News environnement : Septembre 2013

Synthèse du débat sur la transition énergétique en France vue par les Français de la région de San Francisco

La France se situe aujourd’hui à un tournant de son histoire énergétique. Sur le plan national, il est plus que jamais nécessaire d’assurer aux citoyens français un approvisionnement en énergie fiable, durable et abordable, tandis que sur la scène internationale, l’urgence climatique et la santé publique requièrent des efforts sans précédent dans la réduction de nos émissions polluantes, notamment celles des gaz à effet de serre. Au-delà du défi que cette situation représente, c’est aujourd’hui une chance qui nous est offerte de repenser entièrement le système énergétique que nous connaissons.

Cette chance, c’est celle de faire de la France une nation pionnière de la transition vers un mix énergétique durable, un exemple pour le monde entier, tout en relançant l’économie de notre pays et en créant de nouveaux emplois. C’est aussi celle d’établir un accès à l’énergie plus équitable, en réduisant la précarité énergétique en France et en permettant aux pays en développement de se doter de systèmes énergétiques pérennes.

Le 19 juin 2013 s’est tenu à la Résidence de France à San Francisco le volet californien du Débat national sur la transition énergétique française, vue par les Français présents dans la région. Portée par deux doctorants à University of California, Berkeley, Nicolas Zweibaum et Anne-Perrine Avrin, et avec le soutien de la mission scientifique du Consulat général de France et la participation d’acteurs locaux de l’énergie, l’initiative a rassemblé une cinquantaine d’experts et de citoyens pour des échanges riches et passionnés.

Alors qu’une large part des 60.000 Français de la région de San Francisco travaille dans le secteur de l’énergie et de l’innovation, l’exportation du Débat national sur la transition énergétique en Californie représentait une opportunité sans précédent que les participants à l’événement ont su saisir pleinement. Habitués aux rassemblements d’une communauté française soudée, les acteurs du débat ont salué cette initiative originale – la seule proposée aux citoyens français établis à l’étranger – qui a permis à chacun d’éclairer les réflexions nationales sur la transition énergétique grâce à une expérience californienne unique. Ils ont donné de leur temps pour préparer le débat, pour s’y exprimer, et pour en revoir les conclusions transmises au Gouvernement à travers une synthèse détaillée, fruit de cette réflexion collective.

Aujourd’hui, la France a l’occasion d’identifier et de mettre en oeuvre un mix énergétique optimal, d’informer et de préparer ses citoyens aux changements que cela implique, et enfin de se démarquer sur la scène internationale en guidant la transition énergétique mondiale. C’est à la concrétisation de cette ambition que la synthèse des débats tenus contribue.

• La synthèse présentant les conclusions issues du débat est disponible et téléchargeable ici : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/CkbsD

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Une nouvelle méthode de stockage de l’hydrogène

Depuis plusieurs années, l’hydrogène, présent en abondance dans l’eau des océans ou encore dans les nébuleuses de l’espace, est présenté comme l’un des carburants du futur. Toutefois, pouvant réagir très violemment en présence d’oxygène et de la moindre étincelle, le problème de son stockage persiste. De nombreuses méthodes ont été proposées pour y remédier. Une équipe israélienne a notamment fait appel au nitrite de magnésium.

L’équipe du professeur Gideon S. Grader du Russell Berrie Nanotechnology Institute du Technion – Israel Institute of Technology a récemment publié dans le Journal of Physical Chemistry C une méthode originale faisant appel au nitrite de magnésium pour stocker l’hydrogène. Le nitrite de magnésium (Mg3N2) peut être facilement produit par calcination du magnésium métallique dans de l’azote pur (l’azote servant à prévenir la formation d’oxyde de magnésium qui pourrait se former si cette expérience était réalisée sous air). Soumis à une forte pression de dihydrogène (H2), le nitrite de magnésium conduit à des espèces instables, des amides (Mg(NH2)2) et des imides (MgNH2) de magnésium pouvant s’enflammer dans l’air.

Alors que l’incorporation de dihydrogène dans le nitrite de magnésium se fait généralement difficilement et nécessite des pressions supérieures à 4.000 bars, l’utilisation d’un moulin à billes la rend possible avec des pressions comprises entre 40 et 80 bars. Un moulin à billes est un tambour contenant de lourdes billes de métal (il s’agit ici de tungstène) et muni d’un moteur assurant la rotation du dispositif de manière à broyer le contenu sans produire un effet centrifuge significatif (il y aurait alors accumulation sur les parois). Ce genre d’appareil, peu utilisé en chimie, fonctionne de la façon suivante : les matériaux sont écrasés sous l’action des billes et les chocs entre les billes lourdes en mouvement créent sur les surfaces des pressions très élevées. En quelque sorte, les billes écrasent ainsi l’hydrogène dans la poudre : on parle alors de mécanochimie.

Les expériences ont permis d’incorporer après 200 heures de moulinage du dihydrogène dans du nitrite de magnésium. Les mesures montrent qu’environ 12% du nitrite est transformé en un hydrure de magnésium, d’amide ou d’imide. Pour des raisons pratiques, la réaction est limitée à 200 heures mais tout laisse penser que des pressions plus élevées et des temps de réaction plus longs permettraient un stockage plus important. Par ailleurs, le dihydrogène peut être libéré par simple moulinage à pression atmosphérique. Il ne sera probablement jamais question de mouliner du minerai dans sa voiture pour la faire rouler. Toutefois, il s’agit d’une nouvelle méthode pouvant présenter un intérêt dans certains cas de figure. Par exemple, les fortes pressions du fond des océans pourraient être utilisées pour compresser le dihydrogène produit par « les fumeurs » (des cheminées hydrothermales exsudant du sulfure d’hydrogène et parfois même du dihydrogène) dans le nitrite de sodium et remonté ensuite en surface.

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Nouveau rapport sur les différentes utilisations des microalgues

Dans le cadre d’un projet commun de recherche, l’Ecole supérieure de Lausitz (Brandebourg), l’Université technique de Freiberg (Saxe) et le Centre allemand de recherche sur la biomasse (DBFZ, Leipzig, Saxe) ont étudié et évalué les potentielles voies d’utilisation matérielles et énergétiques des microalgues. Les résultats de leurs travaux viennent d’être publiés sous la forme d’un rapport [1].

A l’heure actuelle, on trouve en Allemagne et dans le monde, de nombreux sites de production d’algues en exploitation ou en construction. Il existe en outre une large communauté de recherche s’intéressant à différents procédés de culture. Cet intérêt s’explique en partie par le fait que l’industrie cosmétique utilise les microalgues. Néanmoins, les travaux de recherche portant sur d’autres utilisations de ces végétaux sont moins courants. Le rapport publié par le DBFZ et intitulé « Algae Biorefinery – Material and energy use of algae » donne un aperçu détaillé des processus existants pour une production d’énergie à partir de microalgues.

La biomasse d’algues peut être convertie en énergie de différentes manières. Une multitude de technologies, procédés physiques, thermochimiques, biochimiques et biologiques peuvent être utilisées pour cette conversion. Les procédés de conversion thermochimique étudiés comprennent des processus tels que la liquéfaction hydrothermale (HTL), la carbonisation hydrothermale (HTC), l’hydrogénation et la gazéification. En outre, le rapport traite de l’utilisation des microalgues comme substrat pour les centrales au biogaz, pour la production de biodiesel et pour l’alimentation animale. Un bilan énergétique des différentes utilisations sous forme de biodiesel, de biogaz, de procédé HTC, HTL et par hydrogénation directe est effectué. Afin d’arriver à des résultats concrets, les algues Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus et Selenastrum rinoi ont été étudiées du fait de leur potentiel énergétique.

En résumé, le rapport montre que sur le principe, plusieurs utilisations des microalgues sont possibles, mais qu’en termes d’état de développement de chaque procédé ainsi que d’efficacité énergétique, d’importantes différences subsistent quant au potentiel de ces utilisations.

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La rédaction