Energie

- Une éolienne électrostatique sans parties mécaniques

EWICON : une éolienne sans pales, sans mouvement et sans bruit

EWICON est une éolienne sans pales, sans turbine, et qui ne dispose d'aucune partie mobile, et donc ne produit aucun bruit. Elle est de ce fait parfaitement adaptée à une implantation dans les zones habitées.

Le projet actuel se base sur une structure d'acier inoxydable sur laquelle repose une série de tubes isolés placés à l’horizontale. Chaque tube contient plusieurs électrodes et canules, qui diffusent des particules d’eau chargées positivement dans l’air de façon continue.

À mesure que ces particules sont éloignées par le vent, le voltage de l’ensemble de l’éolienne change et amène à la création d’un courant électrique envoyé sur le réseau.

Les avantages sont nombreux puisque ce système n'utilise aucune pièce en mouvement, ne nuit pas aux oiseaux, possède un facteur d'usure limité, nécessite peu d'entretien, mais surtout, il ne fait presque aucun bruit et ne produit pas des ombres mouvantes désagréables. Des tests en laboratoire à l'université de Delft ont montré que l'Ewicon fournirait 1 à 2 MW de puissance pour une vitesse du vent de 10 m/s. Pourtant le rendement reste encore très bas. L'Ewicon utilise également trop d'eau et coûterait plus cher qu'une turbine éolienne. Les chercheurs font des essais à petite échelle, en mer ou avec de l'eau vaporisée des piscines et des serres.

Voir aussi Enerzine. On en parle depuis 2008 et c'est encore trop peu efficace mais on vient d'en installer deux prototypes et c'est une solution qui peut être préférable dans un certain nombre de situations.

- Bientôt des supercondensateurs à la place des batteries

Cela fait longtemps qu'on attendait d'avoir des supercondensateurs pouvant stocker suffisamment d'électricité pour remplacer les batteries, ce que ces chercheurs prétendent avec trouvé avec un oxyde de niobium (une terre rare). Ce n'est hélas pas pour tout de suite, il faudra attendre encore plusieurs années avant qu'on arrive à la commercialisation mais ce n'est qu'une question de temps.

Les chercheurs ont synthétisé un type d'oxyde de niobium qui a fait preuve d'une capacité de stockage importante grâce à ses propriété de "pseudocapacitance par intercalation", où les ions se placent dans l'oxyde de niobium un peu comme des grains de sable entre les cailloux.

Il y a aussi des micro-batteries lithium-ion très puissantes (plus que les supercondensateurs) qui seraient même capables de démarrer une voiture dont la batterie est à plat ! Ajoutons qu'on a transformé par "vulcanisation inverse" les très abondants résidus soufrés du raffinage en plastiques pouvant servir de batterie lithium-soufre (voir aussi Futura-Sciences). Un autre article recense quelques brèves sur le stockage de masse de l'électricité.

- Le stockage par gravité et train électrique

C'est une alternative aux STEP (Stations de Transfert d’Energie par Pompage/turbinage) considérées jusqu'ici comme la panacée mais qui restent des investissements lourds ne pouvant se faire partout et nécessitant de grandes quantité d'eau.

Le principe des centrales d'ARES reste le même d'un stockage par gravité mais cette fois ce seraient des charges lourdes (wagons) qui remontent une pente pour le stockage et la redescendent pour restituer l'énergie avec un rendement de 78% proche de celui des STEP mais pour un coût bien moindre.

On devrait donc voir ce système ce généraliser si on n'en trouve pas un meilleur encore (si le stockage gravitaire est le plus efficace, pourquoi ne pas enrouler avec les éoliennes un câble auquel un poids est suspendu ?).

- Un système de stockage par volant d'inertie

Ce projet financé par crowdcoursing (Kickstarter) et nommé Velkess (pour Very Large Kinetic Energy Storage System) repose sur le classique principe du volant d'inertie.

Il s'agit d'un rotor souple en « E-glass », une sorte de fibre de verre assez commune. L'avantage économique est que le système peut stocker 10 à 20 fois plus d'énergie par dollar que les autres systèmes du même type et serait aussi compétitif que le stockage à air ou l'énergie hydraulique.

Le rotor fonctionne dans le vide et perd par friction chaque jour environ 2 % de l'énergie stockée.

- Une batterie semi-liquide avec du polysulfure de lithium

Comme autre solution, chimique cette fois, pour le stockage à large échelle de l'électricité, notamment des énergies renouvelables intermittentes, il y aurait des batteries semi-liquides, bon marché et sans membrane, avec juste du polysulfure de lithium.

Sans parler des supercondensateurs, il y a donc abondance de solutions...

- Une bactérie modifiée pour produire du fuel avec du CO2

Ce que les chercheurs ont réalisé fut d'utiliser un microorganisme du nom de Pyrococcus Furiosus. Cette archéobactérie extrêmophile vit près des sources chaudes dans l'océan (sources hydrothermales). On a manipulé le matériel génétique de cet organisme afin qu'il puisse se nourrir de dioxyde de carbone à des températures bien plus basses et produise des hydrocarbures directement utilisables.

D'autres modifient des plantes pour en extraire plus facilement les sucres.

- Utiliser la cendre pour produire de l'hydrogène

La technique consiste à placer les cendres dans un environnement dépourvu d'oxygène. La cendre est humidifiée avec de l'eau, ce qui suffit à produire de l'hydrogène.

Cette technique aurait un potentiel important : 20 milliards de litres d'hydrogène par an, soit 56 gigawatts-heures (GWh). Calculé en électricité, c'est l'équivalent des besoins annuels de près de 11.000 maisons individuelles.

Les chiffres donnés, qui ne paraissent pas si considérables, concernent la Suède. C'est uniquement la cendre la plus lourde qui est utilisée et qu'on laisse à l'air libre pendant six mois pour éliminer ses métaux lourds mais la simplicité de la méthode est très séduisante.

Il y a par ailleurs une nouvelle méthode bon marché de produire de l'hydrogène avec des électrodes faits de fer, cobalt et nickel.

- Des cellules solaires organiques et recyclables sur des nanocristaux de cellulose

Les performances sont très faibles (2,7%) mais c'est un début pour des cellules solaires faites avec des substances végétales (sans plastique ni métaux) et entièrement recyclables. La base est constituée de nanocristaux de cellulose (transparents) dont on avait signalé le potentiel il y a quelque temps déjà.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des batteries à flux moins chères

Les batteries à flux sont une bonne solution pour les batteries de réseau, notamment pour les énergies intermittentes. En abaissant les coûts par le remplacement du vanadium des batteries redox par le chrome de fer, EnerVault rend donc ces énergies intermittentes plus opérationnelles.

- L'industrialisation des piles à combustible

Lancée en juillet 2004, cette start-up, basée à Bidart, au Pays Basque, a mis au point fin 2012 dans son laboratoire la première machine au monde à bobiner des piles à combustible.

« La technique de fabrication de la pile à combustible ou à hydrogène est encore artisanale. Elle n'a presque pas évolué depuis 20 ans », s'étonne par Pierre Forté, le PDG de Pragma Industries, un ex- ingénieur de l'aéronautique, qui a fait l'essentiel de sa carrière chez Dassault. C'est pourquoi, si ces piles stockent trois fois plus d'énergie qu'une batterie lithium-ion, elles n'ont pas encore séduit l'industrie.

Ce qui est difficile à croire c'est qu'une petite entreprise soit la première à industrialiser les piles à combustibles ! Même si je ne crois pas trop à l'hydrogène, les piles à combustibles pourraient quand même remplacer avantageusement un certain nombre de batteries.