Un nouveau matériau pour récupérer l’énergie des gaz d’échappements

Une équipe de l’université de Northwestern (US) a créé le matériau thermoélectrique le plus efficace jamais conçu.

Le matériau en question, mélange de tellurure de plomb et de strontium, affiche un rendement de 15 à 20% quand il s’agit de transformer la chaleur directement en électricité. Il s’agit du meilleur rendement jamais atteint par un matériau thermoélectrique, puisque les technologies existantes affiche un rendement moyen de 5%… Il fonctionnerait de manière optimale à 600°C, et serait stable et durable dans le temps.

Rappelons que 90% de l’énergie mondiale est créée à partir de l’énergie thermique, mais que le rendement moyen global est autour de 30-40 %, c’est plus de la moitié de l’énergie thermique que l’on ne parvient pas à récupérer au niveau mondial ! Une étude récente avait d’ailleurs calculé que cette perte se chiffrait au niveau européen à la somme astronomique de 500 milliards d’euros (article du 18/04/12). Autant dire que cette recherche d’efficacité énergétique est un enjeu particulièrement important.

Ici, la première application imaginée pour ce matériau est son utilisation dans les pots d’échappements, sujet sur lequel travaillent déjà les gros constructeurs automobiles. Mais gageons que les secteurs de production d’énergie vont s’y intéresser aussi.

Solar Impulse traverse les mers

Solar Impulse, l’avion solaire, a fait son premier voyage intercontinental en joignant Madrid à Rabat, le tout sans carburant.

Et une performance de plus à l’actif de Bertrand Piccard, co-fondateur du projet. Après un premier vol de nuit en juillet 2010 (26 heures), et un premier vol international en mai 2011 (Suisse-Belgique : 13 heures), voilà à présent à son actif le premier voyage aérien intercontinental réalisé uniquement à partir d’énergie renouvelables.

Pour rappel, d’une envergure de 63,4m (comme un Airbus 340) pour seulement 1600 kg, l’avion Solar Impulse est équipé de 12.000 cellules photovoltaïques pour stocker l’énergie solaire dans des batteries, qui les redistribue aux 4 moteurs électriques de l’appareil (40 CV au total).

L’objectif n’est évidemment pas de faire avancer nos avions de lignes avec les énergies renouvelables, mais de prouver le fort potentiel de ces nouvelles énergies.

Solar impulse a terminé son périple ce mardi 05 juin 2012, après environ 17 heures de vol. La prochaine étape sera de poursuivre vers Ouarzazate, lieu où sera construite la future centrale solaire marocaine. Tout un symbole.

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Dessaler l’eau de mer avec l’énergie solaire

L’Algérie se lance dans la production verte d’eau potable.

Présenté au forum Asie-Afrique sur l’énergie durable, le projet expérimental de la ferme solaire de Saida, en Algérie relance les orientations du pays dans la recherche d’énergies alternatives. Cette ferme s’inscrit dans le projet général SSB (Sahara Solar Breeder), développé en partenariat avec 6 universités et deux agences japonaises.

Le projet prévoit aussi la création d’un pôle technologique du photovoltaïque dans la région, qui entraînerait un développement économique et un développement de la recherche. A la clé, on compte aussi une nouvelle création d’emploi et de formations professionnelles de différents niveaux.

Cette ferme devrait alimenter dès 2015 une usine de désalinisation de l’eau de mer. Ce développement est donc essentiel dans un pays très dépendant aux énergies fossiles et en manque d’eau potable.

Inventair : VMC double flux sans tuyaux

Voici une technologie VMC double flux étonnante, une alternative sans tuyaux, idéal pour la rénovation.

Les VMC-DF (Ventilation Mécanique Contrôlée Double Flux) permettent de ventiler sa maison en limitant les pertes thermiques. Le système est composé de deux réseaux de ventilation, l’un aspire l’air neuf, l’autre extrait l’air vicié. Un échangeur permet de récupérer des calories à l’air chaud sortant pour le transmettre à l’air froid entrant. On limite ainsi les pertes thermiques dues au chauffage de l’air neuf.

Le problème de cette technologie est qu’elle peut être très coûteuse et complexe à mettre en place dans le cas d’une rénovation. Difficile d’installer un double réseau de ventilation complexe dans une maison non prévue pour ça à l’origine. Pour pallier à ça, une société allemande, a développé un système de VMC-DF sans tuyaux, renommé Inventair (ou Inventer) en France.

Le système est une bouche d’aération à deux cycles de 70 secondes. Dans un premier temps, la bouche extrait l’air vicié de la maison qui va transmettre son énergie à un accumulateur céramique situé dans le système. Au cycle suivant le système fera entrer l’air extérieur qui récupérera cette même énergie sur l’accumulateur. C’est aussi simple que cela. Il faut au moins un extracteur par pièce et tout les 20/30 m², et on recommande d’y mettre deux modèles, qui fonctionneront en alternance.

Le principal avantage de cette technologie est sa simplicité d’installation en rénovation, même s’il faut le réseau électrique et le lien avec le régulateur pour chaque modèle. Le coût de fonctionnement est limité, les premières versions annonçaient un coût de 16€/an pour une maison de 120 m², avec des rendements allant de 70 à 90%.

Le système a toutefois ses inconvénients : création de nouveaux ponts thermiques dans la paroi (= pertes de chaleur), pertes pour l’insonorisation extérieure, et un bruit de ventilation et de changement de cycle perceptible.

A noter que d’autres constructeurs proposent une technologie équivalente en France, tel Atlantic, sous le nom extracteur d’air DF individuel (ici).

Eolienne à lentille

Un nouveau type d’éolienne permettrait de multiplier la puissance récupérable par les vents.

C’est une nouvelle de grande importance dans le monde de l’éolien : des chercheurs de l’université de Kyushu aux Japon présente un nouveau type d’éolienne, capable de produire de 2 à 3 fois plus d’énergie qu’une éolienne standard à diamètre équivalent.

Le nouveau prototype est équipé d’un anneau (la « lentille ») autour des pâles, qui permet de modifier les courants en extérieur pour créer une dépression derrière l’éolienne. En augmentant ainsi la différence de pression, on attire les vents. Bilan : une vitesse de passage plus importante, et donc une plus grande puissance récupérée.

Voilà réellement une avancée très importante pour l’éolien, sans surcoût économique important. Plusieurs prototypes sont en cours de tests, et un projet de parc flottant fait surface au Japon. Il faut vite que cette technologie apparaisse sur le marché européen, pour profiter au plus vite de ces éoliennes à fort rendement.

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La première hydrolienne française

EDF s’apprête à installer la première hydrolienne française au large de la Bretagne.

C’est un pas très important pour l’industrie marine et énergétique française : c’est le première fois qu’une éolienne à vocation industrielle va être installée en France, et même dans le monde. Bien que d’autres projets et prototypes existent ailleurs, comme en Ecosse ou au Canada par exemple.

Ce monstre de 16 mètres de diamètre, pour 21 mètres de hauteur et un poids de 1000 tonnes, est la première des quatre hydroliennes devant être installées dans le premier parc hydrolien d’EDF,  dans les Côtes-d’Armor. Elle a été conçu par l’irlandais OpenHydro et assemblée dans le bassin de la DCNS à Brest. Elle devrait alimenter avec ces consoeurs de 2 à 3000 foyers d’ici 2012.

Ce projet est à 100% européen, 70% français, 25% breton. Et même si cette technologie coûtera à EDF 12 fois plus chère que l’électricité nucléaire, ce coût est amené à baisser dans les années qui vont suivre avec la multiplication du nombre de projets dans le monde : Siemens et Alstom par exemple préparent eux-aussi leur propres hydroliennes.

Energie Thermique des Mers

Un nouveau système de production d’énergie sort des cartons des bureaux d’études : point sur l’énergie thermique des mers.

Principe : la production d’énergie serait fait grâce à la différence de température entre deux profondeur dans les océans. Le principe est comme souvent en thermodynamique basée sur le cycle de Rankine (comme dans les pompes à chaleur), sauf que cette fois, l’objectif n’est pas d’obtenir du chaud ou du froid à partir d’électricité, mais d’utiliser l’eau chaude en surface et l’eau froide des profondeurs pour la création d’électricité.

Concrètement ce qui change par rapport à une pompe à chaleur, c’est que le circuit est inversé, et que l’on remplace un compresseur par une turbine. Le condenseur est traversée par une eau froide, qui capte sa chaleur et sert donc à liquéfier le fluide de travail (ammoniac par exemple). L’évaporateur est traversé par de l’eau chaude, qui donne de la chaleur et permet au fluide de se vaporiser. C’est sous cette forme que le fluide va être  détendu dans la turbine pour fournir de l’électricité.

L’inconvénient de ce système, sans compter les difficultés techniques pour la résistance à l’eau de mer, est que le faible écart de température rend difficile de développer de grandes puissances. C’est tout l’enjeu des recherches sur cette technologie, qui est toutefois intéressante par son énergie nette produite car, dans ce système, seule les trois pompes (fluide, eau chaude, eau froide) nécessite de l’énergie. Cette technologie serait la plus applicable dans les régions proches de l’équateur.

Seul quelques acteurs mondiaux se sont lancés dans ce type de centrale, dont la DCNS pour la France. Des accords ont été signés en 2009 pour la création de prototypes de centrales ETM à la Réunion, d’ici quelques années. Le but étant d’atteindre deux objectifs : prendre la tête du secteur dans cette nouvelle technologie, et aider à atteindre l’auto-suffisance énergétique pour l’île de la Réunion.

Première centrale photovoltaïque flottante d’Europe, dans le Vaucluse.

La première centrale photovoltaïque d’Europe devrait être française.

L’entreprise Ciel & Terre a déposé un permis de construire sur un plan d’eau de 50 hectares une barge de 40.000 modules photovoltaïques, dans le Vaucluse, près du village de Piolenc. D’un budget de 35 millions d’euros, cette centrale de 12 MW devrait pouvoir produire 16 GWh/an. Cela représente la consommation annuelle de 5 à 6000 foyers français.

Ce serait la première fois qu’une installation de ce type se fasse en Europe, c’est une alternative intéressante pour ne pas recouvrir de grandes surfaces de terres agricoles. La faune marine n’en sera que peu affectée, d’autant que les panneaux ne prendront que le centre du plan d’eau, un bassin de carrière en fin d’activité. Cela pourrait être le point de départ d’une généralisation à d’autres plans d’eau, tels les retenues de barrages.

Quelle lampe choisir ? (3) : Bilan

La fin des ampoules à incandescence est en cours, il va falloir se tourner vers d’autres sources d’éclairage.

Alors, par quoi remplacer nos bientôt défuntes lampes à incandescence ? Fluocompactes? Halogènes? LED? Voici un petit tableau récapitulatif de leurs différentes caractéristiques.

Chacune de ces technologies est encore et toujours en cours d’optimisation, mais les premières versions sont déjà tout à fait capables de prendre le relais de nos ampoules à incandescence.

Rappelons l’objectif de cette révolution forcée : diminuer la consommation énergétique européenne. L’éclairage représenterait environ 10% de la consommation d’énergie totale. On estime que cette mesure pourrait permettre une économie d’énergie équivalente à la consommation de la Belgique.

Retour aux articles précédents : les Fluocompactes, les halogènes et les LED

Résultats Shell Eco Marathon 2011

Résultats de l’édition 2011. L’équipe de Polytech’Nantes, PolyJoule, s’est encore imposé dans sa catégorie.

Cette année encore l’équipe PolyJoule s’est imposé dans la catégorie Pile à combustible, en s’imposant avec 590 km/kWh, soit 5.136 km/litre. PolyJoule repousse cette année encore leur précédent record de 4896 km/litre. La belle histoire continue.

Cette année, c’est 187 équipes qui se sont présentées au Shell Eco Marathon Europe. Voici les vainqueurs dans les autres catégories :

• TUGraz (Autriche) dans la catégorie Moteur électrique, avec 843 km/kWh. L’équipe établi aussi le record du rejet de CO2 minimum : 0,545 g/km.
• Mecc-Sun (Politecnico di Milano – Italie) dans la catégorie Propulsion solaire : 1.108 km/kWh.
• MicroJoule (La Joliverie – France), partenaire de PolyJoule, dans la catégorie Moteur à combustion interne (essence) : 3688 km/kWh
• TIM INSA (Insa Toulouse – France), dans la catégorie Moteur à combustion interne (éthanol) : 2944 km/kWh
• DTU Roadrunners (Technical University of Denmark), dans la catégorie UrbanConcept (véhicules d’apparence plus classique), avec leur moteur à combustion à l’éthanol : 509 km/litre.
• ProTRon (Allemagne) a présenté le véhicule UrbanConcept le moins émetteur de CO2 : 2 g/km

Site de Polyjoule

Site du Shell Eco Marathon