissance pour l'année 2007 entre 10% et 20%, et semble développer les cellules à base de film, moins performantes, mais nécessitant moins de silicium.

Les galettes de Silicium, les "silicon wafers", sont principalement produites par quelques vendeurs, pour les grands fabricants de semi-conducteurs. La demande de semi-conducteurs a suffisamment augmenté pour justifier l'accélération du processus d'augmentation de la taille des galettes, pour atteindre 450mm (au lieu de 300mm actuellement), et ce dès 2012.

Puisque le coût de la matière première a fortement augmenté, le recyclage gagne en intérêt. De plus, les déchets des industries de semi-conducteurs ne sont presque pas traités, notamment afin de protéger les secrets industriels. IBM vient de faire une percée dans le domaine de ce recyclage. Le recyclage peut mettre à jour des procédés et des secrets industriels, puisque le Silicium expose les circuits, alors que ces industries sont très compétitives. Pour effacer les circuits, les méthodes habituelles de recyclage utilisent de nombreux gaz et acides corrosifs, comme H2SO4, HF, HNO3, ou de l'Ozone. Ces méthodes polluantes, consomment beaucoup d'énergie, demandent de nombreux équipements et dégradent en partie le Silicium. Enfin, on estime que recycler du silicium pour en produire un panneau solaire coûte alors en énergie près d'un tiers de l'énergie qu'il va produire tout au long de sa vie, ce qui est très important.

IBM Burlington, a annoncé avoir développé une technologie uniquement mécanique et abrasive qui permettra de recycler ces galettes usagées en panneaux solaires. Elle permet de réduire la consommation d'énergie de cette phase, de ne pas consommer d'acides, et d'accélérer le recyclage. Le Silicium ainsi obtenu n'est pas d'une pureté suffisante pour être réutilisé dans des processeurs, mais convient à des productions de panneaux solaires. Ceci permettra à IBM de recycler environ 3 millions de galettes par an et de faire baisser le prix du Silicium. IBM a été récompensé lors des Most Valuable Pollution Prevention awards pour cette technologie.

source: BE Etats-Unis numéro 99 (13/11/2007) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51846.htm

Ignitor: du nucléaire propre ?

Le projet ITER dépassé ? C'est ce que laissent penser des recherches menées en Italie sur un réacteur du futur, capable de fournir une "énergie propre": l'Ignitor.
Ignitor est le fruit d'un groupe de travail entre le MIT, l'ENEA (Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente), et d'autres centres italiens initié dans les années 70 avec le projet Alcator. Il serait prévu pour consommer du deutérium et du tritium, avec des pics de températures pouvant atteindre jusqu’à 111 millions de degrés, soit davantage que le soleil, ainsi que des pressions de 33 atmosphères générant une puissance de 100 MégaWatts...

Avec un tel réacteur, le problème des déchets serait résolu car dans le cadre de son fonctionnement, il est prévu que « tout se recycle ». Le professeur Coppi, professeur de physique des plasmas au MIT, est d’ailleurs convaincu qu' ITER ne réussira jamais à construire un réacteur à fusion pour fournir de l’énergie propre, tandis que le projet Ignitor peut au contraire en l’espace de dix ans arriver à un résultat pratique et être correctement employé.

Des cellules solaires innovantes à base de nanofils

L'équipe de Charles Lieber à Harvard University (Cambridge, MA) a mis au point une cellule solaire constituée d'un nanofil de silicium de 300 nanomètres de diamètre formé de trois couches concentriques déposées par méthode VLS (Vapeur Liquide Solide) : le coeur est dopé P, la couche intermédiaire est intrinsèque et la couche extérieure est dopée N, l'ensemble formant une jonction PIN radiale. Ce type de structure coaxiale permet d'augmenter sensiblement l'efficacité de collection des porteurs ainsi que le rendement global par rapport à des structures conventionnelles utilisant le même semiconducteur monocristallin.

Les résultats obtenus montrent que ce type de cellule solaire à base de nanofil peut fournir une puissance électrique pouvant atteindre 200 pW et présenter un rendement de conversion stable de 3,4%. Cette valeur peut paraître faible comparée à celles obtenues avec les cellules solaires à base de silicium monocristallin, mais cette approche innovante est attractive car elle devrait permettre de réaliser des dispositifs électroniques auto-alimentés grâce à l'implantation sur le circuit même d'éléments photovoltaïques constitués de nanofils empilés.

BE Etats-Unis numéro 97 (29/10/2007) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51591.htm

Les forêts contribuent-elles aux émissions de gaz à effet de serre du Canada ?

En vue de répondre à cette question, des scientifiques de Ressources Naturelles Canada (RNCan) ont élaboré le Système National de Surveillance, de Comptabilisation et de Production de Rapports concernant le Carbone des Forêts (SNSCPRCF).

Puisque les écosystèmes des forêts emmagasinent d'importantes quantités de carbone dans les arbres, la litière de surface et les sols, et parce que le carbone est libéré quand les forêts brûlent ou se décomposent, ces écosystèmes sont un facteur important à considérer dans l'étude des émissions de gaz à effet de serre. Afin de déterminer le bilan net de carbone, le SNSCPRCF utilise des données provenant de millions de peuplements forestiers dans tout le Canada.

"Ce projet se comparerait à une feuille de bilan géante sur laquelle serait enregistré un suivi des émissions et de l'absorption des gaz à effet de serre générés par nos forêts aménagées", a déclaré le scientifique Werner Kurz, de RNCan.

Le SNSCPRCF aidera non seulement les scientifiques à évaluer la capacité des forêts canadiennes en matière de stockage et de libération du carbone, mais il leur permettra également de contrôler et d'analyser les données collectées, ainsi que de conseiller les experts en aménagement forestier et les responsables des politiques.

Le modèle de bilan du carbone du secteur forestier canadien (CBM CFS3) est à l'origine de projet; ce modèle est un logiciel de modélisation basé sur des données compilées sur environ 20 ans de recherches.

BE Canada numéro 323 (12/10/2007) - Ambassade de France au Canada / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51411.htm
crédit photo: Yann Arthus-Bertrand, la terre vue du ciel, Forêt en automne dans la région de Charlevoix, Canada.

Japon: produire du plastique à partir de CO2

Une équipe mixte de laboratoires universitaires et industriels a réussi à produire du plastique (résine) à partir de CO2. Les propriétés du matériau sont similaires à celles du polypropylène ou du polyéthylène qui à eux deux représentent plus de 60% du marché des résines plastiques.

L'université de Tokyo avait déjà inventé, il y a 40 ans, le processus de fabrication, mais les propriétés de résistance thermique notamment n'étaient alors pas suffisantes pour envisager une application commerciale du produit. L'utilisation d'un nouveau catalyseur a permis de remédier à ce défaut. Le matériau est dérivé à 50% de CO2 issu d'usines, mélangé à des époxydes. Ceci permet une réduction de 30% des émissions de gaz à effet de serre comparé à la fabrication de plastique issu des hydrocarbures.

Les partenaires (Université de Tokyo, Université Keio, Université de Kanagawa, Université de Science de Tokyo, Teijin, Sumitomo Chemicals, Mitsubishi) espèrent avoir une version pratique du plastique en 2012. La production sera gérée par le groupe Sumitomo, la manufacture revient à Teijin et le groupe Mitsubishi assurera la commercialisation. Le projet dans sa globalité a reçu le soutien du ministère de l'économie, du commerce et de l'industrie par l'intermédiaire de son agence de financement NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization).

BE Japon numéro 458 (28/09/2007) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51257.htm

Canada: des plastiques plus verts

Difficile d'imaginer le blé, la pomme de terre ou d'autres féculents apparaître sur la table sous forme d'assiettes, d'ustensiles ou de gobelets jetables. Tel est pourtant le sujet de recherche sur les bioplastiques étudié au Centre National de Recherches Canada (CNRC). Une équipe de l'Institut des Matériaux Industriels (IMI-CNRC), pilotée par Michel Huneault, a réalisé une véritable percée dans la création des polymères de l'amidon à partir de certains aliments.

Les plastiques pétrochimiques ont une grande durabilité, mais prennent une éternité à se décomposer. "Les matériaux faits des polymères de l'amidon, eux, se dégradent rapidement, explique M. Huneault. Néanmoins, si besoin est, on peut les faire durer beaucoup plus longtemps. Leur fabrication demande aussi moins d'énergie et libère moins de gaz que celle des plastiques issus du pétrole."

Depuis 2005, M. Huneault et son groupe de Boucherville, au Québec, travaillent en étroite collaboration avec le Réseau canadien d'innovation dans la biomasse et l'Ecole Polytechnique de Montréal pour produire du bioplastique avec l'amidon du pois, du riz et du blé. "Nous espérons trouver un succédané aux polymères synthétiques du pétrole employés dans les produits jetables comme l'emballage, déclare M. Huneault. L'amidon est un matériau très prometteur car c'est un polymère naturel, mais il faut le modifier pour qu'il résiste à l'eau et devienne thermoplastique, c'est-à-dire qu'on puisse le fondre et le mouler."

Avec le concours de leur équipe technique, Michel Huneault, Nathalie Chapleau et Hongbo Li ont pu combiner de l'amidon thermoplastique à différents polymères. En résulte des alliages polymériques qui pourraient servir à fabriquer toute une série d'articles d'usage courant en plastique jetable.

"Quelques mélanges sont totalement biodégradables et offrent un éventail complet de propriétés, selon la proportion d'amidon et de plastifiant", reprend M. Huneault. Les mélanges PLA/TPS résiste très bien à l'étirement, ce qui pave la voie à la fabrication de pellicules plastiques et de contenants thermoformés servant à l'emballage. On peut aussi mouler ces mélanges par injection afin d'obtenir des pièces complexes, donc s'en servir comme plastique injectable. Enfin, on peut faire mousser les mélanges avec du dioxyde de carbone, ce qui donne des mousses d'emballage à plus faible densité.

BE Canada numéro 322 (25/09/2007) - Ambassade de France au Canada / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51135.htm

Japon: nouvelle méthode de capture du CO2

Les usines et les centrales thermiques sont responsables de 40% des émissions de CO2 japonaises. L'enfouissement et le stockage du CO2 paraît être actuellement la solution pour lutter contre le réchauffement climatique. Ces technologies existent mais le coût de ces opérations est un grand frein à leur développement.

C'est dans ce contexte que le RITE (Research Institute for Innovative Technology for the Earth) a mis au point une nouvelle méthode de capture du CO2 en deux temps. Les effluents gazeux traversent une solution à base d'aluminium qui piège le CO2. Le liquide est ensuite envoyé vers une membrane tubulaire percée d'orifices d'un dixième de micromètre. En abaissant la pression autour de cette membrane, le liquide s'éjecte par les petits trous en libérant le CO2.

Des méthodes similaires employant un liquide d'absorption existent déjà mais sont menées à des hautes températures (110-140°C), nécessitant de ce fait de grandes quantités d'énergie (20% de l'énergie produite dans le cas d'une centrale thermique). La méthode du RITE ne demandant qu'un environnement basse-pression permet de réduire de moitié le coût de séparation et de capture du CO2. Le RITE va continuer ses recherches afin d'obtenir d'ici deux ans un système consommant 4 fois moins d'énergie que les techniques actuelles et ne coûtant que la moitié.

Le RITE a mené au Japon des essais d'enfouissement de CO2 entre 2003 et 2005. Plus de 10000 tonnes de CO2 ont été enfouies dans des aquifères de la région de Niigata. On estime qu'au maximum 150 milliards de tonnes pourront être stockées au Japon, même si en réalité seules 52 milliards ont été confirmées. A l'échelle mondiale c'est 483 des 877 milliards de tonnes de CO2 rejetés d'ici 2050 qui pourraient être enfouies. Le projet européen CASTOR (CO2 from Capture to Storage) étudie actuellement les possibilités à l'échelle européenne. Il va sans dire que la nouvelle méthode du RITE représente un enjeu économique, scientifique et environnemental à l'échelle mondiale.

BE Japon numéro 456 (14/09/2007) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/50947.htm