À quoi ressemblera notre avenir énergétique ? On sait qu'il reposera sur la combinaison de multiples ressources et technologies. Énergies fossiles, renouvelables, nucléaire contribueront à satisfaire la croissance de la demande. Parallèlement, de nombreuses initiatives se multiplient qui, mises bout à bout, peuvent représenter une alternative non négligeable. Alternatives a retenu 15 idées… parfois étonnantes!

Diversifier les sources de chauffage

La moquette source de chaleur !

Des sols chauffés par une batterie ? Ce ne sera peut-être bientôt plus de la fiction. Un prototype de moquette modifiée avec des nanotubes de carbone a été mis au point à l’université de Czestochowa (Pologne). En incorporant les nanotubes aux polymères utilisés dans la fabrication de moquettes, les chercheurs ont créé un matériau aux propriétés intéressantes: relié à une source d’électricité, il permet de chauffer d’importantes surfaces au sol avec peu d’énergie grâce aux propriétés de conduction de la chaleur des nanotubes de carbone. Ces structures cristallines en forme de cylindres, des milliers de fois plus fines qu’un cheveu, sont l’un des premiers produits industriels issus des nanotechnologies.

Source: http://www.bulletinselectroniques.com

Une solution en béton pour stocker la chaleur

Le centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) et son partenaire industriel Züblin AG ont présenté au mois de septembre 2008 un nouveau système de stockage de la chaleur pour les centrales solaires thermiques à concentration (centrales CSP). Installé près de Stuttgart, le démonstrateur stocke la chaleur dans du béton. L’accumulateur en béton peut être adapté à n’importe quelle puissance. Il est non seulement approprié pour des applications dans des centrales CSP, mais il convient également pour le stockage de la chaleur d’échappement (gaz, vapeur...) dans l’industrie ou encore dans le domaine de la cogénération. La combinaison d’une centrale CSP avec un accumulateur de chaleur permet d’augmenter la durée de fonctionnement de la turbine (fonctionnement pendant la nuit ou, plus généralement, dans les moments de plus faible ensoleillement) et, donc, la disponibilité de l’installation de production d’électricité solaire. Jugée performante et à bas coût par les scientifiques, cette solution pourrait connaître une application commerciale, mais aucune date n’est encore avancée.

Source: http://www.bulletins-electroniques.com

Se chauffer... à partir de l’énergie humaine

La société de gestion immobilière suédoise Jernhusen espère utiliser la chaleur émise par les voyageurs de la gare centrale de Stockholm pour chauffer partiellement l’immeuble contigu! Environ 250000 personnes traversent la station chaque jour. « Tout le monde produit de la chaleur. Au lieu d’ouvrir les fenêtres et de laisser s’échapper cette chaleur, nous voulons la capter à travers le système de ventilation », a indiqué l’un des responsables. Si ce système de « pompe à chaleur » est connu depuis longtemps, sa mise en application est récente. Selon ses promoteurs, il devrait permettre de réduire les coûts de chauffage d’environ 15 % dans l’immeuble voisin.

Source: http://www.lesechos.fr

L’asphalte surchauffé est un réservoir d’énergie insoupçonné

Une équipe de scientifiques américains du Worcester Polytechnic Institute cherche à récupérer la chaleur captée par l’asphalte des routes pour en faire une source d’énergie et d’eau chaude. « La surface reste chaude et pourrait continuer à produire de l’énergie après le coucher du soleil, à la différence du solaire traditionnel », indique le laboratoire. Des essais ont été effectués sur des plaques d’asphalte auxquelles ont été intégrés des thermocouples (utilisés pour la mesure de températures), afin de mesurer la pénétration de la chaleur, et des tubes en cuivre, pour évaluer dans quelle mesure elle pourrait être transférée dans un circuit d’eau. L’eau chaude produite par l’asphalte pourrait être utilisée « telle quelle » pour le chauffage des bâtiments ou dans des procédés industriels. Elle pourrait également être exploitée par un générateur thermoélectrique qui transforme la chaleur en électricité (sans faire appel à des mouvements mécaniques comme ceux d’un piston ou d’une turbine, ou à des réactions chimiques).

Source: http://www.wpi.edu

Exploiter les nouveaux matériaux

Des murs et des plafonds éclairants

Quand l’intensité lumineuse baisse, chacun a recours à des ampoules, qu’elles soient fluocompactes ou à incandescence. Au Laboratoire des sciences de l’habitat de l’École nationale des travaux publics d’État (ENTPE) à Lyon, des chercheurs testent des plaques très fines qui s’illuminent grâce à une incrustation de diodes électroluminescentes. Ces systèmes pourraient être déployés dans les murs et les plafonds sous la forme de dalles lumineuses ou de bandes lumineuses encastrables. Selon les chercheurs de l’ENTPE, « la lumière viendra directement des matériaux de construction et devrait permettre de diviser par trois nos consommations d’énergie ». En utilisant ces diodes dans les maisons, l’ambiance de chaque pièce pourrait être différente puisque ces sources de lumière donneront la possibilité de modifier la couleur de l’éclairage au gré des envies.

Source: www.entpe.fr

Le solaire sur toutes les surfaces

On voit parfois des panneaux solaires sur des toitures, mais on n’imagine pas encore que toutes les surfaces de la maison soient capables de stocker l’énergie du soleil et de la convertir en énergie électrique... Et pourtant, à l’université de Toronto, un chercheur a réussi à intégrer dans un plastique des nanoparticules qui absorbent la lumière visible ainsi que la lumière infrarouge. Appliqué sous forme de peinture ou tissé directement dans les rideaux, ce produit pourrait à l’avenir augmenter notablement le rendement énergétique obtenu par des cellules photovoltaïques traditionnelles et être utilisé pour des applications domestiques. Au Japon, la société Nihon Telecommunication Systems a commercialisé des fenêtres photovoltaïques. Pour l’heure, l’énergie produite est juste suffisante pour recharger des ordinateurs ou des appareils mobiles. L’électricité générée (qui peut être exploitée simplement avec une connexion USB) atteint 70 W par mètre carré de verre, lorsque la luminosité est vraiment excellente.

Le premier verre émetteur de lumière

Après plusieurs années de recherche et de développement, l’entreprise française de design Saazs, en partenariat avec Saint-Gobain, a présenté le Planilum, le premier « verre actif éclairant ». Composé de quatre couches d’un verre spécial, d’un gaz rare et de phosphores sérigraphiés, ce système d’éclairage ne mesure que 2 cm d’épaisseur.
Il offre 50000 heures d’éclairage, soit vingt ans d’utilisation normale. Plus besoin d’ampoule puisque c’est le matériau lui-même qui diffuse la lumière! « La lumière n’éblouit pas. Proche de la température du corps humain, elle peut être touchée, et ne nécessite aucun filtre ni aucune protection », expliquet-on chez Saazs. Les lampes Planilum sont par ailleurs recyclables à 90 %, car le verre est utilisé dans leur composition. Actuellement, chaque plaque de lumière (100 W) éclaire environ 40 m2 d’espace périphérique. Une efficacité qui la situe entre une ampoule classique et un néon. La société espère améliorer l’efficacité lumineuse des plaques pour arriver en moins de trois ans au même niveau que celui du néon.

Source: http://www.saazs.com

Les matériaux à changement de phase

Peut-on imaginer que les parois des maisons ou des appartements puissent elles-mêmes réguler la température intérieure d’une pièce, quelle que soit la saison ? C’est le défi que proposent les matériaux à changement de phase (MCP), des produits qui ont la propriété de changer d’état (liquide ou solide) en fonction de la température ambiante. Ces matériaux à base de paraffine, de sels hydratés ou d’acides gras existent déjà, et font toujours l’objet d’études en laboratoire. Les chercheurs évaluent leur comportement face au feu, leur durée de vie et leur impact sur la qualité de l’air. On peut envisager qu’à l’avenir les murs ne contiennent pas un seul mais plusieurs matériaux capables de changer de phase à des températures différentes.

Produire de l’électricité autrement

Valoriser les déchets organiques des poulets

Les Pays-Bas ont mis en route la première centrale électrique à biomasse européenne alimentée par des fientes de poulet. Pour assurer une puissance de 36,5 MW, la centrale de Moerdijk récupérera quelque 44 0000 tonnes de fientes par an auprès de 630 exploitations. La production électrique annuelle devrait dépasser les 270 millions de kWh. Le fonctionnement est simple : le méthane dégagé par les déchets organiques est brûlé pour produire du courant et les résidus sont transformés en engrais. Dix ans ont été nécessaires au groupe néerlandais Delta pour mener à bien le développement du projet. Au mois d’août dernier, la Chine a inauguré elle aussi sa première centrale récupérant les déchets de batteries de poulets.

Une seconde vie pour les épluchures

Plutôt que d’enfouir les déchets de nos poubelles, pourquoi ne pas les valoriser en tant que source d’énergie complémentaire? Le processus consiste en effet à les laisser « pourrir » tout en captant le gaz qu’ils libèrent. Ainsi, une tonne d’épluchures peut fournir quel que 200 kWh d’électricité et 250 kWh de chaleur. À titre d’exemple, 200 000 tonnes d’épluchures de pommes de terre peuvent être transformées en 40 GWh d’électricité par an (soit 40 millions de kWh). L’énergie générée correspondrait alors aux besoins électriques de 10 000 ménages occidentaux sur une période d’un an. La société Thenergo, filiale du groupe Theolia, est en train d’installer deux unités de méthanisation des épluchures de pommes de terre à Ypres et à Vleteren, en Belgique… En France, sur l’immense décharge de Claye-Souilly (Seine et- Marne), des milliers de tonnes de déchets se décomposent en produisant du biogaz. Veolia Propreté, qui exploite le site, valorise ces déchets en produisant de l’électricité. Les électrons sont ensuite mis sur le réseau d’EDF. Veolia veut aller plus loin et travaille sur la transformation du méthane en carburant à partir du biogaz de décharge (pour pouvoir alimenter 50 bennes à ordures de l’entreprise selon le principe du gaz naturel utilisé pour les véhicules). L’installation devrait être mise en service au cours du deuxième trimestre 2009. Elle produira 60 Nm3/h de biométhane carburant(1) à partir de 200 Nm3/h de biogaz capté sur l’installation de stockage de déchets. La Communauté urbaine de Lille a lancé un projet similaire qui devrait fournir du carburant pour alimenter une centaine de bus de l’agglomération. La Suède, les Pays-Bas et la Suisse ont déjà opté depuis longtemps pour cette voie. Selon L’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe), la France a produit, en 2006, à partir de l’incinération des déchets, de quoi alimenter un million de logements en électricité et 600 000 foyers en chaleur.

1. Nm³ est l’abréviation de « normo mètrecube », soit un volume d’un mètre cube de gaz dans les conditions normales de température et de pression (0 °C et 1 atmosphère soit 1,013 bar).

Source: http://www.veolia-proprete.com/

Des nanotechnologies à la pointe du courant

Une équipe de chercheurs de l’université d’Harvard a mis au point des câbles nanoscopiques qui, non seulement, conduisent l’électricité, mais produisent eux mêmes du courant à partir de l’énergie solaire. Des centaines de fois plus petits que des cheveux (100 nanomètres), ces nanocâbles photosensibles sont formés de trois sortes de silicium. Des électrons sont générés par la lumière sur la partie extérieure des câbles et pénètrent à l’intérieur à travers des micropores. L’idée de créer des cellules photovoltaïques à l’échelle nanoscopique n’est pas neuve mais, cette fois, les matériaux développés sont plus efficaces: ils convertissent 3,4 % de la lumière du soleil en électricité (à titre de comparaison, le rendement des cellules solaires les plus couramment utilisées est de 17 % environ). Cette source d’énergie est propre, très efficace et renouvelable. Ces câbles pourront équiper des appareils miniaturisés, notamment dans le cadre de la médecine afin d’observer ce qui se passe à l’intérieur du corps. On pourrait également voir apparaître les nanotechnologies dans nos vêtements! Des paires de fibres de textile recouvertes de nanofils d’oxyde de zinc produiraient ainsi Des nanotechnologies à la pointe du courant de l’électricité en utilisant l’énergie « mécanique » et seraient capables de transformer tout mouvement en énergie électrique. Les nanogénérateurs développés par une équipe de l’université de Géorgie (États-Unis) exploitent déjà les propriétés des nanostructures d’oxyde de zinc, qui permettent de générer de l’électricité lorsqu’ils sont en flexion... Ces fibres peuvent être tissées sur des rideaux, des tentes, ou n’importe quel tissu dont tout mouvement deviendrait alors générateur de courant. Selon ces chercheurs, un mètre carré de tissu fabriqué à partir de ces fibres spéciales pourrait théoriquement générer jusqu’à 80 milliwatts de puissance : c’est très peu mais, selon les chercheurs, plusieurs couches de ce tissu générateur pourraient être assemblées pour fabriquer des vêtements capables d’alimenter des appareils électroniques ou de recharger un téléphone portable à partir des mouvements du porteur.

Stocker l’énergie pour lui redonner vie

Les miracles de l’air comprimé

L’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a mis au point un système de stockage de l’énergie reposant sur la compression de l’air. L’air, comme tous les gaz, est compressible. Il prend le volume qui lui est imposé. En l’obligeant à occuper un plus petit espace, sa pression augmente et crée un potentiel d’énergie comparable à l’élévation de l’eau dans un barrage hydroélectrique. Le stockage d’énergie par air comprimé n’est pas nouveau en soi, mais cette technique n’a pour ainsi dire jamais été exploitée, en raison du faible rendement des machines à air existantes. En effet, l’air s’échauffe quand on le comprime et cette chaleur, une fois évacuée, génère d’importantes pertes.

La quantité d’énergie récupérée à la détente de l’air est faible par rapport à celle qui a été initialement stockée. On parle d’un rendement de l’ordre de 20 à 30 %. Cette fois, un nouveau système, dit de « piston liquide », développé par la start-up Enairys, améliore le rendement du stockage de l’énergie par air comprimé de plus de 30 %. Selon les scientifiques, son rendement énergétique, compris entre 60 et 65 %, lui ouvre la voie d’une application industrielle. Le premier prototype étant finalisé, les chercheurs visent désormais une version industrielle, spécifiquement destinée aux régions isolées ou aux réseaux peu fiables. L’invention pourrait également intéresser l’industrie automobile.

Source: http://infoscience.epfl.ch

Apprivoiser le solaire

Les multiples tentatives pour stocker l’énergie du soleil afin de la réutiliser plus tard ont échoué jusqu’à présent. « Si vous pouvez seulement avoir de l’énergie quand le soleil brille, c’est embêtant. Et c’est pourquoi, à mon sens, les cellules photovoltaïques n’ont pas pénétré le marché », déclare Daniel Nocera, professeur d’énergie au Massachusetts Institute of Technology, cité par le site www.actualites-news-environnement.com. « Si je pouvais fournir un mécanisme de stockage, alors je permettrais de fournir de l’énergie 24h/24, 7j/7, et nous pourrions parler d’énergie solaire », poursuit le chercheur. Lui et son équipe ont mis au point un processus inspiré de la photosynthèse des plantes, qui permet d’utiliser l’énergie tirée du soleil pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. Les gaz peuvent ensuite être recombinés grâce à une pile à combustible et alimenter en énergie une maison ou une voiture électrique indépendamment de l’ensoleillement. Ainsi, on peut « transformer la lumière du soleil en un carburant chimique », et « utiliser les cellules photovoltaïques pendant la nuit », a-t-il déclaré. Une découverte à suivre de près...

Exploiter l’énergie du corps humain

La chaussure phare

Deux designers, Chen Feijun et Zhao Bin, lauréats du dernier Red Dot Award (une compétition internationale de design) ont imaginé une chaussure originale dont la fonction (hormis la marche...) serait d’éclairer la route de nuit ! Pioneer est fondé sur l’idée que le mouvement cinétique de la marche peut être converti en énergie électrique par la chaussure... Les diodes sont assez brillantes pour éclairer une surface d’environ 1,5 mètre devant nous. Il y a aussi une lumière verte à l’arrière. Reste à savoir qui voudra bien porter de tels souliers quand ils existeront vraiment...

Un chargeur « cinétique »

La société américaine M2E Power a annoncé son intention de lancer, à l’été 2009, un chargeur portatif alimenté par les seuls mouvements cinétiques. En captant l’énergie issue du mouvement utilisé dans la vie de tous les jours (la marche, le jogging, le vélo...), ce chargeur sera capable de produire et de restituer du courant pour la plupart des appareils électroniques nomades...
Si vous aimez danser, le procédé fonctionne aussi ! Orange UK (filiale britannique de France Télécom) a annoncé en 2008 l’évaluation grandeur nature d’un prototype de chargeur de téléphone mobile qui a pour source d’énergie « les mouvements cinétiques de la danse ».

Source: http://www.m2epower.com - http://pressoffice.orange.co.uk