Le stockage d’énergie par air comprimé prêt à remplacer les batteries au plomb

Stocker de l’énergie solaire et éolienne n’est pas toujours simple. Quand le vent souffle fort, par exemple, les éoliennes produisent plus d’électricité que les habitants n’en ont besoin. Il s’agit de stocker cet excédent énergétique et de le restituer lorsque le vent faiblit. Enairys Powertech, une start-up en cours de création, a développé une méthode pour stocker et restituer l’énergie par air comprimé.
L’ingénieur et fondateur d’Enairys, Sylvain Lemofouet, a conçu avec le professeur Alfred Rufer, directeur du Laboratoire d’électronique industriel de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et le professeur Daniel Favrat, directeur du Laboratoire d’énergétique industrielle, une batterie qui ne contient pas de métaux lourds. Explications de Sylvain Lemofouet : « L’air, comme tous les gaz, est compressible. En d’autres termes, il peut prendre le volume qu’on lui impose. En l’obligeant à occuper un plus petit espace, sa pression augmente et crée un potentiel d’énergie comparable à l’élévation de l’eau dans un barrage hydroélectrique. »
Le stockage d’énergie par air comprimé n’est en soi pas nouveau mais cette technique n’a pour ainsi dire jamais été exploitée, du fait du faible rendement des machines à air existantes. En effet, l’air s’échauffe quand on le comprime et cette chaleur, une fois évacuée, génère des pertes importantes. La quantité d’énergie récupérée à la détente de l’air est faible par rapport à celle qui a été initialement stockée. On parle d’un rendement de l’ordre de 20 à 30%.
La machine à air comprimé d’Enairys fonctionne non pas avec un piston mécanique mais grâce à un concept de compression et de détente d’air basé sur le principe du « piston liquide ». L’eau refroidit l’air pendant la phase de compression et le réchauffe pendant la phase de détente permettant de réduire les pertes thermiques au minimum et donc d’avoir un bien meilleur rendement. Dans le système d’Enairys, l’électricité est employée pour comprimer l’air en alimentant un moteur électrique couplé à un compresseur hydropneumatique.
L’air est ensuite stocké dans des bonbonnes, reliées les unes aux autres. Lorsqu’il y a une demande en électricité, l’air comprimé est utilisé pour faire tourner la même machine hydropneumatique et entraîne la machine électrique qui fonctionne alors en alternateur pour reproduire du courant. « Le rendement énergétique de notre système est de l’ordre de 60-65% et s’approche ainsi du rendement des batteries au plomb qui est de 70% », souligne Sylvain Lemofouet.
Le grand avantage d’un tel système est qu’il est écologique et économique. Aujourd’hui, le stockage de l’énergie solaire ou éolienne se fait par des batteries d’accumulateurs électrochimiques. Celles-ci contiennent des métaux lourds qui sont polluants. En outre, leur durée de vie n’est que de quelques années. « Sur le long terme, notre système est moins coûteux », précise l’ingénieur.
Des brevets ont été déposés par l’EPFL et Enairys en détient une licence exclusive. Le premier prototype est aujourd’hui terminé. La start-up développe un prototype industriel qui servira de démonstrateur. De telles installations seront essentiellement destinées à l’alimentation en énergie d’applications autonomes en région isolées à partir de panneaux photovoltaïques et d’éoliennes par exemple, ou encore comme alimentation de secours pour les applications sensibles connectées à des réseaux électriques instables.
« Nous visons également le marché de la production d’air comprimé à haute pression et à plus long terme celui des voitures urbaines à air comprimé », souligne Sylvain Lemofouet qui recherche actuellement 0,5 million de francs pour développer les premiers produits commerciaux. Puis, il devra encore lever entre 2 à 3 millions de francs pour passer à la phase d’industrialisation.
Le projet a déjà bénéficié de plusieurs aides. Coup de cœur du jury lors du trophée Perl 2008 (Prix Entreprendre Région Lausanne), Enairys a également été primé par Venturelab et bénéficie du coaching de la CTI Start-up. Le marché du stockage énergétique est bel et bien présent. Selon le cabinet de recherche Lux Research, le marché est estimé à 60 milliards de dollars.
Source : http://www.letemps.ch/template/recherche.asp?page=rechercher&contenupage=identification&types=search&artID=234720

Efficacité énergétique : l’Europe s’attaque au mode « veille » des appareils électriques

Les États membres de l’Union ont approuvé la proposition de règlement de la Commission européenne visant à réduire la consommation d’électricité, en mode veille, des appareils électroménagers et des équipements de bureau

Ce règlement découle de la directive 2005/32/CE sur l’éco-conception des produits. Il fixe les exigences d’efficacité énergétique que devront respecter tous les produits commercialisés en Europe dans le but de diminuer de 73 % d’ici à 2020, la consommation d’électricité en mode veille de ces appareils dans l’Union.

Le règlement proposé s’applique à tous les appareils électriques utilisés à la maison et au bureau tels que les téléviseurs, les ordinateurs, les fours à micro-ondes, etc. Suivant les fonctionnalités du produit, la consommation maximale autorisée en mode veille sera limitée à 1 ou 2 watts d’ici à 2010. À compter de 2013, le niveau de consommation électrique admissible sera abaissé à 0,5 watt ou 1 watt, un seuil proche des niveaux réalisables avec les meilleures techniques disponibles. Les modalités de mise en œuvre graduelle laissent aux fabricants le temps nécessaire pour adapter leurs produits aux nouvelles exigences, explique la Commission.

À l’heure actuelle, la consommation d’électricité liée aux veilles des appareils avoisine les 50 TWh par an dans l’Union européenne. Selon un rapport publié par le service scientifique interne de la Commission européenne en 2007, cette consommation est en hausse : usage généralisé d’appareils comme le lave-vaisselle, le sèche-linge ou encore le climatiseur, essor de l’électronique grand public et des équipements informatiques et de communication, augmentation du nombre d’appareils détenus en double ou en triple exemplaire dans les ménages...

En l’absence de toute action politique visant à contrer cette tendance, la Commission estime que cette consommation devrait encore augmenter fortement au cours des vingt à trente prochaines années. À travers ce règlement, la Commission espère ainsi ralentir cette progression. La réduction de 73 % de consommation prévue par ce texte équivaut à la consommation annuelle d’électricité du Danemark et représente une économie d’environ 14 millions de tonnes d’émissions de CO2 par an.

Source : http://europa.eu/index_fr.htm

Un projet de peinture solaire au Pays de Galles

Aujourd'hui à la pointe du secteur de l'énergie solaire et photovoltaïque, le Pays de Galles vient de découvrir la possibilité de développer une peinture « solaire »

Une fois appliquée sur des surfaces métalliques, elle serait capable d'absorber l'énergie de rayons lumineux, même de faible intensité, et de la transformer en courant électrique. Cette innovation récente vient conforter la position du Pays de Galles comme pionnier dans ce secteur. L'importance des ressources techniques et universitaires a déjà séduit deux entreprises leaders, G24i et Sharp.

En observant la façon dont la peinture réagissait au contact du soleil, un doctorant de l'Université de Swansea au Pays de Galles est parvenu à développer une peinture permettant d'absorber l'énergie solaire. Cette peinture « solaire » vise à être utilisée sur des surfaces métalliques, telles que le bardage dans la construction des bâtiments. Alors que traditionnellement la technologie photovoltaïque repose sur le silicium, cette innovation, basée sur la fusion de la peinture et de la surface métallique, représenterait un moyen de produire de l'énergie solaire à un coût bien moins important.

Ce projet bénéficie de l'appui du Conseil gallois sur la recherche en sciences physiques (Physical Sciences Research Council) qui est prêt à le subventionner à hauteur de deux millions d'euros. La prochaine étape vise à commercialiser ces matériaux photovoltaïques qui pourraient être utilisés par la sidérurgie. L'équipe de Swansea va ainsi collaborer avec le fabricant d'acier Corus Colours, situé à Deeside aux Pays de Galles, pour développer les techniques les plus performantes d'application de peinture photovoltaïque sur les surfaces métalliques.
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Source : http://www.plein-soleil.presse.fr/VisuNews.asp?Id=1618

Record mondial pour un câble électrique supraconducteur

C'est une inauguration d'un genre particulier qui a eu lieu le mercredi 25 juin, sur l'île de Long Island (New York)

Pas de bâtiment officiel, pas de stade, pas de monument, mais... trois câbles. Trois câbles électriques très spéciaux, parce que supraconducteurs : l'électricité qui les parcourt sur 600 mètres n'y rencontre aucune résistance. Cette propriété curieuse, mise en évidence en 1911, nécessite toutefois une très basse température, de l'ordre de - 200° C dans le cas présent, condition difficile à obtenir.

Le câble inventé par le français Nexans - numéro un mondial du secteur - pour le compte de l'opérateur américain Long Island Power Authority, est donc un bijou de technologie de 15 cm de diamètre. Au coeur de cette nouveauté, un ruban de seulement 4 mm de largeur, une matrice d'argent sur laquelle sont "brodés" des filaments supraconducteurs à base de bismuth. Autour coule le liquide réfrigérant, de l'azote liquide. L'enveloppe cryogénique, qui empêche l'ensemble de se réchauffer, est réalisée avec un système de deux tubes concentriques séparés par un excellent isolant : le vide.

300 000 FOYERS ALIMENTÉS

"Il s'agit du câble supraconducteur de transport électrique le plus long et le plus puissant du monde", résume Jean-Maxime Saugrain, directeur de l'activité supraconducteurs chez Nexans. La liaison doit alimenter en électricité quelque 300 000 foyers avec une tension de seulement 138 000 volts, alors qu'avec un câble traditionnel, il faudrait tripler la tension pour transporter une puissance équivalente. Comme le souligne Jean-Maxime Saugrain, "le but de la manoeuvre, c'est de montrer la faisabilité du système, mais aussi d'éviter de tirer une ligne aérienne à haute tension de 345 000 volts", avec tous les inconvénients que cela suppose dans un milieu fortement urbanisé. "Le câble supraconducteur ne génère, par construction, aucun champ magnétique, poursuit Jean-Maxime Saugrain. Il n'a donc aucun impact électro-magnétique sur l'environnement. Il n'y a pas non plus d'impact thermique, à la différence d'un câble standard, qui chauffe et dont il faut évacuer la chaleur."

Les avantages d'un système supraconducteur sont multiples : placé dans les points stratégiques du réseau, il permet de le désengorger et d'éviter qu'il s'effondre en cas de demande subite ; à la différence des lignes à haute tension, les câbles peuvent être tirés dans des conduites existantes, sur des ponts ou dans des tunnels de service, à condition toutefois d'installer des stations de refroidissement tous les 5 kilomètres ; par son absence de champ magnétique et son absence d'échauffement, il répond aux attentes des protecteurs de l'environnement.

Reste la question du prix. L'installation de Long Island a coûté 50 millions de dollars - "essentiellement en coût de développement", précise M. Saugrain. Nexans, qui compte une longueur d'avance sur ses concurrents, le japonais Sumitomo et l'américano-danois Ultera, travaille déjà sur une version plus commerciale, pour minimiser les coûts. Une quatrième ligne devrait être tirée à Long Island en 2010, avec un supraconducteur à base d'yttrium, moins cher que celui au bismuth.

Source : http://www.lemonde.fr/sciences-et-environnement/article/2008/06/24/record-mondial-pour-un-cable-electrique-supraconducteur_1062158_3244.html?xtor=RSS-3244

Afrique : Des cheminées solaires géantes pour produire une énergie propre et économique

Le plus grand projet de centrale solaire aérothermique au monde est actuellement à l’étude dans plusieurs universités allemandes

Une cheminée solaire de 1500 m de haut, d’une capacité de 400 MW, associée à des plantations assurant une séquestration de CO2 importante, devrait voir le jour en Namibie et proposer l’énergie renouvelable la moins chère du marché mondial.

Plusieurs équipes de chercheurs allemands, mettent au point, à la demande de l’énergéticien namibien NamPower, une centrale solaire aérothermique de 1500 m de haut. « The Greentower » est une immense serre circulaire en verre de 25km² qui chauffe l’air au sol afin de créer un courant chaud dans une cheminée centrale dotée de turbines. La nuit, la chaleur résiduelle émise par le sol suffira à maintenir la production.

L’installation devrait avoir une capacité de 400 MW, et offrirait l’énergie durable la moins chère du marché : 1,5 centime d’euros/kWh entre 30° nord et sud et 2,0 centimes d’euros/kWh en moyenne aux latitudes européennes. En plus de la production d’énergie, la serre accueillera également des plantations particulièrement voraces en CO2, qui séquestreront 5 fois plus de CO2 que n’en produit une centrale à charbon de capacité équivalente. But du jeu, proposer la première source d’énergie véritablement neutre en carbone. Par ailleurs, 30 000 emplois devraient être créés autour de la centrale. Reste à trouver les investisseurs, pour couvrir un coût global d’environs 600 millions d’euros. Les promoteurs du projet assurent un retour sur investissement de 50 %, très alléchant sur un marché de l’énergie en crise.

Source : http://www.innovationlejournal.com/spip.php?article2807

Appel de scientifiques internationaux en faveur de l’énergie photovoltaïque

Une cinquantaine de scientifiques internationaux ont lancé à Paris un appel en faveur d’une meilleure prise en compte de l’énergie solaire photovoltaïque dans les grands choix énergétiques mondiaux

"Nous, scientifiques de différents domaines, considérons que l’électricité solaire photovoltaïque doit être un élément clé de la réponse qui doit être apportée dès maintenant pour répondre aux défis énergétiques, environnemental et climatique", indique le texte rendu public lors d’un point de presse à Paris.

Les chercheurs signataires - notamment allemands, français, japonais, américains - réclament le lancement d’une "action internationale coordonnée de très grande ampleur" pour accélérer le développement de cette filière. "Le photovoltaïque est complètement sous-estimé au niveau de ses capacités dans les grandes instances internationales", a souligné Daniel Lincot, directeur de recherche au CNRS, à l’origine de cet appel. "Je regrette par exemple que le G8 n’ait pas parlé de photovoltaïque", a ajouté M. Lincot, qui présidera la Conférence européenne sur l’énergie photovoltaïque qui aura lieu en septembre 2008 à Valencia en Espagne.

Les ministres de l’Energie des pays industrialisés du G8, qui se sont réunis à Aomori au Japon avec trois puissances économiques asiatiques (Chine, Inde, Corée du Sud), ont fait part de leur inquiétude concernant la flambée des prix du pétrole et réclamé une augmentation de la production.

L’énergie solaire photovoltaïque représente à ce jour une part infime du total de l’électricité consommée mondialement. La production mondiale enregistre cependant depuis quelques années des taux de croissance élevés. Selon l’Observatoire des énergies renouvelables (Observ’ER), elle est passé de 2.474 Mégawatts-crête (MWc, l’unité de puissance utilisée pour les cellules photovoltaïques) en 2006 à 3.733 MWc en 2007, soit une hausse de 50 %.

Source : AFP

Une éolienne flottante géante bientôt testée au large de la Norvège

La compagnie pétrolière norvégienne StatoilHydro va tester la première éolienne flottante géante

Pour ce dernier, un modèle réduit de trois mètres de haut a déjà été testé avec succès dans un bassin à vague à Trondheim. D’un coût de plus de 50,9 millions d’euros, il démarrera en grandeur réelle à l’automne 2009 en mer du Nord, au sud-ouest de la Norvège, à 10 kilomètres de l’île de Karmøy. Equipé de ballasts, la tour de 65 mètres de haut supportera des pales de 82,4 mètres de diamètre. Sa puissance nominale est de 2,3 MW pour un poids total de 138 tonnes. Une telle éolienne devrait pouvoir produire pplus de 9 millions de kWh par an, de quoi alimenter 2500 foyers en électricité.

Construite à terre puis remorquée sur son site final, ce type d’éoliennes présente de nombreux avantages. Contrairement à leur sœur fixe, contrainte de rester près des côtes, elles peuvent être mises en place au grand large, à des miles nautiques des côtes. La seule petite limite est le câble d’alimentation.

Elles profitent ainsi de vents plus constants, plus forts et moins turbulents. On améliore ainsi le rendement, la taille de l’éolienne n’étant pas limitée par le support mais par la flottaison, ces éoliennes pourraient atteindre 200 mètres de haut. Alexandra Bech Gjørv, chef de la division nouvelle énergie de StatoilHydro, précise : « si nous y parvenons, alors nous aurons fait un grand pas pour l’industrie éolienne offshore ». la Norvège, avec ses 2.500 kilomètres de côtes a théoriquement la capacité de générer 14.000 terawatt heure (TWH) d’énergie par an. En comparaison, la Norvège produit seulement 2.300 TWH par an à partir de son industrie pétrolière.

Source : http://www.technologyreview.com/Energy/20854/?nlid=1124