Une feuille absorbant 95% de l'énergie lumineuse !

On le sait depuis longtemps, l'efficacité limitée des panneaux solaires reste un soucis pour les fabricants et les commer- cialisateurs, car les modules photovoltaïques ne recueillent environ que 20% de la lumière disponible.

Un ingénieur de l'Université du Missouri s'est attaqué à cette problématique et affirme avoir développé une feuille souple solaire capable de capter plus de 90 % de la lumière disponible. Il projette par ailleurs de réaliser des prototypes qui seront commercialisés au cours des cinq prochaines années.

Patrick Pinhero, professeur agrégé au Département de génie chimique de l'Université du Missouri-Columbia (MU), a indiqué que l'énergie générée à l'aide du procédé classique à base de photovoltaïque (PV) était inefficace, car négligeant une grande partie du spectre électromagnétique de l'énergie solaire disponible (rayonnement solaire).

Le dispositif mis au point par son équipe est constitué d'une feuille mince, où sont implantées de petites antennes appelées "Nantenna". Il est ainsi en mesure de recueillir la chaleur provenant des procédés industriels et de la convertir en électricité réutilisable. Leur ambition serait ensuite d'étendre ce concept à l'exposition directe du soleil, capable de collecter les rayons solaires dans les régions proches de l'infrarouge et optique du spectre solaire.

En travaillant avec son ancienne équipe du Laboratoire National de l'Idaho et un professeur d'ingénierie électrique de l'Université du Colorado (Garrett Moddel), Patrick Pinhero et son équipe ont mis au point un moyen d'extraire de l'électricité à partir des collecteurs de chaleur et du soleil en utilisant des circuits électriques spéciaux à haute vitesse.

"Notre objectif global est de collecter et d'utiliser autant d'énergie solaire qu'il est théoriquement possible de le faire et de mettre cette technologie sur le marché dans un environnement accessible à tous", a déclaré Patrick Pinhero. "En cas de succès, ce système nous mettra largement devant les technologies solaires actuellement disponibles".

Dans le cadre d'un éventuel déploiement, l'équipe a obtenu des financements sécurisés du ministère américain de l'énergie (DOE) et d'investisseurs privés. La deuxième phase du plan comporte la mise au point d'un dispositif de récupération d'énergie à destination des infrastructures industrielles existantes,  comme les centrales productrices de chaleur et les parcs solaires.

D'ici cinq ans, l'équipe de recherche pense qu'ils auront créé un produit qui complète les panneaux solaires photovoltaïques classiques. Parce qu'il s'agit d'un film souple, Patrick Pinhero estime que son dispositif pourrait être incorporé dans les structures de toit, ou être conçu sur mesure pour alimenter (NDLR : électriquement !) les véhicules.

Source : http://www.enerzine.com/1/12033+une-feuille-absorbant-95-pct-de-l-energie-lumineuse+.html

Une nanotechnologie prolonge l’autonomie des batteries pour smartphones, satellites et superordinateurs

Des chercheurs de l’Illinois utilisent des nanotubes de carbone pour une mémoire qui sollicite moins la batterie.

À l’instar des voitures électriques, le maillon faible de la technologie des appareils électroniques en rapide progression reste la batterie. Alors que la capacité de la mémoire ne cesse de croître et que les processeurs n’ont jamais été aussi rapides, la batterie reste un composant volumineux. Les téléphones mobiles sont plus fins et plus légers que jamais… sauf en ce qui concerne la batterie.

Des ingénieurs de l’université de l’Illinois ont peut-être trouvé une solution. Les chercheurs disent avoir développé une sorte de mémoire numérique à très faible consommation qui est plus rapide et utilise 100 fois moins d’énergie que les mémoires conventionnelles sur le marché.

Simplement, au lieu de développer une meilleure batterie, ils ont mis au point des composants qui utilisent moins d’énergie et donnent aux appareils électroniques portatifs une autonomie bien plus longue entre les charges.

La mémoire Flash utilisée dans les appareils mobiles d’aujourd’hui stocke les bits de données sous forme de charges électriques, un processus long qui nécessite des tensions de programmation élevées. Une alternative réside dans les matériaux à changement de phase (MCP), qui sont plus rapides mais consomment plus, dans lesquels un bit de données est stocké dans la résistance du matériau, qui est commutable.

Dirigée par le professeur Eric Pop, l’équipe a réussi à obtenir une alimentation par bit jusqu’à 100 fois inférieure aux mémoires MCP existantes.

La solution? La taille. Au lieu d’utiliser des fils métalliques en guise de contacts, le groupe a choisi des nanotubes de carbone, qui sont environ 10.000 fois plus fins qu’un cheveu humain.

L’efficacité énergétique n’est pas le seul avantage. Les nanotubes sont relativement stables et ne se détériorent pas comme les fils métalliques. Qui plus est, un aimant ne peut pas effacer accidentellement le contenu stocké.

Pour un smartphone, cela signifie que l’utilisateur peut récupérer et stocker des données tout en utilisant une application, en téléchargeant de la musique ou en visionnant des vidéos en continu, la batterie étant moins sollicitée.
Autrement dit, votre prochain iPhone pourrait avoir une autonomie plus longue avec une batterie plus petite.

Cette technologie ne se destine pas seulement aux produits de grande consommation: des applications militaires et scientifiques devraient également en bénéficier, notamment pour les satellites et autres équipements de télécommunications dans des lieux reculés, ou pour une utilisation dans les superordinateurs et autres centres de traitement de données.

Les chercheurs publieront leurs résultats dans un prochain numéro du magazine Science.

Une feuille artificielle qui peut chauffer une maison

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont développé une feuille artificielle qui produit de l’énergie dix fois plus vite que la photosynthèse naturelle, et qui pourrait créer assez d’énergie pour chauffer une maison pendant un jour.

Un scientifique nommé John Turneravait déjà créé la première feuille artificielle il y a plus d’une décennie, mais celle des chercheurs du MIT est plus petite, plus puissante et moins chère que celle de Turner.
Le professeur Daniel Norcera a récemment présenté son modèle lors du meeting annuel de l’American Chemical Society en Californie. Il s’agit d’un appareil solaire sophistiqué de la taille d’une carte à jouer que l’on laisse flotter dans un récipient d’eau. Un peu à la manière de la photosynthèse réalisée par une feuille naturelle, la feuille utilise la lumière du soleil pour séparer les deux composants essentiels de l’eau, l’oxygène et l’hydrogène, qui sont ensuite utilisés pour produire de l’électricité.

La conception de ce nouveau prototype, qui contient également de la silicone du silicium et des circuits électroniques, a été possible grâce à la découverte de nouveaux catalyseurs puissants et bon marché en nickel et en cobalt. La feuille a fonctionné pendant au moins 45 heures d’affilée sans s’arrêter au cours des tests préliminaires. Norcera estime qu’avec quatre litres d’eau, une feuille pourrait produire assez d’électricité pour une maison dans un pays en développement pendant un jour. Il n’en fallait pas plus pour que certains tabloïds britanniques s’extasient: «Des scientifiques prétendent avoir trouvé le “Saint Graal” de la science avec une feuille artificielle qui pourrait transformer chaque maison britannique en sa propre centrale», écrit le Daily Mail.

L'invention peut sembler trop belle pour être vraie, mais elle est bien réelle et est déjà en passe d’être commercialisée. Wired.co.uk rapporte que le géant indien Tata Group a déjà passé un accord avec le chercheur du MIT pour construire une centrale électrique de la taille d’un réfrigérateur au cours des prochains 18 mois. Pour le moment, Nocera vise principalement les pays en développement:

«Notre but est de faire de chaque maison sa propre centrale électrique. On peut imaginer des villages en Inde et en Afrique dans un futur proche achetant des systèmes de production d’électricité basiques et abordables à partir de cette technologie.»

Photo: Jatropha hybrid - Leaf detail (129 DAS)/tonrulkens via Flickr CC License by

AEMO : L’OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE DES PROCESS INDUSTRIELS

Le bureau d’ingéniérie en automatisme AEMO a été récompensé récemment pour un projet innovant : la mesure énergétique des process industriels (MEE), avec la détermination des meilleurs moyens d’économie. Et ceci grâce à un dispositif de captation et d’analyse entièrement en wifi.

« Le service que nous avons développé ne permet pas seulement d’économiser de l’énergie, mais aussi d’assurer une meilleure productivité », explique d’emblée Marc Nass, gérant d’AEMO. En clair, améliorer les process industriels – le métier de base d’AEMO -, c’est bien. Mais y parvenir au moindre coût énergétique, c’est encore mieux. L’objectif est aussi environnemental, et correspond à la première étape demandée lors de toute démarche de certification ISO 14000. Tout d’abord, les ingénieurs d’AEMO mesurent et centralisent l’information sur toutes les énergies consommées par les process, ensuite ils déterminent les meilleurs moyens d’économie. Ceux-ci peuvent toucher aussi bien à l’organisation (décaler des postes de travail) qu’à la gestion des heures creuses /heures pleines ou aux comportements dans l’entreprise.

Captation et traitement des données en wifi

Les avantages du wifi sont connus : les appareils de mesure ne perturbent pas les équipements existants, se fixent facilement où on le souhaite, et ne comprennent ni pose ni dépose, des postes de coût non négligeables. Les capteurs mesurent de nombreux paramètres : le taux d’humidité, la température, la consommation d’électricité, d’eau ou de gaz, etc. Un ordinateur central recueille toutes les données et les traite, toujours sans liaison filaire.

Quand la mesure de l’énergie devient outil de management

« Les préconisations issues des mesures tiennent compte de l’ensemble du process. Est-ce que la pompe est mal entretenue ? A-t-on besoin de chauffer tel composant, de le refroidir autant avant de le réchauffer à nouveau ? La question de l’énergie pointe les équipements énergivores et révèle des dysfonctionnements. Et il faut adopter les meilleures mesures au meilleur coût ». La mesure de l’énergie devient un outil de management, puisqu’on intervient sur l’optimisation des process. « C’est flagrant lorsqu’une usine de fabrication a plusieurs unités dans le monde. Les consommations variables d’une usine à l’autre indiquent qu’il y a une marge d’amélioration. A nous de trouver la meilleure solution au meilleur prix », conclut Marc Nass. Dans l’automatisme, AEMO possède de nombreuses références connues, comme Novartis, Millipore, Weleda… et travaille aussi localement, avec les Vins Tresch, Can Packaging, Sotoco ou encore Les Papeteries du Rhin. Le bureau d’ingénierie compte 10 personnes.

Contact : AEMO, Marc Nass, 1 rue des Alpes, Sausheim
Tél. 03 89 61 81 14 – Site web : www.aemofrance.fr

Un biocarburant superpropre qui nettoie l'air... et l'eau ?

La fabrication d’un biocarburant écologique, associée à l’assainissement de l’eau usagée, tout cela en un rien de temps et pour pas cher ? C’est le défi réalisé par un laboratoire américain, dont les chercheurs pensent avoir trouvé la solution verte idéale.

La nature est pleine de ressources qu’il faut savoir exploiter intelligemment... Selon un communiqué de l’Université de Rochester, des chercheurs duRochester Institute of Technology suivent cette piste et tentent de produire un carburant vert, tout en purifiant simultanément de l’eau usée.

Nous le savons tous : pour sauver la planète, il faut réduire nos émissionsde gaz à effet de serre. Comme il paraît difficile de convaincre les Terriens de ne plus prendre leur voiture, certains voient dans le biodiesel une solution, sinon idéale, au moins acceptable. En effet, le biocarburant est produit à partir de végétaux (une énergie non fossile et donc renouvelable) qui possèdent la particularité d’absorber du CO2 au cours de leur croissance. Lors de la combustion du biocarburant, la quantité de CO2rejetée serait équivalente à celle préalablement absorbée, menant théoriquement à un équilibre parfait.

Des biocarburants pas si écologiques ?

Mais si ce raccourci énergétique et environnemental est plutôt positif, d’autres problèmes viennent s’ajouter au bilan, qui pourrait ressembler à un désastre. La culture de ces plantes nécessite de grands territoires, qui peuvent provenir soit de forêts détruites pour l’occasion, soit de terres auparavant cultivées pour l’alimentation humaine. Aucune des deux solutions n'est la bonne puisque dans un cas on s'attaque aux poumons de la Terre, et dans l’autre l’on accentue la famine. De plus, les plantes comme le colza ont besoin d’eau, d’engrais, de pesticides… un cocktail loin d’enchanter les écologistes.

Comme le souligne l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) dans un rapport daté de 2009, le mieux serait donc d'oublier les biocarburants dits de première génération (qui proviennent des plantes spécialement cultivées à cet usage en sol), mais de se focaliser sur les biodiesels de deuxième génération, produits à partir de déchets agricoles ou de microorganismes, et qui ne nécessitent donc pas d’espace de terre cultivable.

Les algues peuvent être facilement cultivées en laboratoire. © A. Sue Weisler, RIT

L’algue aux multiples avantages

C’est ce qu’ont fait les chercheurs du Rochester Institute of Technology en se tournant vers une algue, qui appartient au genre Scenedesmus et présente un grand nombre d’avantages : elle est peu chère, se multiplie rapidement et ne nécessite pas de sol. En tant qu’organisme unicellulaire photosynthétique, elle ne demande qu’un peu de lumière solaire et de CO2pour réaliser la réaction de photosynthèse au sein de ses usines subcellulaires (les chloroplastes). Le glucose qui en découle lui fournit sa nourriture, et elle rejette pour seul déchet de l’oxygène dans l’air. Grâce au savoir-faire des chimistes, les scientifiques ont montré que des moléculesd’intérêt (les lipides) peuvent être extraites de l’algue pour produire du biodiesel couleur or.

En plus de la lumière solaire et du CO2 qui sont inépuisables, elle a également besoin d’eau… et là non plus, l’algue n’est vraiment pas difficile, car de l’eau usée en provenance d’un centre de traitement lui suffit amplement. Et ce n’est pas tout : les Scenedesmus sont capables de dépolluer l'eau. L'idée d'utiliser des algues pour recycler des eaux usées tout en produisant n'est pas nouvelle. Au Danemark, on envisage la culture de la laitue de mer (l'ulve, Ulva lactuca) grâce aux déchets agricoles. LesScenedesmus, elles, outre qu'elles prennent moins de place, semblent d'efficaces dépollueuses. Elles vont jusqu’à nettoyer l'eau de 99 % de sonammoniaque et de son phosphate, et de 88 % de son nitrate. De plus, ces algues réduisent très fortement la concentration en bactéries potentiellementpathogènes.

Cette solution miracle à base d'algues superpropre est-elle vraiment réaliste ? Les chercheurs n’en doutent apparemment pas. Ils ont maintenant l’intention de construire des conteneurs de plus en plus grands, dont une serre mobile capable de contenir 3.000 litres de culture d’algue. Selon eux, et grâce à l’industrie Northern Biodiesel qui s’occupera de convertir les lipides en biocarburant, « ce biodiesel pourrait compenser 50 % de notre utilisation de carburant pour les équipements qui consomment du diesel ».

BFS convertit le CO2 industriel en pétrole avec des microalgues

L’usine pilote BFS d’Alicante en Espagne, vient d’achever en novembre 2010 sa première phase de construction au pied de la cimenterie Cemex et sera pleinement opérationnelle en mars 2011. Cette usine pilote est capable selon BFS, par hectare équipé et par an, d’absorber 12.000 tonnes de CO2 et de produire 5.500 barils de pétrole voire, selon l’option retenue, 0.45 Mégawatts d’électricité par heure (le CO2 capté peut être transformé en électricité grâce à des turbines ou des Moteurs de Combustion Internes).

L’idée est venue au début 2006 quand à la suite de la campagne menée par Al Gore, Bernard Stroïazzo-Mougin fait le constat simple que ce CO2 était le résultat de la combustion ou l’oxydation des hydrocarbures et que ces hydrocarbures ont été formés par des matières organiques, principalement végétales. Ces matières végétales ont elle-mêmes été fabriquées à partir d’énergie solaire, d’eau et de dioxyde de carbone. Alors pourquoi ne pas essayer d’inverser ce cycle oxydo-réduction en utilisant le CO2 résultant de la combustion et pour récupérer son carbone pour le reconvertir en pétrole ?

Mais la difficulté majeur était alors le temps de réalisation car la formation du pétrole fossile a duré des millions d’années, d’où la seconde partie de l’idée, qui fut de trouver une solution pour accélérer ce processus de formation. Mais on ne peut pas éviter la dure réalité des lois physiques qui régissent notre univers. Par contre, on peut imaginer l’assemblage d’éléments qui nous permettent d’accélérer un processus de transformation. Pour la concrétisation de cette idée, Bernard Stroïazzo-Mougin a travaillé avec une équipe d’ingénieurs, de scientifiques, de techniciens qui ont ensemble contribué à la mise au point d’un procédé industriel de production en continue de pétrole propre à partir des émissions de CO2.

Transport du CO2 industriel

Après 5 années de recherche menées en coopération étroite avec les universités d’Alicante et de Valence, Bio Fuel Systems a donc réussi à produire une synthèse contrôlée de formation de pétrole en stimulant et en accélérant chaque étape de ce processus au moyen d’un processus de transfert hydrophotosynthétique et thermochimique à l’aide de catalyseurs, utilisant :

• L’énergie solaire comme principale source d’énergie.
• Le CO2 des émissions industrielles comme matière première.
• Le plancton en tant qu’échangeur primaire, simple et efficace.

Le résultat c’est un combustible dense, non polluant, durable, inépuisable et viable d’un point de vue économique, le Blue Petroleum, comparable au pétrole fossile et offrant, toujours selon BFS, les mêmes possibilités de produits dérivés (plastiques, polymères…).

• DENSE avec un pouvoir calorifique élevé (9.700 kcal / kg).
• NON POLLUANT, il élimine 938 kg de CO2 par baril produit.
• DURABLE, il convertit en permanence le CO2 en énergie (2.168 kg de CO2 par baril).
• INÉPUISABLE, avec une production journalière par reproduction cellulaire illimitée.
• EFFICACITÉ PROUVÉE, son bilan énergétique est positif et sa production en continue nécessité de faibles apports énergétiques, assurant une disponibilité d’énergie de 8 000 heures par an.
• VIABLE D’UN POINT DE VUE ÉCONOMIQUE, son prix est compétitif comparé à celui des sources énergétiques existantes.

Des photobioréacteurs profilés pour une rentabilité optimale

La culture intensive des micro-organismes s’opère en milieu fermé dans des photobioréacteurs verticaux de 8 mètres de haut pour optimiser les surfaces d’implantation au sol et la productivité à l’hectare. Les photobioréacteurs offrent une large surface de réception à l’énergie lumineuse afin d’assurer la fixation des photons et la production de biomasse en continu, avec un rapport m²/m3 optimisé. Ils ont été pensés pour être également « autonettoyants ». Le confinement du milieu d’élevage, assuré par le maintien constant d’une « pression positive », assure qu’aucun élément extérieur pathogène ou contaminant ne peut pénétrer le milieu de culture ni en altérer sa productivité. La mise en structure cellulaire des tubes des photobioréacteurs facilite la photosynthèse.

Un substitut au pétrole produit en moins de 48 heures

Élaboré à partir des émissions de CO2 des industries dites polluantes telles les cimenteries, les déchetteries, les centrales thermiques ou encore les raffineries, le pétrole BFS est produit directement sur place ou, selon les options retenues, sur un site distant de transformation.

Alors que le pétrole d’origine fossile a nécessité des millions d’années pour se former à la suite d’un long et complexe processus de sédimentation, 48h suffisent à produire le pétrole BFS. Il faut en effet près de 24h pour obtenir le gisement de biomasse et autant pour en extraire le pétrole par voie thermochimique. Les installations fonctionnent 24h/24 pour permettre l’absorption massive du CO2 et assurer une production en continu du pétrole.

Dans sa phase finale 450.000 tonnes de CO2 seront traitées annuellement dans l’usine pilote de San Vicente de Raspeig (Alicante) en Espagne pour produire 35.000 tonnes de fuel ainsi que 3.000 tonnes de produits secondaires hautement nutritifs. Cela éliminera plus de 200.000 tonnes de CO2 d’émissions dans l’atmosphère. Deux autres usines sont déjà signées sur l’île de Madère au Portugal et à Venise en Italie.

Pour en savoir plus : www.biopetroleo.com ou http://bfs-france.com/

Le réseau électrique amorce sa révolution intelligente en commençant par les compteurs

On connaît bien maintenant le "compteur intelligent" qui permet un suivi minute par minute des consommations. Mais ce n'est qu'un aspect du "réseau intelligent", qui implique de gérer bien d'autres contraintes coome par exemple de collecter et de gérer des masses considérables de données.

Avec le lancement de l'expérimentation Linky, 300 000 foyers vont être équipés de compteurs intelligents avant une généralisation en 2012. Pourtant, ce déploiement des Linky n'est qu'un pré-requis à l'avènement d'un réseau intelligent.

Connaître en temps réel la consommation des utilisateurs et pouvoir effectuer des opérations à distance constituent un smart-metering -à savoir une lecture intelligente des compteurs-, déjà installé dans de nombreux pays, comme l'Italie ou les Etats-Unis. Hier, 35 millions de points de consommation en France n'étaient relevés que tous les six mois. Demain, ils pourront l'être toutes les dix minutes! Mais, au-delà de cette remontée de données, un réel smart-grid devra optimiser bien d'autres contraintes subies par le réseau. Productions décentralisées, perspectives nouvelles de stockages, voitures électriques: le nombre de données à agréger et à analyser va exploser. 

DES OUTILS INFORMATIQUES COMPLEXES 

Pour relever ce défi des smarts-grids, des outils informatiques très complexes vont être implémentés. Ils devront permettre d'optimiser  les évolutions. Quelles sont ces évolutions ?

D'abord, l'intégration des énergies décentralisées. Celles-ci, en particulier solaires et éoliennes, sont en plein boom. Elles sont très chères aux défenseurs des énergies vertes. De nature intermittente, ces énergies nuisent parfois à la stabilité du réseau, pouvant provoquer des coupures, comme cela a déjà été le cas en Allemagne. Grâce à un meilleur suivi du réseau, des arbitrages plus précis entre le soutirage d'énergie, l'injection de renouvelables ou le stockage pourra être fait de manière efficace.

En parallèle, les promesses du stockage de l'énergie pourront permettre l'usage à pleine puissance des énergies renouvelables en stockant l'électricité produite à des moments où elle n'est pas nécessaire, palliant de cette manière au principal défaut des énergies décentralisées. Si d'autres avancées techniques sont encore à l'étude, il est probable que le stockage par pompage hydraulique (consistant à utiliser l'énergie électrique disponible pour emmagasiner de l'eau qui produira plus tard de l'hydroélectricité) et l'utilisation des batteries des véhicules électriques lorsqu'ils sont inutilisés, seront les premières à voir le jour. Mais pour que le stockage joue à plein, il faudra bien les intégrer à la logique de smart-grids afin de bien réinsérer l'énergie et faire émerger le fameux concept de vehicle-to-grid (V2G).

Enfin, le business model des offres d'effacement des pics de demandes reste toujours à trouver. On peut utiliser la voie tarifaire, en proposant des tarifs avantageux aux clients s'engageant à limiter leur consommation en période de forte demande, ou la voie technologique en éteignant sélectivement des appareils énergivores pendant une courte durée (effacement dit « diffus »). Dans l'un ou l'autre cas, lisser les pics de consommation permet d'éviter les saturations de réseau, en particulier dans les régions en bout de réseau (comme la Bretagne ou la région PACA).

De plus, les pics de consommation nécessitent d'avoir recours à une électricité dite de pointe, généralement produite par des moyens de production très carboné. Lisser le pic aura donc un impact direct sur l'environnement et les émissions de CO2. Aux Etats-Unis par exemple, 5% de baisse des pics de consommation éviterait l'utilisation de 625 centrales thermiques, soit 3M$ d'économies annuelle!

DES PROBLEMES A TRAITER ENSEMBLE

Ainsi, toutes les contraintes subies par le réseau devront désormais être traiter de façon corrélée pour mieux en tirer profit: rien que l'exemple du véhicule électrique, autrefois perçu comme une contrainte réseau et maintenant transformé en variable d'ajustement des réseaux de distribution, montre que les recouvrements entre le stockage, les énergies renouvelables et l'effacement des pointes sont forts et qu'ils ne peuvent plus être traités indépendamment les uns des autres. Il faut donc, au-delà de l'agrégation des données multiples, mettre en place des systèmes d'information qui permettent leur analyse et des plans d'actions associés. En respectant bien sûr la vie privée des acteurs du réseau. Ils restent à inventer, mais l'incitation est forte ! Des marchés sont à prendre : les investissements s'élèvent à plus de 7 milliards de dollars pour la Chine et les Etats-Unis, rien que pour 2010....

EAU : UN PROCÉDÉ DE DESSALEMENT À BAS COÛT

Oasys Water a développé une nouvelle solution pour dessaler l'eau. Elle associe les procédés thermique et d'osmose inverse. La société prévoit un pilote en 2011.


Le britannique Oasys Water a développé un nouveau procédé de dessalement de l'eau, rapporte le Technology Review, magazine du Massachusetts institute of technology (MIT). Un pilote est prévu pour 2011 pour un début de commercialisation dans un an.

Réduire les coûts

La technologie Oasys combine osmose inverse et procédé thermique pour réduire les coûts de dessalement. Le principe : d'un côté d'une membrane, se trouve de l'eau de mer. De l'autre, une solution contenant de fortes concentrations de dioxyde de carbone et d'ammonique. L'eau de mer migre vers cette solution. Au passage, la membrane bloque les particules de sel et impuretés. Le mélange obtenu est chauffé. Ammoniaque et CO2 s'évaporent, laissant à disposition une eau dessalée. 

Dix fois moins d'électricité

Selon ses inventeurs, cette technique consomme moins d'énergie que dans le procédé thermique classique. Celui-ci consiste à chauffer l'eau de mer entre 70 et 100°C pour en récupérer le sel. Ici, le mélange (avec le CO2 et l'ammoniaque) n'est chauffé qu'entre 40 et 50°C. De même, toujours selon Oasys, leur procédé est moins énergivore que l'osmose inverse (dix fois moins d'électricité consommée). L'osmose inverse requiert en effet de très fortes pressions pour forcer le passage dans la membrane. Ici, la migration se fait plus "naturellement" grâce aux différences de composition des deux solutions de part et d'autre.

Thomas Blosseville

Capter l'énergie solaire dans l'espace et l'acheminer sur Terre

L'énergie du Soleil captée par des satellites dans l'espace pourrait, nuit et jour, fournir de l'électricité à des installations au sol, selon des projets comme celui de la firme Astrium, qui pourraient commencer à voir le jour à partir de 2020.

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Il ne s'agirait pas, au moins dans un premier temps, d'alimenter des villes qui disposent déjà d'infrastructures, mais des régions isolées, d'accès difficiles où on a besoin d'électricité, explique Robert Lainé, directeur technique d'Astrium, filiale espace du groupe européen EADS.

Cela pourrait permettre de fournir ponctuellement de l'électricité à une zone de catastrophe, un hôpital de campagne, une installation de pompage, de purification ou de désalinisation d'eau, a-t-il précisé lors d'une récente conférence à Paris.

Alimenter des grandes villes, "ça ne se produira pas avant qu'il n'y ait plus de pétrole", a-t-il déclaré à l'AFP.

"On pense que le plus simple, c'est de commencer avec un satellite existant, puis de l'adapter", note M. Lainé. La première démonstration pourrait s'appuyer sur les capacités du futur satellite de télécommunication Alphasat, avec l'objectif d'acheminer au sol, grâce à un laser infrarouge, quelques kilowatts d'énergie produite dans l'espace.

"Si on trouvait un financement demain, six ou sept ans c'est tout à fait raisonnable" pour aboutir à une démonstration, précise cet expert, alors qu'au delà de partenariats européens, Astrium envisage de s'associer avec Russes et Japonais pour mettre en place cette nouvelle filière technologique.

Lors de l'étape suivante, au cours de la décennie 2020-2030, plusieurs satellites, capables de fournir jusqu'à 100 kW chacun, pourraient faire converger leurs faisceau Alors qu'aux Etats-Unis des projets de grande ampleur sont envisagés, Astrium, qui recherche des partenaires, table plutôt sur un développement progressif, avec une première démonstration d'ici 2020, voire dès 2016.

"En cas de situation d'urgence, de besoin d'électricité, on bascule le faisceau facilement, on peut le faire en une minute", assure M. Lainé.

Grâce à un miroir de 3,5 mètre de diamètre, comme celui du télescope scientifique Herschel, le satellite pointera vers la Terre un rayon laser infrarouge de 20 mètres de large en ciblant des panneaux solaires de 30 m sur 30 placés au sol, selon le projet d'Astrium. La puissance reçue sur chaque panneau pourrait atteindre 300 kW, de quoi alimenter des dizaines de foyers.

Des cellules photoélectriques adaptées par Astrium pour l'infrarouge permettraient de convertir jusqu'à 60% de l'énergie reçue en électricité, au lieu de 15% avec les panneaux solaires actuels captant la lumière blanche du soleil.

La longueur d'onde supérieure à 1,4 micron choisie pour le laser devrait permettre d'acheminer sans risque 1 kW par mètre carré sur le récepteur. Une personne regardant brièvement dans le faisceau "va avoir chaud à la figure, aux yeux, mais il n'y a pas de pénétration dans la peau" ni de risque de brûler la rétine, assure M. Lainé.

A ces fréquences-là, les valeurs limites d'exposition sont élevées parce que "le rayonnement infrarouge est très peu pénétrant", précise un expert de l'Institut national de recherche et de sécurité (INRS).

Et avec 1 kW par mètre carré, le laser ne se transformera pas en arme de guerre. Pointé sur une forêt, "le laser n'y mettrait jamais le feu", souligne M. Lainé, car le flux d'énergie serait voisin de ce qu'on reçoit du soleil au zénith.

Transmettre l'énergie via un faisceau micro-onde, comme l'envisagent d'autres projets pourraient susciter davantage de réticences, comme dans le cas des antennes de téléphonie mobile, et nécessiterait des récepteurs jusqu'à mille fois plus grands.

DEUX SOURCES D’ÉNERGIE, UN SEUL DISPOSITIF DE RÉCOLTE

Prototype d'un générateur d'énergie à partir de la chaleur du corps ou de la lumière ambiante.

Fujitsu a développé un générateur hybride d’électricité capable de récolter l’énergie à la fois dans la chaleur et dans la lumière. Une innovation prometteuse pour les applications de capteurs médicaux et de surveillence de l'environnement.

La récolte de petites quantités d’énergie dispersée dans l’environnement (Energy harvesting en anglais) suscite un grand développement, partout dans le monde. Les travaux de Fujitsu Laboratories, au Japon, font avancer les recherches sur le sujet. Ses chercheurs ont en effet mis au point un générateur d'électricité hybride capable de récolter l’énergie à la fois dans la chaleur et dans la lumière. Avec un seul dispositif, il devient ainsi possible de tirer de l'énergie à partir de deux sources distinctes, qui auparavant nécessitaient la combinaison de deux dispositifs individuels.

En réduisant le coût, cette technologie hybride ouvre la voie à l'utilisation généralisée de dispositifs de récolte d’énergie. En supprimant le besoin de câblage électrique ou de remplacement de la batterie, elle a un grand potentiel pour alimenter des réseaux de capteurs médicaux et des détecteurs dans des applications difficiles d’accès ou éloignées des prises électriques.

Les détails de cette technologie ont été présentés lors de la conférence IEDM 2010 (InternationalElectron Devices Meeting), l’événement sur les recherches en électricité, qui s’est déroulé à San Franciso (Etats-Unis), du 06 au 08 décembre 2010.

Récupérer les petites quantités d'énergie 
L'énergie récoltée dans la lumière ambiante, les vibrations, la chaleur, les ondes radio, etc. est infime par rapport à ce qui est disponible à partir de centrales électriques ou de batteries. D’où l’intérêt d’exploiter plusieurs sources simultanément, par exemple la lumière et la chaleur, ou la lumière et les vibrations - afin de recueillir une quantité suffisante d’électricité pour une utilisation pratique. Jusqu’ici, ce besoin était rempli en combinant différents types de dispositifs. Une solution pénalisante en termes de coût et d’encombrement.

Le prototype développé par Fujitsu Laboratories combine deux procédés de conversion énergétique : un mode photovoltaique pour la conversion de la lumière en électricité et un mode thermodynamique pour la conversion de la chaleur en électricité. Mais il s’appuie sur un dispositif semiconducteur commun qui, grâce à un circuit électronique, fonctionne sur l’un ou l’autre des deux modes. Le semiconducteur en question utilise un matériau organique spécialement développé pour l’occasion et qui offre l’avantage d’être bon marché.

Cette technologie peut se décliner bracelet médical pour le contrôle de conditions physiologique telles que la température corporelle, la pression artérielle ou le ryhtme cardiaque, et ceci sans batterie, ni câblage électrique. Le dispositif utiliserait la chaleur du corps, la lumière ambiante ou les deux à la fois pour subvenir aux besoins en courant du capteur. Autres applications potentielles : la détection environnementale dans les zones isolées pour les prévisions météorologiques, où il serait difficile de remplacer les piles ou de tirer des lignes électriques.

Fujitsu Laboratoires poursuit le développement de cette technologie afin d’en augmenter les performances et d’en améliorer la fiabilité. Objectif : la commercialisation à l’horizon de 2015.

Ridha Loukil

Un mini-générateur pour remplacer la pile boutonToshiyuki Ueno, un chercheur japonais a mis au point un nouveau type de générateur électrique miniaturisé capable non seulement de produire, mais aussi de stocker une certaine quantité d'énergie à partir des vibrations.

Toshiyuki Ueno, un chercheur japonais a mis au point un nouveau type de générateur électrique miniaturisé capable non seulement de produire, mais aussi de stocker une certaine quantité d'énergie à partir des vibrations.

Le générateur qui mesure seulement 2 x 3 x 12 mm est en mesure de développer une puissance de 1.56 mW avec des vibrations à 357Hz. Selon le japonais, la partie batterie possède une densité énergétique d'environ 22 mW/cm3, soit 20 fois plus élevés que les autres générateurs cinétiques fabriqués avec des matériaux piézoélectriques.

Comme élément producteur d'énergie, T. Ueno a intégré du Galfenol, un alliage de fer et de gallium possédant des propriétés de magnétostriction qui, tout comme les matériaux piézoélectriques réagissent lorsqu'ils sont étirés mécaniquement. Les matériaux magnétostrictifs sont utilisés dans des dispositifs à énergie cinétique, car en présence d'un champ magnétique, la forme s'en trouve modifiée. Dans le cas du Galfenol, la densité de flux magnétique décroît jusqu'à plus de 1T lorsque le stress physique est appliqué. Le changement de flux magnétique génère alors une tension induite.

Par ailleurs, "le Galfenol est un matériau ductile, et même avec une structure fine en forme de tige, elle ne cassait pas facilement," a déclaré T. Ueno. Il a également ajouté que le Galfenol peut être utilisé dans des environnements extrêmes car il résiste à des températures de 700°C.

Le dispositif pourrait un jour remplacer les piles boutons placées dans nos montres, voire dans de plus gros appareils électriques. Il prévoit ainsi d'utiliser le générateur dans des systèmes de surveillance de pression des pneus, ou encore dans nos appareils mobiles.

PHOTOVOLTAÏQUE : UN CENTRE D'ESSAIS EN FRANCE

Le CSTB et le LNE ont créé un laboratoire d'essais et de certifications des équipements photovoltaïques. Son nom : Certisolis.

La France du photovoltaïque possède désormais un centre d'essais. Le nouveau laboratoire Certisolis a deux missions : les essais de conformité aux normes et la certification des produits. C'est une filiale duCentre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) et du Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE).

Du composant à la ligne de production 

Une dizaine de personnes, sans compter les outils du CSTB et du LNE. Ce sont les moyens dont dispose Certisolis pour tester les composants et modules photovoltaïques. Le laboratoire peut réaliser des essais électriques, mécaniques, mais aussi climatiques. Par exemple en soumettant les équipements à des cycles de températures entre -40°C et +85°C. Ou encore en reproduisant des ambiances jusqu'à à 85°C et 85 % d'humidité."Nous irons aussi auditer les lignes de production", ajoute Jérôme Beccavin, président de Certisolis.

Aller au-delà des normes

Côté certification, le laboratoire testera la conformité des modules photovoltaïques aux normes NF EN 61215, NF EN 61646 et NF EN 61730. Mais il encouragera les fabricants à aller au-delà. Des exigences supplémentaires pour se différencier sur leur marché. Si la certification est réservée aux modules complets, les moyens d'essais sont aussi utilisables pour les composants.

Thomas Blosseville

VOITURE ÉLECTRIQUE : LA RECHARGE AUTOMATIQUE MAINS LIBRES

Sur le Mondial de l’automobile, Modulowatt présente son projet de borne de recharge pour voitures électriques en auto-partage. Un concept qu’il entend développer avec des partenaires comme l’Inria et Valeo.


Pour envahir les routes, la voiture électrique aura besoin d’une infrastructure de recharge. Mais à quoi ressemblera-t-elle ? Modulowatt imagine l’avenir de la voiture électrique en auto-partage dans les villes. Sur le Mondial de l’automobile, cette société a présenté son projet de recharge automatique sans câble.


Un bras se déplie
Modulowatt veut développer une borne de recharge munie d’un bras qui se déplie. Le principe : la borne et la voiture sont munis de capteurs pour se reconnaître. Quand la voiture arrive, le bras de recharge se déploie et se branche automatiquement à l’avant de la voiture.


Cinq voitures en série
Mais le projet ne s’arrête pas là. Les voitures seraient équipées d’un second système d’accrochage à l’arrière. Le principe ? Accrocher jusqu’à 5 voitures les unes derrière les autres. Une seule borne pourrait ainsi recharger 5 voitures en série. Si l’une d’entre elle s’en va, les autres avanceraient toutes seules, automatiquement, pour se remettre en position de charge. Modulowatt cherche désormais à développer son concept d’ici à 2012.

Thomas Blosseville

http://www.dailymotion.com/video/x9t056

Il n’est pas possible d’ignorer les marchés hors de nos frontières

Avec l’acquisition cet été de CTE Nordtest, ex-filiale d’Areva spécialisée dans le contrôle non destructif des installations nucléaires, le bureau de contrôle s’est renforcé sur le marché de l’atome.

 

Quelle stratégie sous-tend l’acquisition de CTE Nordtest ? 

Nous poursuivons un quadruple objectif. Premièrement, nous renforçons notre branche « projets industriels » qui atteint 25 millions d’euros de chiffre d’affaires, dont 10 millions apportés par Nordtest. Deuxièmement, nous poursuivons notre développement dans le nucléaire. Notre chiffre d’affaires dans l’atome est passé de 4 à 15 millions d’euros en six ans, de façon uniquement organique. Le troisième objectif est de devenir un partenaire significatif d’Areva. En acquérant CTE Nordtest, nous avons conservé des contrats avec Areva. Quatrièmement, nous devenons acteur du contrôle non destructif (CND), domaine dans lequel nous n’étions pas présents. 

 

Sur quels donneurs d’ordres repose votre activité ?

Notre principal partenaire est aujourd’hui EDF. Nous travaillons avec le CEA qui a beaucoup d’installations nucléaires, avec l’IRSN et nous sommes également très présents auprès de l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) qui va prendre une place de plus en plus importante dans les années à venir. Quant à Areva, il faut que nous accroissions nos échanges avec eux. Enfin, nous regardons bien évidement de près les acteurs à venir comme Total et GDF Suez. 

 

Vous entrez sur le marché du contrôle non destructif (CND) nucléaire, qui est déjà très concurrentiel… 

Le CND est un milieu très concurrentiel… mais les acteurs sont moins nombreux dans le nucléaire. En effet, comme dans tous ce qui se fait dans le nucléaire en France, il y a énormément de barrières d’entrées, liées aux exigences de qualités et aux nombreuses habilitations nécessaires. Ca limite considérablement le nombre d’intervenants. Hors nucléaire, le CND est un secteur assez éclaté en France avec beaucoup de petites entreprises. Il est donc extrêmement concurrentiel bien que le marché ait de bonnes perspectives.

 

CTE Nordtest est présent exclusivement en France. Concentrerez-vous votre activité dans l’Hexagone ? 

La stratégie nucléaire s’inscrit aussi à l’international. Quand nous observons les marchés mondiaux, nous ne pouvons pas ne pas nous y intéresser. Rien qu’en Europe, 200 milliards d’euros d’investissements sont prévus. Il n’est pas possible d’ignorer les marchés hors de nos frontières. Toutefois, la réalité est, qu’aujourd’hui, nous ne travaillons qu’en France. 

 

Comment sort-on de ses frontières ? 

Dans le nucléaire comme ailleurs, la stratégie consiste à monter dans les valises des champions français comme EDF, Areva et Alstom… Nos quelques développements à l’international se sont faits à travers nos donneurs d’ordres. Mais, nous réfléchissons toutefois à des implantations propres dans d’autres pays, du moins en Europe, d’ici 2 à 3 ans. 

À Douai et ailleurs, la conquête des bornes électriques pour autos

La voiture électrique offre de nouvelles perspectives aux fabricants de matériel électrique, qui se mettent en ordre de bataille pour proposer à temps des bornes de recharge pour faire rouler les véhicules du futur.



Dès 2015, la France veut se doter d'un million de points de recharge pour les voitures électriques, vedettes du Salon de l'automobile à Paris, dont les livraisons devraient débuter dans quelques mois. « Il faudra deux bornes par véhicule, compte tenu des différents usages », estime Olivier Le Berre, directeur marketing France de Legrand.


Comme il est estimé que 8 à 10 millions de véhicules seront commercialisés dans le monde, « nous sommes sur un marché d'équipements (initial) compris entre 15 à 20 millions de bornes », ajoute-t-il. Selon le cabinet d'études ABI Research, le marché des installations de recharge pour voitures électriques atteindra 11,75 milliards de dollars d'ici cinq ans. Une aubaine pour les géants français du matériel électrique, comme Schneider Electric ou Legrand, qui y voient un relais de croissance pour les années à venir.


DBT, « poil à gratter » du secteur Face à eux, prennent place aussi des petits poucets, à l'instar de DBT, la PME de Douai, qui se veut « poil à gratter » du secteur. Depuis les premières expériences pilote dans les années 1990, « nous sommes les seuls à être restés (sur ce secteur) et à maintenir nos bornes », explique son PDG Hervé Borgoltz, sur son stand du Mondial de l'auto. La société de 45 employés et 11 millions d'euros de chiffre d'affaires revendique « le plus gros parc de bornes installées du monde », avec 6 000 bornes de recharge, qui, faute de quatre roues, servent surtout aux deux roues.

Le marché des bornes de recharge pâtit encore de l'absence de normes techniques communes. C'est pourquoi Schneider, Legrand et l'italien Scame ont fondé EV Plug Alliance, un regroupement d'une quinzaine de groupes défendant un standard européen de prise haute sécurité. Fin mai, les pays de l'Union européenne ont promis à Bruxelles de trouver une solution harmonisée d'ici mi-2011. Selon M. Le Berre, le secteur se développe malgré tout. «  Dans ces marchés très nouveaux, il faut savoir avancer sur tous les dossiers en même temps. »


Gestion intelligente de l'énergie

Pas du tout présents dans les batteries pour voitures électriques, terrain de jeu de groupes comme Saft ou Bolloré, les fabricants de matériel électrique veulent proposer des panoplies complètes de bornes: pour usage public ou privé, à recharge lente ou rapide, avec différents modes de paiement ou systèmes de sécurité. Par exemple, la borne Green'UP de Legrand, commercialisée en juillet 2011, « se décline en trois versions: une version habitat, une version parking privé ou public et une version pour se brancher directement sur la voirie », détaille Olivier Le Berre. De son côté, outre leur simplicité et leur sécurité, Schneider Electric met l'accent sur la « gestion intelligente de l'énergie » intégrée dans ses bornes.

Se déployant dans les « smart grids », les réseaux électriques intelligents, le groupe explique que ces bornes seront capables d'adapter la puissance de charge en fonction des besoins du véhicule et de la disponibilité du réseau électrique. Le conducteur pourra aussi être prévenu par ordinateur ou portable des bornes disponibles et du moment où la charge est terminée. La voiture électrique « est à terme un marché en devenir à ne pas rater pour des opérateurs comme Legrand ou Schneider, mais son développement va être assez lent », prévoit Philippe Gattet, directeur d'études au cabinet Xerfi.