Prix Nobel de Physique 2014 pour les LED

Les diodes électroluminescentes (LED), et en particulier celles qui émettent dans le bleu, viennent d’être récompensées par le prix Nobel de physique 2014, pour trois chercheurs : Isamu Akasaki et Hiroshi Amano (Nagoya, Japon) et Shuji Nakamura (Santa Barbara, Californie).

Au début des années 1990, les deux premiers ont été les premiers à obtenir, à partir de composants semi-conducteurs, une lumière bleue d’une grande intensité et stable dans le temps, là où elles étaient rouges et vertes depuis 1962. Nakamura a lui réussi à industrialiser le procédé pour pouvoir les produire en série.

L’apport des trois chercheurs a donc été de permettre d’obtenir des lampes à basse consommation, qui sont nettement moins consommatrices en énergie que les lampes à incandescence, et possède une durée de vie bien meilleure (voir article de 2011).

L’académie suédoise souligne dans son communiqué : “Le 20e siècle a été éclairé par les ampoules à incandescence, le 21e siècle sera éclairé par les lampes à LED”. L’éclairage consomme 20% de l’énergie mondiale, l’institut de physique de Londres a estimé récemment que cette technologie pourrait faire baisser cette valeur à 4%.

HydroQuest, le pari de la micro-hydroélectricité

Basé à Grenoble, l’entreprise HydroQuest lancera cette année son produit pour récupérer l’électricité des cours d’eau.

L’hydroélectricité est le domaine récupérant l’énergie des cours d’eau. La « micro » vise les petits cours où l’utilisation d’un barrage complet n’est ni rentable, ni judicieux. Au premier lieu des inconvénient des barrages, on trouve en effet : le coût du Génie civil, la modification des courants, le blocage des passages de la faune, l’inondation de terres par la création d’un réservoir.

Le projet HydroQuest est un bon exemple de l’avenir de ce secteur. Cette petite hydrolienne, se présente sous la forme de deux colonnes de turbines, à axes verticales. Modulable, elle est pensée pour une production à échelle industrielle, rapide à produire et facile à installer. Elle est facilement adaptable aux différentes situations : zones à profondeurs variables, positionnement en ligne ou éparpillée, différentes solutions d’ancrage.

Hydroquest et son équipe ont été primée de différents prix et son d’ors et déjà sélectionnées pour différents aménagement de fleuves et d’estuaires. L’entreprise a pour partenaires notamment Grenoble INP, EDF, et le CNRS.

L’année 2014 devrait être l’année 1 de son développement commercial. A noter que le potentiel mondial de l’hydroélectricité fluviale a été estimé à 3000 MW d’ici 2025.

Les énergies renouvelables dépasseraient le gaz pour la fourniture d’électricité d’ici 2016

L’AIE (Agence Internationale de l’Energie) a fait une conférence à New York en juin 2013 concernant les énergies renouvelables. Une information a fait l’effet d’une bombe : En 2018, les énergies renouvelables devraient fournir 25% de l’électricité mondiale. Inattendue d’autant que l’AIE, depuis 5 ans, annonce un âge d’or du gaz.

Aujourd’hui, elle prévoit que les renouvelables supplanteront le gaz dans le bouquet électrique dès 2016.

Notons que les énergies renouvelables sont portées à l’échelle mondiale par l’hydraulique et l’éolien, et particulièrement par la Chine (voir graphiques).

L’AIE en a profité pour annoncer que le développement des énergies renouvelables à travers le monde est en phase avec celui prévu dans le scénario « moins de 2°C » concernant le réchauffement climatique. A priori, une bonne nouvelle donc.

L’AIE trouve que certains signes sont particulièrement encourageants :

• l’accélération de la croissance dans le monde,
• la parité réseau sur certaines énergies dans différents endroits,
• les débuts prometteurs des énergies marines.

Mais elle souligne aussi quelques difficultés :

• le ralentissement des volontés politiques européennes,
• les lourdeurs administratives,
• la concurrence rude du charbon et du gaz de schiste américain,
• et enfin le soutien aux énergies fossiles (aides 6 fois plus importantes que pour l’ensemble des énergies renouvelables).

Rapport de projection des énergies renouvelables pour 2018 – AIE.

Lien entre l’énergie et le niveau de vie

Doit-on consommer toujours plus d’énergie pour mieux vivre ? Difficile de répondre à cette question. De plus, autant avoir une idée de la consommation d’énergie dans un pays n’est pas bien difficile (grâce au travail de l’AIE : Agence Internationale de l’Energie) autant juger de la qualité de vie est assez compliqué.

Le critère le plus communément admis pour comparer les pays selon leur niveau de vie est l’ IDH (Indice de Développement Humain), qui tient compte de trois paramètres :

1. Indice d’instruction : Le taux d’alphabétisation et la durée de scolarisation.
2. Indice sanitaire : L’espérance de vie à la naissance.
3. Indice économique : Le PIB réel par habitant et à parité de pouvoir d’achat.

Bien que critiqué (cet indice ne tient pas compte du ressenti de bien-être de la population, ou de la répartition des richesses par exemple), nous utiliserons cet indice pour cet article (données 2011 calculées par le Programme des Nations Unis du développement).

En représentant, l’IDH en fonction de la consommation d’énergie par habitant (en tonnes équivalent pétrole), nous obtenons :

D’un point de vue globale, tout d’abord, on voit que la courbe a une tendance logarithmique : L’IDH monte rapidement avec les premières consommations d’énergie, et fini par atteindre un plafond. Théoriquement donc, on peut tout à fait atteindre un bon niveau de vie sans avoir besoin d’augmenter encore et encore la consommation d’énergie par habitant. La zone la plus efficace est la zone en haut à gauche, avec un bon IDH pour une consommation d’énergie raisonnée.

Si on doit faire une comparaison par continent, on s’aperçoit que :

• Les pays européens sont globalement les plus efficaces.
• Les pays asiatiques ont des situations très variées.
• L’Amérique du Nord est très consommatrice avec un bon niveau de vie.
• L’Amérique du Sud a une consommation d’énergie limitée pour des IDH très variable.
• L’Afrique aurait bien besoin d »un peu d’énergie supplémentaire.

Dans le détail, on note certain points singulier : Certains pays comme l’Islande et le Qatar ont une consommation d’énergie particulièrement forte, étant donné les ressources naturelles dont ils disposent. Hong-Kong est le pays le plus efficace, le pays étant riche et particulièrement dense en population. L’Afrique du Sud, malgré que ce soit un des pays africain le plus consommateur en énergie, ne parvient pas à atteindre un bon niveau d’IDH.

Intéressant non ?

Le réchauffement climatique fait l’unanimité…

… du moins, au sein de la communauté scientifique.

J’ai encore entendu et lu récemment des personnes mettre en doute le réchauffement climatique. De manière gentille (« Il parait que le GIEC a fait une erreur ») aux plus agressives (« Réveillez-vous, c’est qu’un immense f… de g… »). Je ne compte pas les plus naïfs (« Pourtant il fait froid cet hiver… ») qui ont juste besoin d’un peu d’explications.

La preuve du consensus sur le réchauffement climatique ? Ce graphique, compilant les études admises et publiées par la communauté sur le réchauffement climatique anthropique (dues aux activités de l’homme) depuis 1991.

L’auteur a recherché sur la base « Web of Science » les articles publiés à ce sujet, il peut y avoir des erreurs mais la tendance est importante. En noir, les études qui accréditent la thèse, en rouge celles qui la rejettent.

Conclusion : Les scientifiques sont largement d’accord. Arrêtons d’accorder autant de crédibilité à ceux qui mettent en doute ce consensus.

La question n’est plus de savoir si le climat se réchauffe à cause de l’homme, mais de quelle manière et à quelle vitesse il le fait. Là, les débats sont intenses.

L’uranium, une énergie « fossile »… et donc épuisable.

L’uranium est assimilable à une énergie fossile : il ne se renouvelle pas. On l’oublie souvent, tout comme on oublie qu’il finira par y avoir épuisement des ressources nécessaire à la fission nucléaire. Ce qu’il faut savoir.

Il existe 3,3 millions de tonnes de réserves d’uranium prouvées et exploitable. L’uranium utilisé aujourd’hui provient pour les 2/3 de ces exploitations, les plus gros producteurs étant le Canada et l’Australie. Le tiers restant provenant de ressources secondaires, dont en premier lieu vient du déstockage nucléaire militaire des grandes puissances, Etats-Unis en tête.

La France exploitait aussi des mines, mais la dernière en date a fermé en 2001. C’est en revanche une entreprise française, AREVA, qui est le plus gros producteur au monde.

A quand le Peak Uranium ? A savoir le moment où la demande dépassera l’offre d’uranium ? Difficile de le savoir. Actuellement, on consomme 68.500 tonnes par an, pour une production de 53.700 tonnes. A ce rythme, on considère qu’il reste 70 à 90 ans de réserves mondiales, mais le Peak Uranium pourrait intervenir avant 2020. Et puisque le nucléaire se développe dans le monde, on peut imaginer être à sec d’ici 2050.

Ce point est intéressant au niveau de la politique énergétique à adopter sur le long terme : Etant donné qu’un réacteur à fission est prévue pour une durée de vie de 30 ans, il vaudrait mieux ne plus trop en construire prochainement.

Notons que le prolongement de cette ressource pourrait provenir, encore une fois, de la mer. On estime que 4 millions de tonnes existe dans les océans, mais il y est tellement dilué que le capter relève encore du parcours du combattant.

Bilan de l’éolien en 2011

Sur fond de crise économique, le marché de l’éolien a ralenti mais poursuit toujours sa progression.

En Chine, le plus gros marché au monde, 18000 MW ont été installé contre 19000 l’année précédente. Cela s’explique notamment par une volonté gouvernementale de mieux encadrer la croissance de leur marché. Les Etats-Unis ont eux installé 6810 MW (contre 5116 MW), le marché a repris des couleurs, mais on attend de savoir si le crédit d’impôt concernant l’énergie éolienne sera renouvellée fin 2012.

Du côté de l’UE, on comptabilise en 2011 environ 9,4 GW relié au réseau en 2011 (contre 9,9 en 2012, soit un ralentissement de 5,9%), portant la puissance installé dans l’UE à 94 GW, ce qui a tout de même permis d’augmenter en un an la capacité de production éolienne de 10% en Europe. Ce ralentissement s’explique par la crise économique et l’encadrement plus stricte dans les différents pays de l’UE, notamment en France, où le Grenelle II a eu un impact très négatif sur la filière.

En revanche ce qui se cache en Europe, c’est un décollage presque imminent de l’éolien offshore. Les phases de test arrivent à échéances, les marchés sont lancés, les fillières industrielles sont en phase de préparation et de coordination. Le Royaume-Uni est le plus actif, mais l’Allemagne arrive à grand pas, et la France lance ses industries. L’éolien offshore, représente ainsi 3,8GW installé pour l’année 2011 (+26%) et devrait atteindre une puissance installée au niveau européen de 9 GW d’ici 3 ans !

Au niveau de la production, l’éolien a fourni à l’Europe 172 TWh en 2011, contre 149 TWh lors de la décevante année 2010. Cela fait un taux de charge moyen de 22%. La production éolienne en Europe atteint ainsi 5% de la production d’énergie totale. Chaque européen a donc utilisé pour 373 kWh d’électricité éolienne par an, en moyenne (soit grossièrement l’équivalent de la consommation d’un frigo).

Les hydrates de méthane

Les recherches accélèrent pour récupérer ces nouveaux hydrocarbures., qui représentent toutefois un danger important.

Les hydrates de méthane se forment dans certaines conditions spécifiques, coincées dans la glace, dans les régions arctiques ou dans les sédiments marins (à moins 500m). Potentiellement, les ressources des hydrates de méthane représentent deux fois les ressources de pétroles et de charbon réunies. Les hydrates de méthane sont probablement la dernière ressource d’hydrocarbure capables d’assurer, à ce rythme de consommation, notre avenir énergétique.

Pour exploiter ce gaz, une nouvelle méthode est testée sous la houlette des ministères des énergies américains et japonais. Pour ne pas fragiliser les couches de glace, on injecte du CO2 en remplacement du méthane compris dedans, autrement dit en retirant du gaz, on stocke dans le même temps du CO2 nocif pour l’atmosphère : à la fois intéressant écologiquement et financièrement pour les plate-formes.

Toutefois, ce type d’exploitation nécessiterait un contrôle parfait pour éviter une fragilisation des sols, ou un rejet massif du méthane dans l’atmosphère (qui a un impact bien plus fort que le CO2 sur l’effet de serre). Si cela arrive, le naufrage d’un pétrolier passerait pour propre en comparaison.

Cette actualité montre surtout que l’augmentation du prix des hydrocarbures classiques, la peur du nucléaire, et l’augmentation toujours croissante des besoins autorisent à présent une recherche de ressources beaucoup plus chères à l’exploitation, et plus polluantes aussi.

Non à ACTA !

Un accord menaçant gravement les libertés d’expression, entre autre sur internet, est débattu en Europe.

[ Note : Une fois n’est pas coutume, voici un article sans lien avec l’énergie. Le sujet est suffisamment sérieux et encore trop peu connu des populations, car globalement occultés par les grands médias. ]

[MAJ : Le traité ACTA a été rejeté par l’UE, le 4 juillet 2012. Une bonne nouvelle, mais attention, d’autres traités équivalents semblent être toujours sur les rails…]

L’ACTA, accord anti-contrefaçon, est un traité discuté et négocié entre un certains nombre d’acteurs des gouvernements et des marchés. En passe de ratification dans l’ensemble du monde. Le problème est que ce texte fait peur.

Système démocratique bafoué, flicage d’internet, sanctions hors système juridiques, domaines larges et vagues, pouvoir des Etats affaibli… (lire l’article complet)

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.