Un matériau qui pourrait révolutionner l'électronique

Des puces électroniques plus petites et plus économes en énergie pourraient être fabriquées en utilisant la molybdénite, un matériau plus performant que le traditionnel silicium ou le graphène. C’est ce que révèlent les recherches du Laboratoire d'électronique et structures à l'échelle nanométrique de l’EPFL - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne - (LANES), qui font l’objet d’une publication dans Nature Nanotechnology.

Une découverte faite à l’EPFL pourrait jouer un rôle important dans le monde de l’électronique en permettant de réaliser des transistors encore plus petits et beaucoup moins gourmands en énergie. Des recherches menées au Laboratoire d'électronique et structures à l'échelle nanométrique (LANES) ont révélé que la molybdénite, ou MoS2, était un semi-conducteur très efficace. Ce minéral, que l’on trouve en grande quantité à l’état naturel, est notamment utilisé comme élément d’alliage pour les aciers ou additifs dans les lubrifiants. Mais il n’avait pas encore été véritablement étudié dans le domaine électronique.

«C’est un matériau bi-dimensionnel facile à utiliser en nanotechnologie. Il a un potentiel intéressant pour la fabrication de transistors de très petite taille, ainsi que de diodes électroluminescents (LED) et cellules solaires», décrit Andras Kis, professeur responsable du LANES, qui a travaillé sur ce projet avec ses collaborateurs, M. Radisavljevic, Professeur Radenovic et M. Brivio. Il en compare les avantages à ceux de deux autres matières: le silicium, principal composant à l’heure actuelle des puces électroniques et informatiques, et le graphène, dont la découverte en 2004 a valu à André Geim et Konstantin Novoselov, deux physiciens de l’Université de Manchester, de recevoir le Prix Nobel de physique en 2010.

100 000 fois moins d’énergie

L’un des atouts de la molybdénite est d’être beaucoup moins volumineux que le silicium, qui est un matériau tri-dimensionnel. «Dans une feuille de 0,65 nanomètre de MoS2, les électrons peuvent se déplacer aussi facilement que dans une feuille de silicium de 2 nanomètres d’épaisseur, précise Andras Kis. Or, il n’est actuellement pas possible de fabriquer des couches de silicium aussi fines qu’une monocouche de MoS2.»

Autre avantage: ce matériau permet de faire des transistors qui consomment jusqu’à 100 000 fois moins d’énergie à l’état de veille que les transistors traditionnels au silicium. Pour enclencher et déclencher un transistor, il est nécessaire d’utiliser un semi-conducteur doté d’un «gap» et celui que possède MoS2, de 1,8 électron-volt, est idéal.

Plus fort que le graphène

En physique du solide, la théorie des bandes est une manière de représenter les valeurs d’énergie que prennent les électrons à l’intérieur d’un matériau donné. Chez les semi-conducteurs, les bandes sont disposées de telle sorte qu’un espace existe entre elles, un bandgap. Ni trop court, ni trop grand, ce gap permet ainsi à certains électrons de le traverser. Il offre ainsi un plus grand contrôle sur le comportement électrique du matériau, qui peut être mis en position on/off plus facilement.

L’existence de ce gap dans la molybdénite lui donne également un avantage sur le graphène. Considéré aujourd’hui par beaucoup de scientifiques et d’industriels comme le matériau d’avenir pour l’électronique, le graphène, qui peut être désigné comme un semi-métal, n’a pas de gap. Or, il est très difficile d’en reproduire un artificiellement.

Pour en savoir plus:
- Site de la publication: http://www.nature.com/nnano/index.html
- Lien direct sur l’article: http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2010.279

Le rapport sur les carburants du futur met l'accent sur l'électrique et l'hydrogène

Les carburants alternatifs pourraient remplacer progressivement les sources d'énergie fossiles et rendre la mobilité durable d'ici à 2050, tout en respectant l'objectif de réduction des émissions de CO2 de 80 à 95 %, selon un rapport présenté à la Commission européenne par le groupe d'experts* sur les carburants du futur pour les transports. Selon les auteurs, qui ont pour la première fois, élaboré une statégie globale couvrant l'ensemble du secteur des transports, il serait possible de répondre à tous les besoins par une combinaison de la propulsion électrique (batteries et hydrogène/piles à combustible, avec une phase intermédiaire par l'hybride) et de biocarburants comme solutions principales, complétées par les bio-carburants, des carburants de synthèse (issus de sources renouvelables dans une proportion croissante) comme solution intermédiaire et éventuellement le méthane. Le GPL est par contre marginalisé, en tant que produit dérivé du pétrole (même si on évoque un Bio-GPL) et ne devrait pas peser plus de 10 %.

Selon cette vision pour 2050, il est intéressant de noter que les experts ne partagent pas l'optimisme béat pour l'électrique pur. Les auteurs du rapport insistent sur l'autonomie insatisfaisante des batteries et leur coût élevé et préconisent une multiplicité de solutions : hybride rechargeable, prolongateur d'autonomie (REV : range extender vehicle) et piles à combustible pour produire du courant à bord. L'électro-mobilité passera par des technologies de complément à la batterie.

L'hydrogène est vivement encouragé. Le rapport souligne que 400 véhicules roulent actuellement dans le monde, qu'ils ont parcouru 15 millions de km et ont effectué sans problème 80 000 pleins. Les principaux problèmes techniques sont aujourd'hui résolus et le coût - encore élevé aujourd'hui - des piles à combustible va baisser de 90 % d'ici 2020. Le principal problème reste celui de l'infrastructure pour lequel il faut investir 3 à 5 milliards d'euros par an jusqu'en 2020 pour bâtir un réseau. Un effort financier qui serait toutefois moins élevé que pour les bornes de recharge à plus long terme. Dans ces conditions,le marché grand public est envisageable sur la période 2020-2025.

Une autre solution vient des bio carburants. Ils peuvent être utilisés avec les moteurs existants (avec des modifications mineures) et distribués par une infrastructure déjà en place. Le rapport préconise l'éthanol sous sa forme light (E10) ou plus chargée en alcool (E85), ainsi que le bio diesel B7. C'est toutefois l'émergence des carburants de synthèse (issus de sources renouvelables), qui va pouvoir donner un coup de fouet au marché. On pourra ainsi produire du BTL (biomass to liquids), du bio-méthane, mais aussi de l'éthanol ligno-cellulosique à base de déchets, ou encore du carburant à base de graisses animales ou végétales (HVO), sans oublier les algues. Ce ne sont pas les solutions qui manquent.
Ce rapport n'est qu'une base de propositions. Il faut toutefois prendre des décisions dans les 10 ans qui viennent si l'Europe veut avoir une chance d'atteindre les objectifs ambitieux qu'elle s'est fixés.
Lien : http://ec.europa.eu/transport/urban/vehicles/road/clean_transport_systems_en.htm

*Ces experts font partie d'associations et de fédérations qui regroupent très largement les différentes énergies. Les constructeurs sont représentés par l'ACEA et sa branche de R&D Eucar. Il y a même dans le panel Greenpeace et le WWF

Les nouveaux ateliers industriels pour tous

Vous avez l’âme d’un Géo-trouve-tout? Ingénieur, vous produisez la journée avec des cahiers des charges stricts et avez parfois des idées en friche? Curieux, passionnés ou débutants? Vous souhaitez mettre en œuvre des projets personnels? La solution pour produire et expérimenter soi-même. Et cette idée débarque en France, sous la forme de Fab Labs.

Tout a commencé en 1998. Une classe du Massachussetts Institute of Technology, intituléeHow to Make (Almost) Anything, avait pour but de sensibiliser les étudiants aux machines industrielles. Ce cours a tellement enthousiasmé les étudiants qu’ils ont réuni les moyens de production pour concevoir leurs propres projets. Un atelier collaboratif est né, encore indéfini.

En 2002, Neil Gershenfeld, le professeur du MIT responsable du cours, décide de copier cette initiative en Inde, pour donner l’opportunité de se développer au Village de Pabal, dans l’ouest de l’Inde. Du détecteur de nappes phréatiques aux tracteurs faits maison, tout est bricolé dans cet atelier ouvert aux locaux qui produisent mais aussi apprennent à produire. En 2004, le professeur définit précisément le concept. 

A partir de ce moment, un Fab Lab est un LABoratoire de FABrication où chacun peut venir fabriquer par elle-même tous types d'objets (prototype technique, meuble, objet artistique ou design, object interactif, etc...). Pour cela chaque membre peut venir utiliser les différentes machines du Fab Lab, apprendre des autres membres ou participer aux différents projets collectifs. Partage est le mot clef de ce principe.

 

Le phénomène prend de l’ampleur et se développe à travers le monde à l’initiative de passionnés. Au potin qu’en 2008, on dénombrait déjà 34 Fab Labs, répartis dans 10 pays. En 2010, le mouvement émerge réellement en France. Le premier Fab Lab est créé à Toulouse sous le nom d’Artilect. Tmp/lab, plus axé sur l’informatique, est installé à Vitry-sur-Seine (Val de Marne). Et Michel Houellebecq évoque les Fab Lab dans son dernier roman La carte et le territoire.

Une nouvelle technologie israélienne permet de peser les camions sans qu'ils aient besoin de s'arrêter

L'institut technologique du Technion et Innowattech Energy Harvesting Systems ont trouvé le moyen de détecter des camions surchargés en mouvement.

Une nouvelle technologie développée par la société nationale des routes d'Israël (SNRI), en collaboration avec des chercheurs du Technion et Innowattech Energy Harvesting Systems, permet aux véhicules d'être pesés en mouvement. Ce système de pesée, autoalimenté, est intégré sur la route. Les dernières séries de tests ont été effectués il y a une dizaine de jours sur la route 75, près de Haïfa. Le système, qui peut contrôler la qualité des infrastructures, la maintenance des routes et des ponts, est un des générateurs piézo-électriques les plus abouties au monde, il est utilisé pour produire de l'électricité grâce au mouvement des véhicules sur la route.

Selon Adrian Cotrus, directeur du département de Recherche et Développement du SNRI, il n'existe pas d'autres technologies disponibles actuellement pour peser les véhicules en mouvement, dans le monde. Le niveau de précision et la gestion en temps réel du flux d'informations généré par les capteurs rendent cette trouvaille unique et révolutionnaire. Cette découverte est d'autant plus importante qu'elle permettra d'assurer plus de sécurité sur les routes : les camions surchargés représentent un danger réel pour les autres véhicules. Le système Innowattech sera mis en place sur les ponts et autres points sensibles.

C'est le seul système au monde qui est incorporé sous l'asphalte et donne un pesage précis à n'importe quelle vitesse et fournissant l'énergie électrique nécessaire pour faire fonctionner le système de suivi. La pesée en mouvement a un énorme potentiel dans les domaines de l'industrie, du commerce et des services et pourrait fonctionner comme un système de surveillance à l'entrée et la sortie des lieux tels que les stations d'essence, les ports et les entrepôts.

Agrinergie Acte II : du concept à la réalité

Un nouveau soutien a été apporté à la filière "Agrinergie" sur l'Ile de la Réunion, par la présence du premier ministre mauricien invité à inaugurer le site du Tampon, un projet de cultures horticoles sous serres photovoltaïques.

L'Agrinergie est une réalité selon laquelle l'agriculture et la production d'énergie peuvent cohabiter sur une même parcelle et aboutir à une utilisation optimale des espaces que requièrent ces deux activités. Et L'Ile de la Réunion s'y prête à merveille : l'ensoleillement de l'île sied aussi bien aux cultures qu'à l'énergie solaire, et il existe sur ce territoire une vraie volonté gouvernementale et locale d'indépendance énergétique, avec un quota fixé de 30% d'énergies renouvelables en 2020.

Après l'installation sur l'Ile de deux parcs solaires de type Agrinergie alternant cultures et panneaux photovoltaïques au sol sur les sites de Pierrefonds et du Syndicat, Akuo Energy innove de nouveau avec un premier projet de cultures sous serres photovoltaïques : 4.876 panneaux disposés sur des serres anticycloniques et une production d'énergie d'1 mégawatt, soit la consommation d'électricité de 400 foyers.

Pour Jean-Louis Payet, le propriétaire du terrain et l'exploitant agricole, c'est l'occasion inespérée de se voir financer et construire intégralement une structure métallique anticyclonique pour des serres dont une partie sera recouverte de panneaux. Akuo y installe également des tissus dits insectproof qui empêchent les insectes d'atteindre les cultures et assurent la ventilation. Elle a également financé l'ensemble des travaux de terrassement et voiries et un bassin de retenue collinaire. En contrepartie, Akuo, grâce à ce partenariat, dispose d'une surface foncière pour produire de l'électricité.

En effet, depuis la construction de la centrale Agrinergie du Tampon , la production de fleurs a déjà éclos, car l'objectif de Jean Louis Payet à 3 ans est de multiplier et diversifier sa production. Les cultures fournissent 80 % des lys produits à la Réunion, revendus aux fleuristes locaux.

Dès 2011, la production de cymbidiums, d'anthuriums et tulipes verra le jour. Cette montée en production va limiter les importations en provenance de la métropole. En période cyclonique, l'horticulteur, Monsieur Payet pourra continuer à honorer ses commandes. De plus, la chaîne entre le producteur et le fleuriste étant plus courte, les fleurs produites sur place sont plus fraîches et de meilleure qualité. Grâce à l'utilisation des filets insectproof, qui permet d'éviter le recours aux pesticides, les cultures sont plus saines et respectueuses de l'environnement. 

Enfin, la consommation d'eau a diminué de moitié car il y a moins d'évaporation, et Akuo a fait construire un bassin de retenue de 4.600 m3 où sont recueillies les eaux pluviales, qui sont réinjectées dans le système d'irrigation sous serres.

La construction de la centrale a également eu des répercussions sur l'économie locale. Trois entreprises locales de petite taille regroupées au sein d'un GIE ont recruté une cinquantaine d'ouvriers et ont réalisé les travaux de terrassement et de construction des serres. Plus de 3.500 heures de formation ont été financées indirectement par Akuo. Six ouvriers ont depuis lors décroché un CDI. Enfin, deux détenus de la prison du Port se sont joints au chantier, un récemment libéré qui a pu retrouver un emploi rapidement, un autre placé en chantier extérieur et passé chef d'équipe pourrait grâce à ses efforts voir sa peine raccourcie.

L'objectif du développement durable est de définir des schémas viables qui concilient les trois piliers - économique, social et écologique – sur lesquels reposent les activités humaines. A ce titre, le projet développé par Akuo répond aux critères de ces trois piliers pour établir un équilibre cohérent et viable à long terme entre ces trois enjeux, imbriqués les uns dans les autres. Ce projet a été rendu possible grâce à la participation financière de la Banque de la Réunion.

Inauguration de la centrale de Logistisud, la plus grande centrale intégrée au bâti de la Réunion

A également été inaugurée la centrale froid de Logistisud par le 1er ministre Mauricien. Cette centrale d'une puissance de 1,3 MW est la plus grande centrale intégrée au bâti sur bâtiment neuf de la Réunion. Sur une surface de bâtiment de 9 300m2, 4080 panneaux monocristallin à haute performance Sunpower ont été installés avec l'aide de deux sociétés réunionnaises, SMAC et COREM, respectivement en charge de l'installation de la toiture et des travaux électriques.

Avec une production annuelle de 1916 MWh elle couvre environ un tiers de la consommation de la centrale froid de Logistisud et permet une réduction d'émission nette annuelle de 811 tonnes de CO².

L'investissement a été réalisé avec l'apport d'Akuo Investment SCA SICAR, le fond d'investissement créé par Akuo Energy et les banques CEPAC, Banque de la Réunion et Banque Palatine.

Découverte d'un système artificiel de photosynthèse

Le professeur Richard Watt et ses étudiants en chimie de l'université de Brigham Young (BYU) dans l'Utah soupçonne une protéine commune qui pourrait réagir à la lumière du soleil et capturer son énergie - semblable à ce que réalise la chlorophylle lors de la photosynthèse.

L'histoire débute avec l'extraction d'acide citrique contenu dans les oranges avant d'être mélangé avec cette fameuse protéine. Ensuite, ils dissolvent de la poudre d'or dans la solution. Puis ils mettent la mixture de couleur jaune sous la lumière directe du soleil et croisent les doigts dans l'espoir qu'elle devienne mauve.

En effet, si la solution tourne au mauve, ce serait le signal que les atomes d'or reçoivent des électrons et cette énergie servirait à resserrer les nanoparticules de couleur pourpre. Et, cela voudrait dire que la protéine utilise la lumière du soleil pour exciter l'acide citrique et déclencher un transfert d'énergie.

Alors que la lumière directe du soleil déclenche le processus en 20 minutes environ, une lampe tungstène à mercure haute puissance le réalise beaucoup plus rapidement.

« Nous avons mis le système en place, allumé la lumière, et la solution est devenue violette », a déclaré R. Watt. « Nous savions alors que nous avions démontré le concept. » La beauté de cette expérience ne réside pas dans ses couleurs - à moins, bien sûr, qu'elle ne révèle son potentiel pour les sources d'énergie "verte" !

La dernière étape de ce projet consistera à relier la protéine à une électrode afin de canaliser l'énergie dans une pile à combustible ou dans une batterie. Les chimistes du BYU réaliseront cette prochaine étape en partenariat avec Jae-Woo Kim, du "National Institute of Aerospace."

Les chercheurs du BYU ont publié leurs conclusions dans le "Journal of Nanoparticle Research".

Le chargeur universel de téléphone portable est prêt

Vous est-il déjà arrivé de ne pouvoir emprunter le chargeur d'un ami ou d'un collègue, car il n'était pas compatible avec votre modèle de téléphone portable ? Il en sera bientôt fini de ces petits tracas.

Depuis des années, la Commission Européenne préconise tout simplement l'utilisation d'un chargeur universel, compatible avec toutes les marques et les modèles de téléphone portable. La solution a été trouvée grâce à la coopération entre quatorze entreprises et la Commission européenne : onechargerforall.eu

L'incompatibilité des chargeurs de téléphone portable constitue non seulement un problème pour les utilisateurs, mais aussi une préoccupation environnementale d'envergure au sein de l'Union européenne. Les utilisateurs de téléphone portable qui souhaitent changer de modèle sont souvent obligés d'acheter un nouveau chargeur, indépendamment de l'état de celui qu'ils possèdent déjà.

De nouvelles normes techniques relatives aux téléphones portables informatisés ont été publiées le 29 décembre 2010. Mercredi, le vice-président Antonio Tajani a reçu un exemplaire de chargeur universel compatible de la part de Bridget Cosgrave, directrice générale de DigitalEurope, la plus grande association d'entreprises européennes de technologie numérique.

« Je me félicite du lancement des nouveaux chargeurs pour téléphone portable sur la base de la nouvelle norme de l'UE. Il s'agit vraiment d'une bonne nouvelle pour les consommateurs européens. Nous attendons maintenant l'arrivée du nouveau chargeur et des téléphones portables compatibles dans les rayonnages. J'encourage les entreprises à accélérer la commercialisation de leurs produits afin que les citoyens dans toute l'UE puissent bénéficier des avantages d'un chargeur universel dans les plus brefs délais », a déclaré le vice-président de la Commission européenne, Antonio Tajani, responsable de l'industrie et de l'entrepreneuriat.

L'aide de la Commission a permis aux fabricants de faire bénéficier les consommateurs européens de cet avantage en un laps de temps relativement bref.

Ainsi, la publication des normes en décembre 2010 signifie que les fabricants de téléphones portables peuvent maintenant lancer les modifications requises en matière de conception et d'essai pour les chargeurs, le but étant de s'assurer que les téléphones compatibles soient sûrs et interopérables. Les modèles informatisés compatibles des différentes marques peuvent maintenant fonctionner avec le même chargeur, ce qui constitue un grand pas en avant pour les utilisateurs de téléphones portables. Les quatorze fabricants ont accepté de lancer les nouveaux chargeurs universels de téléphone portable sur le marché européen au cours de l'année 2011.


Historique :

À la suite d'une demande de la Commission européenne, quatorze grands fabricants de téléphones portables ont accepté de signer un protocole d'accord (ci-après dénommé «PA») afin d'harmoniser les spécifications des chargeurs destinés aux téléphones portables informatisés qui sont commercialisés dans l'UE. Les entreprises ayant signé le PA sont les suivantes: Apple, Emblaze Mobile, Huawei Technologies, LGE, Motorola Mobility, NEC, Nokia, Qualcomm, Research In Motion (RIM), Samsung, Sony Ericsson, TCT Mobile (ALCATEL mobile phones), Texas Instruments et Atmel.

À la suite d'un mandat délivré par la Commission européenne, les organismes européens de normalisation CEN-CENELEC et ETSI ont mis au point les normes harmonisées que les téléphones portables informatisés compatibles avec le nouveau chargeur universel doivent respecter à partir de 2011. Le chargeur universel repose sur la technologie de connexion Micro-USB. Dans le cas des téléphones qui ne disposent pas d'une interface Micro-USB, le protocole d'accord autorise l'utilisation d'un adaptateur.

L'accord porte sur les téléphones portables informatisés, c'est-à-dire les modèles qui peuvent être branchés sur un ordinateur en vue de procéder à l'échange de photos, de fichiers et de musique. Les téléphones portables informatisés sont déjà prédominants sur le marché. Les «smartphones» représentent un segment du marché des téléphones portables informatisés.

Le film solaire en spray, une petite révolution !

La semaine dernière, une société du Maryland (USA) au nom de "New Energy Technologies" a dévoilé un prototype fonctionnel de vitrage solaire (SolarWindow) d'une superficie de 30x30 cm.

La surface en verre du nouveau prototype a été recouverte par simple pulvérisation, d'une fine couche photosensible. Appliqué à température ambiante, ce procédé permet au matériau de base de rester transparent tout en étant capable de produire de l'énergie à partir de la lumière naturelle ou artificielle.

La projection directe sur verre éliminerait ainsi les méthodes coûteuses de production sous-vide souvent encombrantes et qui nécessitent également des températures élevées.

La société estime même que lorsque la solution est appliquée à la façade d'un immeuble de bureaux par exemple, les fenêtres pourraient générer jusqu'à 300% d'énergie de plus que les panneaux solaires traditionnels montés en toiture.

Aucune spécificité technique n'a été divulguée par la société, mais elle a par contre précisé que le film remplaçait avantageusement les parties métallisées utilisées dans la plupart des panneaux solaires, avec "un composé respectueux de l'environnement". En effet, la fine couche recouvrant le verre ne nécessite qu' 1/10ème d'épaisseur de celle déposée sur les films en couches minces, ce qui permet au verre finalement de rester transparent.

Toujours d'après New Energy, son efficacité serait de 10 fois supérieure aux technologies actuelles qui se basent sur les films en couches minces.

Enfin, SolarWindow est fabriqué à partir de la plus petite cellule solaire organique au monde - elle ne mesure qu'1/4 de la taille d'un grain de riz - conçue par le Dr. Xiaomei Jiang de l'Université de Floride du Sud.