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MODELE DE PAIX ET MODELE DE DEVELOPPEMENT QUELQUES REFERENCES AFRICAINES OU MONDIALES

SCIENCE, TECHNOLOGIE ET DEVELOPPEMENT


Publié le 04/08/2014 à 00:53:23
SCIENCE/ TECHNOLOGIES/ ENERGIE : des perspectives saisissantes




1 – « Des technologies de bio-ingénierie dignes de séries télévisées : Organes sur puces, mouches et termites robotiques, impression 3D de batteries miniatures, si ces technologies semblent tout droit sorties d'un film de science-fiction, elles sont pourtant bien réelles pour les équipes du Wyss Institute. Ce laboratoire de recherche de Harvard à Boston est très atypique et marque tant par l'originalité de ses projets de recherches que par son mode de fonctionnement en termes d'objectifs et de management. Après quatre années de fonctionnement, un point sur ce bel exemple de centre de recherche de premier plan à l'américaine. »


  


2 – « Imaginez que l’on ouvre la porte d’un sous-marin navigant à 50 mètres sous la mer. L’élément liquide s’y engouffrerait avec une grande force, comme le montrent de nombreux films catastrophe américains. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est en effet de 1 bar. A 10 mètres de profondeur, à la pression atmosphérique s’ajoute la pression hydrostatique de 1 bar liée à la colonne d’eau. La pression augmente ensuite de manière linéaire. A 50 mètres de profondeur la pression est ainsi de 6 bars. Exploiter ce gradient de pression entre les profondeurs de la mer et la surface pour stocker/restituer l’énergie électrique est au cœur de l’approche de la start-up SubHydro AS en collaboration avec le SINTEF, le plus grand centre de recherche scientifique de toute la Scandinavie et basé à Oslo en Norvège. »

   

 


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1 - La bouteille qui transforme l'air en eau

 

Basée sur la captation de l’eau dans l’air, cette technologie pourrait révolutionner l’accès à l’eau potable. C’est un petit scarabée vivant dans le désert de Namibie qui est à l’origine du concept de cette bouteille. En effet, celui-ci a la capacité de pouvoir condenser à sa surface les particules d’eau existantes dans l’air. Il suffit à l’ingénieux coléoptère de gravir une dune, d’exposer sa carapace face au vent pour récolter jusqu’à 12% de son poids en eau ! Ceci n’a rien de magique. Voilà l’explication. Sa carapace est recouverte de minuscules bosses, au sommet hydrophile. Une fois captée, la gouttelette d’eau se dépose et vient s’ajouter aux autres précédemment captées. Plus fort que le chameau, ce scarabée se promène avec ses propres récupérateurs d’eau sur le dos. 

  

 

 

Deckard Sorensen a l’idée de s’en inspirer pour fabriquer une bouteille capable de capter l’eau de l’atmosphère et de se remplir toute seule. Il s’associe pour fonder l’entreprise NBD Nano, le nom étant l’acronyme de Namib Beetle Desert, en hommage à l’insecte. NBD Nano a donc fabriqué un capteur dont la surface alterne les zones hydrophiles et hydrophobes. L’eau est attirée grâce à des nanoparticules de silicium tandis que des polymères constituent les parties hydrophobes. Pour simuler le vent, quoi de mieux qu’un mini-ventilateur ? Celui-ci permet de créer le flux d’air nécessaire pour faire se rencontrer l’eau et la surface. 

 

Ce système se présente sous la forme d’un bouchon qui sert à refermer une bouteille de champagne ouverte. Il se place au niveau du goulot, de façon à ce que l’eau collectée s’écoule dans la bouteille. D’ailleurs, le concept ne se limite pas aux bouteilles mais pourrait s’étendre à des surfaces plus grandes comme des toitures, des voilures ou tout dispositif permettant la collecte des gouttelettes d’eau. Le prototype est censé collecter entre 0.5 et 3 litres par heure, ce qui serait exceptionnel. Pas encore commercialisé, ce procédé pourrait enfin donner l’accès à l’eau potable à toutes les populations, même celles habitant des zones désertiques ou frappées régulièrement par la sécheresse.

 

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique/ 16 avr. 2014

 

http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/environnement-thematique_191/la-bouteille-qui-transforme-l-air-en-eau-article_283850/

 

 


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2 - Innovation et valorisation de la recherche : Des technologies de bio-ingénierie dignes de séries télévisées

 

Organes sur puces, mouches et termites robotiques, impression 3D de batteries miniatures, si ces technologies semblent tout droit sorties d'un film de science-fiction, elles sont pourtant bien réelles pour les équipes du Wyss Institute. Ce laboratoire de recherche de Harvard à Boston est très atypique et marque tant par l'originalité de ses projets de recherches que par son mode de fonctionnement en termes d'objectifs et de management. Après quatre années de fonctionnement, un point sur ce bel exemple de centre de recherche de premier plan à l'américaine.


 


Le Wyss Institute - Un nouveau modèle
Le Wyss Institute (ou de son nom complet, le Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University) est né en 2009 du don de 125 millions de dollars de l'entrepreneur et homme d'affaire suisse Hansjörg Wyss à l'Université de Harvard (don qu'il a récemment doublé pour atteindre la somme totale de 250 millions de dollars) [1] [2]. L'Institut, qui profite naturellement de collaborations avec Harvard ainsi qu'avec l'ensemble de l'écosystème des sciences de la vie autour de Boston, se concentre sur des projets de bioingénierie à très fort potentiel mais jugés trop risqués pour être abordés par des industriels, ou même d'autres laboratoires de recherches ou les thésards et autre post-docs doivent publier pour survivre.

Mary Tolikas, directrice des opérations, décrit le Wyss comme étant une "plateforme d'innovation, de collaboration et de transfert de technologie dont la mission est de développer des prototypes proches de l'industrie et inspirés par la nature". En effet, le succès de la structure est autant atteint grâce aux critères d'excellence technique que par la commercialisation des technologies, via par exemple la création de startups ou des licences de propriété intellectuelle. Pour cela, l'Institut intègre des équipes composées de collaborations entre divers partenaires de tous horizons académiques, cliniques et industriels. Le Wyss profite de plus de collaborations avec des organismes gouvernementaux tels que l'agence américaine pour la recherche appliquée à la défense (DARPA ou Defense Advanced Research Projects Agency) et de la Food and Drug Administration (FDA). Le Wyss bénéficie également de relations privilégiées avec des groupes de capital risque.

Mary Tolikas est issue d'un parcours industriel très en phase et représentatif des objectifs du Wyss. Après un PhD et un MBA au MIT dans les années 90, elle créée une startup basée sur la modélisation et la simulation de circuits électronique, une technologie très novatrice à l'époque. Suite au rachat de son entreprise, elle poursuit ensuite une carrière dans l'industrie pour finalement rejoindre l'équipe du centre de recherche bostonien. Aujourd'hui, son expérience industrielle lui permet de développer des projets à hautes composantes techniques et scientifiques tout en gardant à l'esprit l'importance d'une finalité commerciale/industrielle, au coeur des valeurs du Wyss Institute.

En termes d'organisation, l'institut structure ses recherches autour de plusieurs plateformes technologiques dont le but est d'encourager les synergies entre équipes. On recense par exemple des plateformes sur les systèmes bios-mimétiques, les matériaux avancés, ou la robotique bio-inspirée. Chaque plateforme regroupe des équipes multidisciplinaires composées de chercheurs et ingénieurs d'origines très variées. En effet, l'intérêt (et le challenge) à la base de la bioingénierie est de réussir à développer des systèmes qui sont par nature à l'intersection de plusieurs domaines scientifiques (par exemple la biologie, la robotique, l'informatique, la génomique, etc.).


En plus de la variété des profils scientifiques, chaque équipe intègre des personnes aux profils commerciaux afin de toujours garder un oeil sur la finalité industrielle des technologies développées. Les trois piliers que sont la recherche, le management et le business développement travaillent de concert pour porter à maturité les projets et définir ensuite la bonne stratégie de commercialisation.



 

 

Des projets exotiques à fort potentiel
La plateforme focalisée sur les microsystèmes biomimétiques comporte un projet majeur : les organes sur puces (ou Organ-On-Chip) [3]. Les chercheurs de l'institut conçoivent des puces qui simulent la microarchitecture et les fonctions des organes d'êtres vivants, tels que le poumon, le coeur, et l'intestin. A terme, l'objectif de ce projet (élaboré en collaboration avec la FDA [4]) est de devenir une alternative aux essais traditionnels sur animaux. En effet, les études précliniques requièrent plusieurs années d'efforts et l'analyse d'un composé dans ces phases peut coûter plus de 2 millions de dollars. D'autre part, sacrifier de nombreux animaux dans des recherches qui, souvent, ne permettent pas de prévoir ou ne sont pas bien corrélées avec les réponses de l'être humain, ne semble pas satisfaisant si des expériences faisant intervenir des cellules dans des organes sur puces permettent d'aboutir à des résultats similaires. Ce qui est en cours de démonstration. L'idée finale est de pouvoir reproduire le métabolisme de l'ensemble des organes du corps humain via une mise en série (ou en parallèle) dans un réseau des Organ-On-Chip. Arrivera-t-on ainsi à simuler des essais cliniques in vitro ?

Autre exemple, d'un projet le Robobee est un minuscule robot/mouche bio inspiré (voir photo ci-dessous). Ces minirobots pourraient travailler en essaim et être utilisés dans des missions de sauvetage ou même remplacer les abeilles classiques pour des fins de pollinisation [5]. Si le système autorise aujourd'hui des vols stationnaires et latéraux, le réel enjeu de cette technologie est d'élaborer une source d'énergie légère avec une forte autonomie, compatible avec les dimensions du Robobee.

  


Un espace au premier étage du WYSS Institute est dédié à la présentation des différents projets du WYSS. Ici, la célèbre Robobee accompagnée d'une version agrandie de sa structure auto assemblée
Crédits : MS&T

  

Un autre projet qui dépend de la plateforme des matériaux intelligents consiste en un revêtement de surface qui repousse à peu près tous les liquides, de l'huile, de l'eau ou même du sang. Ce type de technologie appelée SLIPS pour Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces possède un très grand nombre d'applications dans des domaines aussi variés que l'augmentation de l'efficacité énergétique des systèmes de réfrigération, la prévention de l'encrassement des usines de traitement des eaux et des déchets, ou encore la prévention de la coagulation dans les appareils de transfusion sanguine, domaine très intéressant pour la DARPA qui participe au financement du projet [6].

D'autres projets existent encore tels qu'un matelas vibratoire qui détecte l'apnée des nourrissons ou encore un projet d'étude sur la compréhension du comportement collectif des termites. Une chose est sûre, les équipes du WYSS ne manquent pas d'imagination dans le choix de leurs projets.

 

Une structure qui n'a pas froid aux yeux
Ce qui fait la richesse et la particularité du WYSS, c'est bien la qualité et l'hétérogénéité des personnes qui y travaillent, mais c'est également la forme de management adoptée par l'équipe dirigeante.

Rémi Villenave, post doctorant français et collaborateur sur la plateforme technologique dédiée aux Organ-On-Chip décrit une très grande liberté de travail : "on est très souvent sollicités par différentes équipes qui trouvent constamment de nouvelles idées, et le management nous laisse une grande liberté sur le choix de nos projets". Mary Tolikas quant à elle nous explique qu'au-delà des projets en eux même abrités par le Wyss, un accent est mis sur les projets et idées naissantes des ingénieurs : "chacun est libre d'expérimenter, ainsi que d'échouer sur les idées qui les intéressent le plus personnellement, le choix d'un projet à pousser ou à stopper intervient plus tard dans la chaine de décision".

On retrouve les deux idées fondamentales : l'accent sur les synergies issues d'équipes multidisciplinaires et une forte propension à la prise de risque. Si l'on pourra bien sûr avancer l'argument des (considérables) moyens financiers dont l'institut dispose pour justifier cette liberté dans la prise de risque, on retrouve malgré tout une idée récurrente dans la culture américaine : la valorisation de l'échec. Le Wyss Institute met à disposition des équipes les moyens nécessaires au développement des technologies de demain, tout en prenant en compte une composante importante : le risque et la possibilité d'échec sont souvent proportionnels au potentiel d'une technologie. Sans compter M. Wyss qui arpente régulièrement les couloirs de sa création.

 

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/75749.htm

 

 

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3 - Quatrième révolution industrielle : 3 projets d'usine du futur

 

L'usine de demain intégrera des robots de nouvelle génération qui réaliseront des tâches de plus en plus complexes. Ils seront connectés à Internet, en contact avec des puces RFID qui leur transmettront des consignes. Les lignes de productions seront optimisées, les process davantage automatisés. Ajoutez à cela le développement du travail robotique collaboratif et voyez la « quatrième révolution industrielle » pointer le bout de son nez. L'interface homme-machine ainsi que la robotique sont plus que jamais au coeur de l'usine du futur. Il s'agit d'ailleurs d'un des trente-quatre plans industriels lancés en 2013. Comme il est écrit, « la robotique est une des clés pour maintenir et relocaliser la production et l’emploi industriel en France. » Le gouvernement y croit dur et souhaite, grâce au plan, équiper 250 PME.

Voici quelques-uns de ces projets - pas nécessairement français -, en place, à l'état d'expérimentation où à venir.

 

 


3.1 - Une usine expérimentale pour assembler l'E-Fan

Le premier vol officiel de l'E-Fan, un petit biplace tout électrique a eu lieu il y a à peine un mois à l'aéroport de Bordeaux-Mérignac. Il a semble-t-il enchanté le ministre de l'Économie, du Redressement productif et du Numérique, Arnaud Montebourg, qui l'a décrit comme une « révolution aéronautique ».

L'appareil se destine à un marché ciblé: celui des écoles de pilotage du monde entier. En tout, pas moins de 650 000 pilotes devraient être formés d'ici vingt ans. Cela nécessite donc un paquet d'avions-écoles, 21 000 selon Arnaud Montebourg. 

La production de l'E-Fan doit débuter fin 2017 dans une usine expérimentale, basée à Mérignac. Au sein de sa surface de 1 500 mètres carrés, elle abritera des méthodes de production innovantes, dont la cobotique ou la coopération « entre un opérateur humain et un système robotique » est l'un des points importants avec la réalité augmentée. Ce sont à peu près 80 appareils qui devraient sortir de ses bancs de production tous les ans. La création de l'usine de construction de l'E-Fan pourrait engendrer quelque 350 emplois indirects locaux. 

 

 


3.2 - Les robots dirigés par des puces RFID

En mars 2013, le Centre de recherche allemand sur l'intelligence artificielle (DFKI) a présenté au salon Cebit de Hanovre une usine miniature intelligente qu'elle souhaite mettre en place d'ici 2020; symbole de la « quatrième révolution industrielle ». 

L'usine produira des badges plastiques. À cela, rien d'extraordinaire. Ce qu'il y a d'intéressant en revanche, c'est que chacune de ces pièces est munie d'une puce RFID (radio-identification) permettant à l'objet en cours de fabrication de communiquer avec celui qui le fabrique: en l'occurrence des automates. 

Concrètement, cela signifie que les puces RFID peuvent donner des instructions aux machines, comme par exemple la langue que le graveur doit inscrire sur le badge, sa couleur, sa forme... Ainsi la gestion se fait en temps réel et va dans le sens d'une plus grande flexibilité. 

 

 


3.3 - L'industrie automobile au rang des pionniers

Les robots industriels sont très répandus dans le secteur automobile. Il semble donc normal qu'ils suivent les progrès technologiques de ces derniers pour les intégrer dans leurs usines. Preuve en est avec le groupe Volkswagen. L'année dernière, le constructeur automobile a en effet équipé l'un de ses centres de production de moteurs d'un cobot nommé UR5. Ce dernier a pour but d'ôter les tâches pénibles et répétitives, où à faible valeur ajoutée qui incombent généralement aux ouvriers.

Le directeur du secteur Industrie de Siemens France, Vincent Jauneau, estime que le secteur automobile sera un pionnier en ce qui concerne la « quatrième révolution industrielle ». Il entrevoit un futur dans lequel la production sera réactive, rapide et paramétrable. Les robots, lorsqu'ils seront capables d'user à bon escient des données, permettront de réduire les factures énergétiques et augmenter la productivité.

 

 


Que devient l'homme ?

Les robots ont de l'avenir, c'est certain. Toutefois, l'usine sans hommes n'est pas pour demain, rassurons-nous. Les robots sont là pour effectuer les tâches répétitives les moins intéressantes, mais nécessitant de la précision. La nouvelle vague de robotisation soulignera au contraire les qualités de nos ingénieurs en leur apportant davantage « de tâches à valeur ajoutée », c'est en tout cas ce que pense l'ancien directeur industriel d'Air Liquide Emmanuel Julien. Quant à Frédéric Sanchez, coresponsable du plan « usines du futur », il dit lutter pour « une usine où l'homme sera placé au cœur, et pas pour des usines totalement automatisées, comme en Allemagne ou au Japon ». 

 

 


Hommes et robots travaillant conjointement

La collaboration entre opérateur et robot se précise. De grands groupes industriels se penchent sur le sujet. Pour le moment des doutes concernant la sécurité des opérateurs subsistent. En effet, les hommes peuvent-ils travailler à proximité des robots sans danger ? Or, il s'agit d'assurer la sécurité des ouvriers. Pour ce faire, l'idée est de rendre les robots plus intelligents, en les dotant de capteurs, de caméras, de puces RFID afin de bien percevoir les mouvements des opérateurs et d'interpréter leurs intentions. 

 

Par Sébastien Tribot/ 27 mai 2014

 

http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/entreprises-thematique_6341/quatrieme-revolution-industrielle-3-projets-d-usine-du-futur-article_285334/

 

 


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4 - Imaginer le futur du marché pétrolier (ressources mondiales de produits pétroliers)

 

Le futur à dix ans du marché pétrolier mondial doit être imaginé en tenant compte de  certaines données inexorables ou fermement déterminées.

 

Dans ce domaine il est possible de citer :

 

_ La déplétion naturelle des extractions pétrolières ;

 

_ La croissance des populations, leur urbanisation, la progression du niveau de vie des populations asiatiques en échange de la paix sociale et de l’harmonie. Ces phénomènes seront accompagnés par une progression des transports individuels et collectifs et conduiront à une plus grande consommation de carburants ;

 

_ Le déplacement de l’Amérique vers l’Asie des livraisons de produits pétroliers disponibles sur le marché international en raison de  la baisse des importations américaines, concurrencées par les condensats de gaz de schistes, et de la croissance des importations chinoises. Ce sont les marchés asiatiques alimentés par du brut ou des produits pétroliers en provenance d’Afrique et du Moyen-Orient qui vont déterminer les cours mondiaux du pétrole et de ses dérivés ;

 

_ Le marché américain du pétrole brut, faute d’exportations possibles, restera, pour un temps encore, un marché régional à prix modérés, inférieurs à ceux du panier OPEP. La génération, par ce processus, d’un avantage concurrentiel aux industries américaines tend à pérenniser ce déséquilibre tarifaire ;

 

_ La localisation d’énormes réserves de pétrole et de gaz dans les pays du Proche et Moyen-Orient ou d’Afrique du Nord dont les certitudes religieuses d’une partie des  populations locales rendent le climat politique incertain et parfois explosif justifiera d’une prime géopolitique des cours ;

 

_ Le progrès technique rendant accessibles de nouvelles ressources naturelles (ex. : gaz de schistes, hydrates de méthane) parfois largement réparties ;

Les énormes investissements financiers associés à l’exploration, à l’extraction des ressources, à leur raffinage ou à la synthèse à partir de gaz naturel ou de charbon de dérivés liquides carburants ;

 

_ La nécessaire adéquation des prix des produits pétroliers avec les montants d’investissements requis pour de complexes installations qui doivent être amorties par les industriels sur des délais raisonnables ;

 

_ La non prééminence d’une ressource nouvelle qui ferait s’effondrer les appels aux ressources existantes. Ceci en raison de la nécessité de gérer la ressource émergente sur un temps long, celui d’amortir les investissements et de conserver l’activité industrielle sur plusieurs décennies. Cette règle s’applique à l’exploitation des gaz de schistes américains et potentiellement à celle des  ressources chinoises ou de toute autre contrée ;

 

_ Le phénomène de substitution compétitive qui caractérise les marchés de l’énergie, passés successivement du bois, au charbon, puis au pétrole et qui devraient raisonnablement se développer dans le gaz naturel en raison de son abondance, de la faiblesse de son prix et des qualités environnementales de cette ressource. Toutefois, son transport nécessite de lourds investissements ce qui ralentit la croissance de sa part de marché ;

 

_ Rappelons pour préciser l’échelle de temps des phénomènes de substitution des ressources énergétiques que le premier navire de haute-mer équipé de moteurs diesel, le Selandia  fut mis à l’eau par les chantiers danois en 1912, annonçant ainsi la très lente fin programmée de l’utilisation du charbon comme combustible dans les transports maritimes. En 2012 c’est l’évaporation du GNL qui alimente les nouveaux transports de gaz maritimes. Dans cette transition progressive du pétrole vers le gaz, les procédés de transformation de gaz en liquides par le procédé Fischer-Tropsch (GTL) joueront un rôle déterminant en raison de leur rentabilité et de leurs accès au  gazole.

 

_ Ces possibilités de substitutions rendent caduques les théories d’une raréfaction imminente de ressources énergétiques liquides qui ne considèrent que le pétrole traditionnel et négligent par exemple les condensats de gaz.

 

_ Dans ce cadre là, il est difficile d’imaginer une baisse des prix durable des produits pétroliers qui entraînerait rapidement une annulation de certains investissements nécessaires au maintient des flux d’approvisionnement du marché.

 

_ De façon plus réaliste, une progression raisonnable des prix des produits pétroliers, arbitrée par l’OPEP, est de nature à maintenir ces flux d’approvisionnement et à encourager les industries agricoles des biocarburants à se développer sur les continents qui disposent de terres arables. Les Etats-Unis, les pays d’Amérique Latine et l’Afrique, toujours oubliée, participeront avec le monde paysan à la croissance de ces filières qui assurent des débouchés réguliers aux cultures. Elles pourraient assurer à terme entre 5 à 10% des productions en volumes des raffineries de pétrole.

 

 


CONCLUSION

Au bout de ce survol rapide des ressources énergétiques de la planète et des processus nombreux de substitution compétitive de ces ressources, qui sont ou qui seront mis en œuvre, il apparaît de plus en plus que notre civilisation n’est pas à court de ressources fossiles et que tout « stress écologique » issu d’une peur de la pénurie imminente doit être combattu et traité par la raison. Ceci est vrai en particulier en Europe, continent particulièrement sensible aux théories alarmistes de la pénurie immédiate, face à un comportement insouciant d’une Asie en plein boom économique.

 

Cela ne veut pas dire qu’il faut  se désintéresser de ce problème sérieux, mais qu’au contraire, une approche programmée et raisonnable est nécessaire pour à la fois accroitre l’efficacité énergétique des processus, pour réduire la part des consommations d’énergies d’origine fossiles dont les prix unitaires vont progresser, pour accroitre, sans à-coups,  la part des énergies non émettrices de gaz carbonique telles que les énergies renouvelables ou celles issues de l’atome. Tout au long de ce processus l’indépendance énergétique du Continent ouest-européen et la compétitivité de ses industries doivent être prises en comptes dans les processus de décision. Malheureusement, en Europe, ces principes élémentaires ne me semblent pas être bien respectés aujourd’hui. Certains déboires économiques et la fuite des industries électro-intensives de notre continent doivent être imputés à ce désintérêt provisoire.

Les problèmes d’approvisionnement en produits pétroliers de la planète ne sont  pas, aujourd’hui, un problème de raréfaction universelle des stocks accessibles, ils sont liés à un problème de maintien des flux d’approvisionnement et donc d’investissements et de développement de nouveaux procédés qui sont facilités par des cours soutenus du pétrole.

 

Un fort accroissement général des prix des ressources énergétiques, externalités comprises, sera le seul moyen efficace pour en restreindre peu à peu les consommations et donc pour réduire les émissions mondiales de CO2.  Ce processus est déjà en place au sein des nations de l’OCDE, il se généralisera progressivement au reste du monde.

 

Par Raymond Bonnaterre/ 26 juin 2014

 

http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/geopolitique-de-l-energie-thematique_89429/imaginer-le-futur-du-marche-petrolier-article_286285/


 


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5 - Stocker l’énergie électrique… sous la mer

 

La Norvège, pays qui produit 98% de son électricité à partir de sources renouvelables, est à présent en pointe dans le domaine de la recherche sur l’énergie osmotique et sur l’éolien flottant. Mais voici un autre domaine où ce pays scandinave prend de l’avance : le stockage de l’énergie électrique sous la mer, c'est-à-dire sans aucun impact paysager. Imaginez que l’on ouvre la porte d’un sous-marin navigant à 50 mètres sous la mer. L’élément liquide s’y engouffrerait avec une grande force, comme le montrent de nombreux films catastrophe américains.

Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est en effet de 1 bar. A 10 mètres de profondeur, à la pression atmosphérique s’ajoute la pression hydrostatique de 1 bar liée à la colonne d’eau. La pression augmente ensuite de manière linéaire. A 50 mètres de profondeur la pression est ainsi de 6 bars. 

 Exploiter ce gradient de pression entre les profondeurs de la mer et la surface pour stocker/restituer l’énergie électrique est au cœur de l’approche de la start-up SubHydro AS en collaboration avec le SINTEF, le plus grand centre de recherche scientifique de toute la Scandinavie et basé à Oslo en Norvège.

« C’est précisément cette énergie potentielle que nous voulons exploiter » indique Rainer Schramm, ingénieur allemand qui a fait carrière dans les technologies aérospatiales et qui est le fondateur de SubHydro.

« Le SINTEF possède des experts dans le domaine de génération électrique, des technologies, et des eaux profondes, ce qui signifie que nous avons tous le nécessaire réunit en un seul endroit » explique l’ingénieur.

 


Une solution pour développer en masse les énergies renouvelables fluctuantes

 

L’innovation de SubHydro consiste à ancrer au fond la mer des sphères creuses en béton et en contact avec l’air atmosphérique vie un tube de ventilation. Quand la production éolienne ou solaire est faible, de l’eau s’engouffre dans la sphère entrainant une turbine, comme dans une centrale hydroélectrique classique. Quand la production éolienne ou solaire est abondante, l’excès d’électricité est utilisé pour chasser l’eau de la sphère et la remplacer par de l’air. 

Chaque système Subhydro sera dimensionné pour stocker/délivrer 300 MW pendant 8 heures, c'est-à-dire le tiers de la puissance d’un réacteur nucléaire standard. L’efficacité d’un cycle complet de stockage-déstockage Subhydro est de 80%, ce qui est aussi élevé qu’avec les centrales de pompage-turbinage (STEP), et bien meilleur qu’avec les solutions à base d’hydrogène ou d’air comprimé. 

 

 

Renforcer le béton avec des fibres d’acier

 

Plus les sphères creuses sont installées en profondeur, plus l’énergie stockée est importante du fait de la pression hydrostatique, et plus l’équation économique est favorable. Tout l’enjeu des recherches actuelles est de trouver un béton aux propriétés optimales.  « Le challenge est de trouver l’équilibre optimal entre la résistance du béton et son coût. Si nous parvenons à mettre au point un béton 5 fois plus résistant que le béton ordinaire, nous pourrons réduire de 75% l’épaisseur des parois des sphères.

C’est un facteur critique. Nous devons parvenir à des coûts de production et d’installation qui rendent le stockage de l’énergie économique par rapport aux prix de l’électricité », explique le chercheur Martius Hammer. “L’une des solutions que le SINTEF explore est de renforcer le béton avec des fibres d’acier au lieu de barres d’acier standards .Le béton actuel peut être utilisé mais notre mission est de trouver une alternative meilleur marché ».  

 

 


Jules Verne est de retour, mais en Norvège

 « Plusieurs personnes ont eu l’idée de stocker l’énergie en exploitant la pression au fond de la mer, mais nous sommes les seuls au monde à le rendre possible » affirme Rainer Schramm. D’après les chercheurs du SINTEF, la profondeur idéale pour installer les sphères se situerait entre 400 et 800 mètres. Il suffit de lire une carte des fond marins pour identifier de nombreux pays jouissant de ces profondeurs d’eau à une distance raisonnable du littoral, comme par, en Europe, le Portugal, l’Espagne, la France (par exemple en Méditerranée), l’Italie, la Grèce, l’Irlande, la Grande-Bretagne et la Norvège. 

Ce système de stockage innovant élimine complètement le problème de l’impact paysager et, à l’inverse des STEP à eau douce ou à eau de mer, évite de consommer des surface montagnardes ou littorales où les conflits d’usage sont fréquents et les règlementations compliquées. 

Des éoliennes flottantes (ou des parcs solaires flottants en fonction du gisement local) pourraient être installés à proximité de ces STEP air/eau sous-marines, ceci afin d’optimiser les coûts de raccordement, par exemple par liaison sous-marine HVDC.

 

Par Olivier Daniélo/ 26 août 2013

 

http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/environnement-thematique_191/stocker-l-energie-electrique-sous-la-mer-article_83401/

  



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Avis des internautes

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