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L’AIE prévoit un fort rebond des renouvelables dans les cinq ans, mais…

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Les capacités en énergies renouvelables (ENR) devraient ainsi bondir de 50% d’ici à 2024, selon le scénario « central » de l’AIE (main case scenario), notamment tirées par le solaire, et plus particulièrement par les unités décentralisées à la fois sur les bâtiments (particuliers, industriels et commerciaux) dans les pays occidentaux et pour les besoins déconcentrés dans les pays en développement. L’AIE précise qu’il s’agit d’une révision de 14% de sa prospective 2018, qui prend en compte une nouvelle chute des coûts ainsi que des améliorations du contexte (notamment les appels d’offres) tant pour le solaire que pour l’éolien terrestre et en mer.

L’agence prévoit ainsi un bond de 1 220 GW des ENR d’ici à 2024, soit l’équivalent de la capacité installée aux Etats-Unis. Sur ce total, 700 GW seront implantés en solaire, largement majoritairement en photovoltaïque. L’AIE consacre un focus sur cette énergie, soulignant plus particulièrement la montée en puissance des installations décentralisées, notamment en Europe. Ainsi en 2018, 41 GW ont été installés sur des toitures, un record, indique l’AIE, qui fait de ces solutions les premières, avec 213 GW posés. L’Europe dispose ainsi de la plus grande capacité installée décentralisée au monde, soit 40% environ des implantations de ce type. Et le nombre de toitures équipées chez les particuliers devrait passer à 100 millions dans le monde d’ici à 2024, soit un doublement des surfaces couvertes.

L’éolien progressera, lui, de 351 GW, dont 12% en offshore. Ce qui signifie qu’en termes de capacité installée, l’éolien et le solaire dépasseront la capacité de l’hydraulique en 2024. Une hydroélectricité dont la croissance se poursuivra, indique l’AIE, avec 121 GW supplémentaires, mais essentiellement dans les économies émergentes et les pays développés. Quant à la biomasse, elle demeure loin de ces chiffres, même si ces énergies devraient progresser d’un cinquième d’ici à 2024.

Au final, le solaire devrait ainsi représenter 1,2 TW (térawatts) en 2024. L’éolien terrestre atteindra les 850 GW, soit une croissance de 57%. L’offshore éolien devrait voir sa capacité multipliée par trois, soit 43 GW de plus pour atteindre les 65 GW dans cinq ans, mais représentera plus de 10% de la production totale d’énergie. L’AIE publiera ce vendredi 25 un rapport spécifique sur cette ENR, à Copenhague, au Danemark, pays qui a, le premier, misé sur cette technologie. Quant à la biomasse, la progression sera de 32% d’ici à 2024, pour toucher les 171 GW installés à cette date. La géothermie n’atteindre ne revanche que 18 GW, avec une progression de 28% d’ici à 2024.

Combien de kWh ?

Reste qu’en termes de production, cela fera passer les ENR de 25% en 2018 à 30% en 2024, soit une croissance de 5,3% annuellement, et le double de la hausse de la demande mondiale, qui s’explique à la fois par la hausse des productions solaires et éoliennes, mais aussi par un ralentissement de la demande en électricité grâce partiellement à l’efficacité énergétique.

C’est toujours l’hydraulique qui représentera la part la plus grande des ENR, dépassant, selon l’AIE, les 4 500 TWh en 2024, loin devant les 2 000 TWh éoliens et les 1 500 TWh solaires (5% de la production mondiale…). En termes absolus, l’AIE souligne que les ENR progressent de 37% sur la période sous revue, ce qui représente une hausse de 2 450 TWh sur cinq ans et les deux tiers de la hausse de la production d’électricité anticipée sur la période.

Une répartition géographique déséquilibrée

Ainsi, en 2024, les ENR compteront pour plus de 9 000 TWh, mais 75% seront concentrés sur six marchés : La Chine en tête, puis l’Europe, les Etats-Unis, le Brésil, l’Inde et le Japon.

Le Brésil demeurera le pays où les ENR compte le plus dans la production d’électricité, avec 93% anticipés en 2024. La part des ENR en Europe progressera de 8% sur le période sous revue, atteignant les 40% en 2024, l’éolien représentant la majeure partie de cette progression, devant le solaire. En Chine et en Inde, ce sont également ces deux énergies qui tirent la croissance des ENR, qui dépasseront l’hydroélectricité. Aux Etats-Unis, c’est la force du vent qui joue ce rôle, tandis qu’au Japon, ce sera le solaire, selon l’AIE.

La Chine seule devrait faire progresser la capacité installée en ENR de 489 GW, majoritairement en solaire (+ 280 GW), équitablement répartis entre solaire distribué et grandes centrales. L’AIE indique avoir révisé ses prédictions à l’aune d’un changement de soutien au solaire, les grands parcs se voyant privés des tarifs d’achats, mais progressant quand même fortement. L’Agence ajoute d’ailleurs que le coût du solaire et de l’éolien terrestre se rapproche fortement du prix de l’électricité produite au charbon dans la majorité des provinces chinoises. A noter que la capacité installée en hydraulique devrait progresser de 16%, mais avec un tiers des projets reposant sur les centrales de pompage (STEP), afin d’améliorer la flexibilité du système électrique et sa résilience face à la montée en force des énergies variables (solaire et éolien). Deux pics d’ajouts de capacités correspondent aux projets géants de Wudongde et de Baihetan, pesant 26 GW à eux deux, et qui seront mis en service en 2020 et en 2023 respectivement, signale l’AIE.

Par ailleurs, la Chine ne néglige pas la biomasse, avec une hausse des capacités de 20 GW sur la période sous revue, avec un passage par l’atteinte de l’objectif 23 GW en 2020, comme prévu par le 13e plan chinois.

L’inde devrait de son côté voir progresser sa capacité en ENR de 112 GW, soit un quasi doublement, et dans la logique de son plan national défini en 2018, d’atteindre un objectif de 175 GW en 2022 et de 275 GW en 2027.

Aux Etats-Unis, la progression se poursuit, avec 50% de capacités en plus en 2024 (132 GW), surtout en éolien (+ 33 GW, dont 10% offshore) et en solaire (+ 88 GW).

Fatih Birol, le directeur général de l’AIE, a souligné à l’occasion de la présentation du rapport : « Une croissance aussi météorique hors de la sphère des fournisseurs d’énergie traditionnels va transformer la manière dont nous produisons et consommons l’électricité. Son développement doit être bien géré, pour garantir des revenus pour la maintenance des réseaux, contenir les coûts d’intégration au système et répartir équitablement les coûts entre consommateurs. »

Enfin, malgré ces résultats encourageants selon l’AIE, cette dernière signale que la croissance des émissions de CO2 continue de progresser. L’Agence appelle ainsi à focaliser plus l’attention sur les besoins en chauffage et sur la mobilité…

 

La blockchain à la rescousse de l’IoT

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La blockchain est un système qui gère les transactions s’opérant entre les partenaires d’un réseau distribué. Par transaction on entend transfert de monnaie, d’échanges, d’écriture d’état dans un registre, ou de traçabilité à opérer sur des actions telles qu’achats, ventes, suivi ou déplacements, actes de fabrication ou de distribution…

Les technologies gravitant autour des smart city et plus particulièrement l’IoT ont des besoins forts aussi bien en terme de sécurisation des données, d’historique associé à un objet connecté et d’interopérabilité. L’organisation décentralisée de la blockchain, sans intermédiaire, pourrait aussi permettre à un objet de communiquer avec un autre objet pouvant conduire à certaines prises de décisions autonomes par celui-ci.

Il en ressort que la blockchain est un rouage essentiel à la multiplication des objets connectés, multiplication qui s’accompagne pour l’instant de failles importantes dans la sécurité des données qui transitent.

L’énorme enjeu de la sécurisation des données

On ne va pas énumérer ce qui fait de la sécurisation des données un enjeu fondamental pour l’avènement des smart city : smart buildings, véhicule autonome, internet des objets, gestion des machines dans une usine connectée, santé connectée… toutes ces innovations technologiques ne sont implémentables que si et seulement si la problématique de sécurisation des données relatives à ces usages est assurée.

La blockchain est devenue célèbre pour sa capacité à sécuriser les transactions en bitcoins. Elle pourrait très rapidement s’avérer indispensable au déploiement de l’ensemble des objets connectés, en ajoutant une couche de sécurité via une chaîne associée à l’identité de l’objet connecté, le rendant résistant aux tentatives de hacking. Car cette chaîne d’identification, caractéristique de la blockchain, permet aux objets connectés de recevoir des commandes, et de communiquer entre eux, de manière sécurisée. En effet, la blockchain permet aux objets d’interagir entre eux sans avoir à communiquer via une tierce partie limitant, par conséquent, les sorties d’informations ou les attaques potentielles venant de l’extérieur.

Un autre avantage lié à l’utilisation de la blockchain pour l’IoT est l’autonomie. La blockchain gardant en mémoire – via les “registres” – l’historique des transactions effectuées, un objet connecté peut fonctionner librement et sans aucune intervention extérieure, en toute sécurité.

Blockchain et intermodalité

Les smart cities intègrent dans leur développement des innovations importantes concernant les transports. D’abord pour des problématiques de désengorgement de certains axes routiers, en ville par exemple.

Les innovants véhicules autonomes suscitent à ce titre de gros espoirs. Combiné à la blockchain, le transport autonome pourrait gérer le trafic avec une efficacité maximale.

Ceci en connectant les véhicules entre eux, mais aussi avec les feux, les péages…

Le gain en termes d’encombrement routier serait gigantesque. En plus de sécuriser l’ensemble des échanges entre les véhicules et les objets connectés liés à la circulation, la blockchain permet également un traitement combiné sur l’ensemble des données traitées.

Ceci pourrait permettre d’optimiser également les temps de recharge des véhicules autonomes et d’assurer au consommateur un prix optimal.

Economiser de l’énergie avec la blockchain

La blockchain peut se rendre indispensable à la smart city en lui permettant d’atteindre un de ses buts affiché, à savoir l’efficience énergétique. En effet, en permettant une interopérabilité entre les objets connectés, elle assure un fonctionnement optimisé des objets et donc mécaniquement des économies d’énergies.

Même chose pour le transport, l’optimisation des trajets, des consommations des véhicules, de leur recharge, auront pour conséquence une optimisation de la consommation électrique de tout le secteur routier.

D’ailleurs, la blockchain est de plus en plus utilisée pour économiser l’énergie: elle entre en jeu dans la gestion de la distribution d’électricité sur les réseaux, en fonction de l’offre et de la demande. Du coup, non seulement la distribution est ajustée, mais le stockage intermittent prend tout son sens, grâce cette nouvelle efficience.

Le who’s who des pirates

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La cyberguerre et l’espionnage numérique existent déjà ! Il suffit de parcourir le « Cyberthreat Handbook » de Thales et de Verint pour en être convaincu. Fruit d’un an d’enquête, cet annuaire mondial vise à étudier et à catégoriser les groupes de cyberattaquants et cybercriminels les plus actifs, talentueux ou rusés (ces trois caractéristiques allant souvent de pair dans ce type de mission…). Il décrit très précisément leur mode opératoire, leurs motivations et les secteurs touchés.

Sur les soixante-six groupes de pirates les plus brillants, la moitié sont considérés d’origine étatique ou soutenus par un État. La publication de cet annuaire confirme donc que les techniques de piratage informatique sont de plus en plus employées par des États pour en déstabiliser d’autres ou pour voler des informations très sensibles comme des brevets ou des plans d’un futur avion…

Un quart (26 %) des autres « méchants » groupes sont des « hacktivistes ». Il s’agit de militants motivés par des idéologies communautaires, religieuses, politiques. Il y a une dizaine d’années, des milliers d’internautes avaient saturé de connexions le site de la Lufthansa. Deux associations allemandes lui reprochaient de mettre ses appareils au service du gouvernement pour l’expulsion des immigrés clandestins.

Cet annuaire répertorie aussi 20 % de cybercriminels (motivés par l’appât du gain) et 5 % des cyberterroristes.

Parmi les groupes les plus dangereux en termes de sophistication de leurs outils, les groupes russes dominent (4 dans les 10 premiers), suivis par les groupes chinois (3 sur 10). Il y aurait un groupe lié à l’État français, Animal Farm ou ATK 08. Actif depuis au moins 2009, il aurait développé des codes malveillants utilisés contre des organisations diverses, notamment en Syrie, en Iran et en Malaisie.

Supermarché du malware

Dans la majorité des cas, les équipes chargées de ces cyberattaques poursuivent un objectif : être le plus discret possible tant qu’elles n’ont pas terminé leur mission. Ensuite, elles effacent la moindre de leurs traces ou laissent, au contraire, des traces pour brouiller les pistes et incriminer un autre groupe.

Mais dans cette guerre de l’information, ces groupes peuvent aussi laisser volontairement des preuves de leur intrusion pour rappeler à l’ennemi qu’ils maitrisent leur sujet… C’est le cas des Chinois. Tout l’inverse des Américains qui misent sur la discrétion pour pirater des pays menaçants ou des  alliés.

Car il ne faut pas être naïf ; chaque allié tente d’en savoir plus sur les autres, même si officiellement ils travaillent ensemble. D’ailleurs, les tentatives d’espionnage ou déstabilisation touchent en priorité les gouvernements et la défense (près de la moitié des attaques), la finance (plus du tiers), l’énergie (10 % environ).

Les attaques contre les médias et le secteur médical (hôpitaux) et pharmaceutique ont connu une augmentation « particulièrement significative » ces derniers mois.

Cette étude constate aussi l’apparition d’un « supermarché du malware » (malware as a service). Il permet aux cyberpirates d’acheter et d’utiliser des logiciels développés par d’autres groupes d’attaquants.

Refroidir des serveurs informatiques dans l’huile

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Frédéric Delpeyroux est le président fondateur de la société Totalinux, fondée il y a 14 ans et qui conçoit, installe et maintient des architectures IT.

La solution imaginée par Totalinux pour refroidir les serveurs informatiques qui constituent les data centers est originale, puisqu’elle consiste à les faire baigner dans de l’huile.

Solution Totalinux : faire baigner les serveurs dans de l’huile pour les refroidir.

Pourquoi ? Il faut d’abord se plonger dans le contexte actuel. Aujourd’hui les data centers se multiplient, et leur consommation d’énergie – pour refroidir les serveurs – ainsi que les rejets de chaleur posent des problèmes importants.

Plus précisément, dans le cas de la smart city et des smart buildings, on sait que la quantité de données à traiter va exploser dans les années à venir. Leur stockage et la maintenance des serveurs va donc être de plus en plus énergivore.

Différentes solutions technologiques ont émergé ces dernières années pour traiter ce problème. La plus spectaculaire, imaginée par Microsoft, consiste à immerger les serveurs – au large de l’Ecosse – pour que ces derniers soient naturellement refroidis par l’eau de mer. Cette solution n’a pas rallié tous les suffrages, c’est le moins que l’on puisse en dire. Outre le coût du projet en lui-même, qui permet mal d’imaginer la multiplication de cette solution, les difficultés techniques d’intervention sur site paraissent insurmontables.

Plus prosaïquement, les serveurs sont souvent refroidis soit par l’air, soit par l’eau. Dans le premier cas, il faut des quantités d’air très importantes, et dans le second, nous sommes face à une denrée de plus en plus rare…

L’utilisation de l’huile comme vecteur de refroidissement a de nombreux avantages. Liquide caloriporteur, l’huile se réchauffe au contact des serveurs et peut être réutilisée après passage dans un échangeur, pour le chauffage par exemple.

Aussi, cette solution permet de se débarrasser de toute l’infrastructure de réseau non indispensable, et donc de diminuer la taille des datacenters.

Frédéric Delpeyroux assure même que  sa solution permet de faire baisser sa facture énergétique de 90% !

Ce qui est certain, c’est l’absence de bruit du dispositif, et le fait qu’il ne fonctionne pas à l’eau. Dans une perspective durable, cela sonne plutôt bien.

Le biomimétisme, quand les villes apprennent de la nature

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Selon les chiffres avancés par les Nations Unies, 70% des hommes vivront en zone urbaine en 2050. Des zones souvent bâties sans tenir compte de l’environnement et qui deviennent néfastes pour la biodiversité. Face à cette urbanisation croissante mais aussi aux effets des changements climatiques, il est donc temps de revoir la manière dont nos villes sont construites. « Il est temps de s’inspirer de la nature afin de reconnecter les villes à l’environnement » souligne Olivier Floch, organisateur de Biomim’Expo avec le Ceebios (Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis). En effet, les experts du biomimétisme soulignent qu’il faut s’inspirer de la nature afin de dessiner des villes plus vivables pour leurs habitants et donc pouvoir diminuer notre impact environnemental.

S’inspirer de la nature

L’observation de la nature peut inspirer la façon dont on peut réaménager les villes. En effet, la mise en œuvre des préceptes du biomimétisme contribue à améliorer le tissu urbain existant.

Par exemple, en Inde, chaque année, des millions de m3 d’eau se déversent à cause des moussons. Ces volumes d’eau importants sont absorbés grâce à un grand nombre de plantes qui ont développé une capacité unique d’absorption. Ces mangroves apparaissent  comme un rempart naturel face à la montée des eaux attendue dans les prochaines années.

Autre exemple, pour chasser les îlots de chaleur qui se forment dans les zones dépourvues de végétation et ainsi baisser les températures en période caniculaire, les villes plantent de plus en plus d’arbres en zone urbaine. Il est aussi possible de réintroduire un peu de biodiversité dans les zones urbaines, notamment en cherchant à développer des trames vertes et des trames bleues dans les villes.

S’inspirer du vivant devient donc une piste sérieuse de recherche pour les entreprises et les collectivités locales. Le biomimétisme fait désormais partie intégrante de leurs stratégies R&D.

Le biomimétisme au cœur des villes, un défi technologique

Pour réduire l’empreinte environnementale des zones urbaines, les scientifiques souhaitent créer des villes autosuffisantes. Des villes qui ne dépendent que de l’énergie solaire et de la présence d’eau.

Différents exemples viennent nourrir ce fantasme. En effet, l’idée d’intégrer des éoliennes en villes fait son chemin même si elle ne semble pas faire l’unanimité. Pourtant, des chercheurs envisagent de copier la peau des baleines pour éliminer le bruit causé par les pales. Autre exemple, des chercheurs australiens étudient la photosynthèse d’un certain type de fougère afin de développer un nouveau type d’électrode qui pourrait augmenter de 3 000 % la capacité de stockage de l’énergie solaire.

L’apport du biomimétisme sur les solutions de mobilité inspirent également les chercheurs. En effet, ces derniers ont observé le comportement des bancs de poisson et des vols d’étourneaux pour étudier leur déplacement dans l’eau et ainsi comprendre comment ils évitent les collisions. Appliquées à des véhicules intelligents disposant de systèmes de détection et de communication embarqués, ces études favorisent la conduite synchronisée de demain via une communication inter-véhicules, ouvrant la voie à un trafic plus sûr et moins congestionné.

La nature a donc encore beaucoup à nous apprendre.

Smart City : comment sécuriser les entreprises connectées ?

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À l’ère de l’industrie 4.0, les entreprises utilisent de plus en plus de capteurs et de systèmes connectés, qui deviennent de véritables portes ouvertes pour les pirates informatiques. Motivés par l’appât du gain, la recherche de notoriété ou la volonté de déstabiliser les entreprises, les hackers peuvent désormais impacter le réel. Grâce à la digitalisation des entreprises, ils peuvent agir directement sur les machines ou sur le réseau électrique par exemple. Ainsi, les risques sont réels et doivent être anticipés par les entreprises. Thierry Notot, ingénieur spécialisé en cybersécurité chez Socomec, nous a donné quelques clés pour mieux comprendre et se prémunir des attaques.

Il distingue d’abord l’IT et l’OT : « Il y a deux types de réseaux : l’IT donc le réseau Office, bureautique, sur lequel on connecte des pc standard facilement sécurisables et l’OT, un réseau de process sur lequel on va brancher des machines, des compteurs, des capteurs IoT etc. ». Si la sécurisation est importante pour le premier réseau, le second en revanche présente de nombreuses failles. Les appareils sont souvent conçus afin de durer des dizaines d’années et leur sécurisation n’est pas pensée dès la conception. Ces équipements sont donc facilement piratables s’ils ne sont pas protégés.

Une autre faiblesse courante dans les entreprises concerne la gouvernance : personne n’est nommé pour s’occuper de la cybersécurité. Historiquement, la DSI s’en occupe mais cette organisation atteint rapidement ses limites quand il s’agit d’OT. En effet, cette tâche nécessite des connaissances métier or la DSI ne connait pas le matériel spécifique. Certaines entreprises s’adaptent et mettent l’OT sous la responsabilité de l’usine ou d’agents de maintenance. D’autres nomment un responsable sécurité qui chapeaute l’ensemble. Quelles que soient les stratégies adoptées, l’implication de la direction est capitale afin de mettre en place les moyens financiers et instaurer une approche globale.

Des solutions existent

L’ingénieur de Socomec est très clair : « Le risque 0 n’existe pas ». Cependant, il existe des manières de minimiser les risques.

Premier facteur à améliorer : la sensibilisation. Selon lui, «en matière de cybersécurité, la première faille c’est l’humain ». Les exemples sont nombreux où les attaques ont commencé car les mots de passe par défaut n’avaient pas été modifiés ou des clés USB infectées avaient été utilisées. Avec l’évolution des pratiques, former le personnel demeure un point capital pour protéger une entreprise. « Il ne s’agit pas de faire une formation isolée mais bien de mettre en place un véritable processus où on vérifie que les informations ont bien été intégrées, quitte à les répéter régulièrement », rappelle l’ingénieur.

En outre, la sécurisation se fait en plusieurs étapes. D’abord, Thierry Notot conseille de faire un état des lieux de tous les équipements connectés sur le réseau de l’entreprise. Mettre au point une stratégie de cybersécurité nécessite d’avoir une approche globale sur l’ensemble du matériel, d’où le besoin de cartographier les équipements. Ensuite, il faut réaliser une analyse de risques. Elle permet d’identifier les failles potentielles et remonter les vulnérabilités identifiées sur le terrain. Enfin, une fois que les risques sont déterminés, il faut les classifier et mettre en place des contre-mesures. Parmi les solutions possibles, il cite la sécurisation de l’authentification afin de répondre au besoin de traçabilité, mais aussi le chiffrement et la cryptographie pour sécuriser l’échange de données. Certains équipements notamment d’OT devront éventuellement être changés si leur sécurisation ne peut être améliorée.

Un budget défini par les risques

Les moyens financiers nécessaires à la mise en place d’une stratégie de cybersécurité adaptée dépendent de l’analyse des risques. « L’idée c’est de ne pas jouer la surenchère dans la sécurité c’est-à-dire mettre des produits hyper sécurisés alors que le risque est faible », explique Thierry Notot. Les moyens financiers devront couvrir les frais matériels, la gestion des certificats mais aussi le besoin de personnel dédié. Néanmoins, certaines tâches peuvent être automatisées. Si le coût peut être élevé, l’ingénieur rappelle qu’il faut surtout le comparer au coût pour l’entreprise en cas d’attaques, qui sera nettement supérieur.

Revue du Web #127 : les vidéos les plus étonnantes du mois

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La cape d’invisibilité d’Harry Potter

Et si le fantasme d’invisibilité devenait réalité : c’est l’invention mise au point par des chercheurs canadiens. Grâce à une sorte de film transparent, ce matériau est capable de faire disparaître un être humain ou un objet lorsque l’on en recouvre.

Une guitare électrique fabriquée uniquement avec des iPhone

Les instruments de musique sont généralement fabriqués avec des matériaux tels que le bois. En effet, le bois permet une acoustique naturelle très intéressante pour faire sonner les notes. Pour les guitares électriques, c’est différent. Découvrez l’iCaster, une guitare électrique réalisée uniquement avec iPhone.

Un surf électrique et volant « made in France »

Prenez le large sur cette planche de surf électrique capable d’atteindre 40 km/h avec une autonomie d’environ 1h30.  Cette planche un peu particulière est un surf électrique sur foil avec une aile immergée qui permet à la planche d’évoluer en volant sur l’eau. En cas de chute, elle est équipée d’un coupe-circuit qui coupe le moteur.

Un hôtel géré par des robots et des dinosaures

Dans cet hôtel de Tokyo, les robots, en plus d’être divertissants, représentent une main d’oeuvre non négligeable. Des robots réceptionnistes aux robots aspirateurs en passant par le robot concierge dans la chambre, les machines parviennent à combler en partie les désirs des clients. Vous serez accueillis par deux charmants dinosaures (ou charmantes humanoïdes) lors de votre séjour à l’hôtel.

Un robot qui racle

Le geste est simple, pourtant presser la meule de fromage et faire glisser le fromage fondu dans l’assiette demande précision et savoir-faire. En utilisant l’approche par imitation et des algorithmes d’intelligence artificielle, ce bras robotique est en mesure de raviver la flamme lors de vos longues soirées d’hiver.

Le robot Atlas fait son numéro d’équilibriste

On ne présente plus le robot Atlas développé par Boston Dynamics. Courir, sauter, il sait déjà faire pleins de choses. Dans cette vidéo, on le découvre réalisant toute sortes de pirouettes. Avec ses 28 articulations hydrauliques, ses 1,50 mètres et ses 80 kilos, Atlas fait preuve d’une impressionnante mobilité et d’un équilibre remarquable.

Le Metal Binder Jetting, une technologie qui monte

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Si le parc machine et les pièces métalliques de qualité utilisent aujourd’hui principalement des technologies de fusion laser sur lit de poudre ou de la fusion par faisceau d’électrons, de nombreuses autres technologies sont en train d’émerger. Difficile de prévoir lesquelles finiront par avoir le dessus pour le moment. Parmi ces différents procédés, l’injection de liant sur lit de poudre métallique, Metal binder jetting en anglais (MBJ) est cependant celui qui connaît l’essor le plus important.

Comment ça marche ?

Le metal binder jetting (MBJ) se déroule en deux grandes étapes : tout d’abord, la fabrication de la pièce verte et ensuite la consolidation par déliantage-frittage. Il s’agit en premier lieu de déposer des couches de poudres métalliques sur lesquelles est projetée de l’encre (en l’occurrence un liant organique). Le liant n’est déposé que sur la forme et la section correspondant à la pièce désirée. On obtient alors une pièce verte qui va être consolidée et prendre ses dimensions finales après déliantage (élimination du liant par évaporation-décomposition) puis frittage (on porte la pièce à une température proche de son point de fusion pour induire une coalescence des grains et un comblement des espaces laissés par le liant). La pièce finale est donc plus petite que la pièce verte et ce retrait dimensionnel est la principale difficulté de ce procédé. Le procédé global de fabrication présente une forte analogie avec celui du Metal Injection Molding (MIM) où la pièce verte est obtenue par injection dans un outillage avant un processus de consolidation (déliantage-frittage) très similaire au MBJ.¹

Le Cetim, un précurseur français

Rapidement le Cetim (centre technique des industries mécaniques) voit dans cette technologie une pertinence économique pour la production de petites pièces complexes en petite et moyenne série. Il investit alors dans des machines pour faire des études de faisabilité, de répétabilité et de qualité. Les tests sont concluants et le centre technique décide de promouvoir activement cette solution auprès des PME françaises sur ses différents sites et plateformes technologiques via des actions de formation ou d’accompagnement à la fabrication additive métallique.

Le MBJ présente en effet de nombreux atouts pour devenir une technologie majeure dans les années à venir. Aujourd’hui, il propose une productivité significativement supérieure aux technologies par fusion (laser ou faisceaux d’électron). En outre, la qualité des pièces à l’issue du process nécessite moins de reprise que les technologies par fusion. Enfin, la productivité actuelle et potentielle à l’avenir est aussi bien meilleure grâce à la possibilité de couvrir l’ensemble du lit de poudre avec plusieurs têtes d’impression – sans pour autant augmenter excessivement le coût de l’équipement contrairement aux buses laser. Le procédé est aussi moins exigeant en matière de conditions de production : pas besoin d’atmosphère contrôlée, travail à température ambiante donc le volume de la chambre de fabrication n’a pas de limite théorique. Si aujourd’hui l’offre en matériau est faible, elle est en train de s’enrichir rapidement et à terme, la plupart des matériaux disponibles en MIM devraient être disponibles en MBJ, de même que des matériaux comme les carbures ou les céramiques.

La principale limite de ce procédé tient à l’étape de frittage qu’il faut d’une part apprendre à contrôler et d’autre part qui impose des pièces de taille relativement modeste. En effet, au-delà d’une certaine taille, on ne sait pas encore assurer un retrait dimensionnel au moment du frittage dans des tolérances acceptables pour des productions en série.

 Une technologie dont les grands s’emparent

Jusqu’à récemment, seuls deux fournisseurs commercialisaient des machines MBJ. Il s’agissait de la société suédoise Digital Metal (groupe Höganäs) et de l’américain ExOne. Mais de nombreux acteurs se dévoilent à présent. Desktop Metal a présenté ainsi en 2017 son système « Production SystemTM », suivi par d’autres comme HP avec sa HP Metal Jet, GE avec sa H1 ou encore Stratasys, un spécialiste de la 3D plastique qui s’ouvre aujourd’hui au métal. Cet engouement pour le marché de la fabrication additive métallique et pour cette technologie montre que les constructeurs ont désormais compris ses potentialités et sont prêts à s’en emparer. Dès lors, la productivité et le choix des matériaux devraient s’améliorer très rapidement.

Mais cet engouement ne doit pas faire oublier que la fabrication additive métallique est encore jeune. D’autres procédés apparaissent régulièrement et feront peut-être encore mieux ou trouveront une autre place. Par exemple, un procédé proche qui reprend le MIM classique (moulage par injection de métal) avec une injection d’un mélange métal/liant est développé notamment par le français Pollen AM sur sa Pam Serie M ou le frittage de poudre dans un moule plastique de la Metal X proposé par l’américain MarkForged.

¹ : Définition extraite de l’ouvrage « Fabrication additive métallique : les fondamentaux » en téléchargement gratuit, fruit du partenariat entre Techniques de l’Ingénieur et le Cetim.

La France structure le secteur de l’impression 3D Métal

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En 2017, les pouvoirs publics ont fait entrer le sujet de la fabrication additive dans le champ de leurs priorités pour soutenir la modernisation de l’industrie française. Dans ce cadre, le gouvernement s’est appuyé sur une feuille de route rédigée sous l’animation de l’Alliance Industrie du futur. Les soutiens vont à la R&D, notamment via les dispositifs d’aides aux programmes investissement d’avenir (PIA) ainsi qu’à l’équipement des entreprises avec pour objectif affiché en 2017 de faire grimper le pays de la 7e à la 5e place en terme de machines industrielles installées, c’est-à-dire de passer de 3 à 9 % du parc mondial dans les 5 ans.

Le soutien passe alors par des dispositifs fiscaux avantageux comme le suramortissement exceptionnel en faveur des investissements de transformation numérique des PME industrielles (loi de finances de 2019) ou encore des prêts « industrie du futur ». En parallèle, le gouvernement a initié le programme 3D Start PME visant à accompagner des PME vers l’utilisation de la fabrication additive. Il favorise le développement d’un réseau de plateformes (mutualisation d’équipements et de compétences) permettant à la fois un soutien à la recherche, une diffusion et un accompagnement des PME et des grands groupes vers l’adoption des technologies de fabrication additive. C’est le groupe « Fabrication additive » de l’Alliance Industrie du futur qui est chargé d’animer et coordonner les initiatives, projets et plateformes dédiés à la FA. Un volet formation a aussi été prévu comportant l’inventaire des formations existantes et la création de référentiels métiers / formations.

3D Start PME : passage à l’acte pour une douzaine d’entreprises

Le programme 3D Start PME est piloté par le CETIM, le CEA et le Symop. Il est soutenu par le programme des investissements d’avenir (PIA) mis en œuvre par Bpifrance. Actuellement en phase pilote, ce programme propose aux PME volontaires et sélectionnées un accompagnement pas à pas pour évaluer l’intérêt d’intégrer l’impression 3D dans leur processus de fabrication et connaître les impacts sur leur stratégie, leur organisation, les compétences et toute la chaîne numérique. L’initiative est ouverte aux entreprises manufacturières (PME) de moins de 250 salariés et dont le chiffre d’affaires est inférieur à 50 millions d’euros. À ce jour, 32 entreprises ont été choisies pour bénéficier du diagnostic d’opportunité et une douzaine devraient finalement passer à l’acte et se lancer réellement dans la fabrication additive. Ces dernières pourront recevoir une aide à la décision, un accompagnement à la mise en œuvre de la fabrication additive par des experts indépendants et la réalisation d’une preuve de concept (POC) financée à hauteur de 50 % sur une plateforme de faisabilité.

Outre le dispositif d’accompagnement des PME, ce projet pilote permettra l’élaboration de supports de sensibilisation et de formation, intégrant notamment le volet HSE (hygiène sécurité environnement) qui constitueront un socle d’outils disponibles pour le déploiement de l’action dans les territoires. La première phase du projet s’est achevée avec le développement d’un outil de diagnostic et la mise en place d’une base de données de consultants formés à l’utilisation de l’outil.

Le réseau des plateformes prend forme

Le réseau des plateformes technologiques dédiées à la fabrication métallique prend forme petit à petit. Le Symop a lancé en mars 2018 un portail sur la fabrication additive qui référence les acteurs du secteur (tous matériaux), qu’ils soient fournisseurs de logiciels, matériaux, gaz, machines, solutions de post-traitement, bureaux d’études etc. Début 2019, il a ajouté une cartographie des plateformes technologiques consacrées à la FA. Chaque plateforme possède sa fiche détaillant sa vocation principale, ses moyens et ressources humaines, ses équipements et les financements éventuels lui permettant de mettre en œuvre des actions collectives et/ou privées.

Le nombre de plateformes dédiées à la fabrication additive métallique ne cesse de progresser. Le Cetim y est un acteur majeur grâce au développement de ses actions et de ses installations en région. Parmi les dernières nées, la création d’une unité pilote à dispositif partagé (UPDP) sur le site de Cluses en début d’année 2019 dans la vallée de l’Arve. Dans un bassin industriel qui produit des centaines de milliers de pièces avec des équipements de pointes, les entreprises locales sont cependant en recherche de procédés leur permettant de réaliser des courtes séries et de limiter les risques d’investissement. Une demande à laquelle la fabrication additive métallique peut répondre. Le fonctionnement de cette UPDP se fera comme celle installée à St Etienne, sous la forme d’un programme de 18 mois. Les industriels intéressés peuvent être accompagnés pour une sensibilisation à l’utilisation d’équipements de fabrication additive métallique basés sur la technologie du MBJ (Metal binder jetting – projection de liant sur poudre métallique) afin de valider une preuve de concept, monter en compétence ou encore monter un programme de R&D. Cette unité a d’ailleurs pour but de construire un programme collectif de R&D autour de la qualification du titane (Ti-6Al-4V) pour démontrer la capacité du procédé de MBJ à produire des pièces qualifiées pour les implants médicaux. Il s’agit là pour le Cetim de la 9e UPDP dédiée à la fabrication additive métallique. Un maillage régional qui vient compléter la mise en place d’une grande plateforme d’envergure internationale, l’Additive Factory Hub, qui s’est s’installée à Saclay en décembre 2017.

Un pôle d’excellence international

L’Additive Factory Hub portée par le Cetim et le CEA réunit autour d’elle une vingtaine de partenaires académiques et industriels. Cette plateforme représente un investissement de 40 millions d’euros sur 5 ans. Elle bénéficie d’une partie des 350 millions d’euros débloqués par la région Ile-de-France pour développer son activité industrielle et d’un apport du Cetim de 2,5 M€. Cette plateforme est dédiée à la R&D pour les différents partenaires du projet tels que Safran, Air Liquide, Poly-Shape, AddUp ou encore le CEA List, l’Onera ou les Arts et Métiers. Elle est aussi à disposition des PME qui ont besoin d’un accompagnement pour se lancer dans des investissements en matière de fabrication additive avec des programmes dédiés sur le modèle du programme national 3D Start PME. Potentiellement, 500 entreprises industrielles pourraient ainsi bénéficier de cette initiative.

Le maillage national s’appuie sur les régions

En parallèle de la mise en place de plateformes, les initiatives pour structurer la recherche et le développement industriel autour de la fabrication additive métallique s’appuient beaucoup sur des constructions régionales – propices à capter des fonds européens. C’est le cas par exemple du projet CLIP FAM (Caractérisation du Lit de Poudre pour la Fabrication Additive Métallique) construit autour d’un consortium normand composé de plusieurs entreprises et centres de recherches : Analyses & Surface, ArianeGroup, CEVAA, CRISMAT, GPM, INSA Rouen Normandie, LMN, NAE et Volum-e. Il bénéficie de fonds régionaux et de fonds européens. Débuté le 1er décembre 2018, ce projet a pour but de développer une méthode de caractérisation de l’étalabilité des poudres métalliques pour la fabrication additive (banc d’essai) ; renforcer la modélisation de l’étalabilité afin d’anticiper une production optimale ; évaluer l’impact d’une poudre avec une bonne/mauvaise étalabilité sur la pièce produite ; appuyer l’émergence d’une norme spécifique sur la poudre (volet étalabilité).

Ce projet constitue non seulement une initiative fédératrice et structurante pour les acteurs de la fabrication additive en Normandie mais il est aussi essentiel dans le développement futur de la filière de fabrication additive métallique. En effet, certains défauts ou hétérogénéité dans les pièces fabriquées naissent de la qualité et de la mise en œuvre des poudres métalliques qui empêchent le procédé d’être correctement industrialisé.  Aujourd’hui les poudres, selon leur procédé de fabrication, leur fournisseur etc présentent des différences qui nécessitent souvent de réétalonner la fabrication avant de lancer une série. Trouver les techniques pour caractériser et standardiser ces poudres est donc une étape essentielle à l’essor des technologies sur lit de poudre (fusion laser, fusion par faisceau d’électrons, projection de liant etc.).

Le PDG de Lubrizol martèle sans convaincre l’absence de toxicité

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Mardi matin, Eric Schnur était entendu par les députés dans le cadre de la la mission d’information de l’Assemblée nationale. Mardi après-midi, il était auditionné par les sénateurs pour la commission d’enquête parlementaire du Sénat sur la gestion des conséquences de l’incendie de l’usine Lubrizol.

Devant les sénateurs, le PDG de l’entreprise américaine a réitéré ses excuses à toutes les personnes touchées par cet incendie « au nom de nos 8700 employés dans le monde ». D’après les informations connues à ce jour, « l’incendie s’est déclenché en dehors du site, mais il faut encore en définir la cause », a-t-il prévenu.

Une absence de toxicité à moyen et long terme ?

Selon un document publié sur le site de la préfecture, 5 253 tonnes de produits chimiques ont brûlé dans l’usine classée « Seveso risque haut », ainsi que 4 252 tonnes de produits chez son voisin Normandie Logistique. Sur ce dernier site, 1 691 tonnes provenaient aussi de Lubrizol. Les substances stockées chez Normandie Logistique étaient uniquement des « produits non dangereux selon la réglementation Seveso », a soutenu le PDG. « Nous pensons pouvoir affirmer que tous les produits présents ne présentent pas de risques pour la santé », a assuré Eric Schnur, devant la commission. Depuis l’accident, plus de 2000 échantillons auraient été prélevés, et ils n’ont pas montré d’impact environnemental immédiat.

Les explications répétées du PDG sur l’absence de risques à moyen et long terme ne convainquent pas la commission. Ce patron américain se risque même à avancer que Lubrizol fait des simulations sur les fumées et qu’« il n’y a pas de différence significative avec ce que l’on peut trouver dans l’incendie d’une maison ». Des fumées qui seraient les mêmes, voire moins dangereuses que dans un incendie domestique ? « Cela n’est pas entendable pour les personnes qui ont vécu l’incendie », a réagi Céline Brulin, sénatrice de la Seine-Maritime. Mais le PDG l’affirme : les experts ont pu prédire les impacts sur la santé : « il n’y a pas d’autres impacts sur la santé que l’irritation causé par la fumée ».

L’entreprise veut se montrer coopérative

Face aux doutes du public, le PDG veut se montrer coopératif. « Nous allons continuer à soutenir les tests, l’échantillonnage, fournir des informations détaillées sur tous les produits », prévient-il. Et l’entreprise fera en sorte que des experts en toxicité indépendants puissent avoir les informations nécessaires pour mener leurs propres études.

L’eau utilisée pour éteindre l’incendie a été confinée et va être traitée, assure Eric Schnur. Un plan de surveillance sanitaire et environnemental qui regarde les effets à moyen et long terme a été mis en place. Il poursuit en rappelant la volonté de travailler en toute transparence avec les autorités et « agir en bon voisin ».

Des indemnisations à long terme

Si le montant des indemnisations n’est pas encore connu, le PDG de Lubrizol insiste sur sa volonté d’accompagner les agriculteurs et les entreprises affectés, notamment dans le tourisme. Des dispositifs sont en cours de réflexion pour faire face aux besoins les plus immédiats, mais il n’y a pas encore de système d’évaluation global. « Nous ne savons pas quels seront les besoins à long terme mais nous serons là », rassure-t-il.

En particulier, Lubrizol travaille avec la FNSEA pour indemniser en priorité les agriculteurs les plus touchés. L’entreprise est en lien avec la Préfecture pour gérer un fonds qui répondra aux besoins des entreprises. Et elle finance des opérations de nettoyage et les évaluations environnementales. Toutefois, rien n’a encore été discuté avec les autorités locales pour l’indemnisation des communes qui ont dû faire face à de nombreuses dépenses.

Un incendie commencé à l’extérieur

Comme tout le monde, Eric Schnur attend les résultats de l’enquête pour savoir ce qu’il s’est passé. Lubrizol n’a accès qu’aux images de surveillance vidéo sur son site. Celles-ci montrent que l’incendie a commencé à l’extérieur, puis s’est propagé sur le site.

Le système anti-incendie sur site a fonctionné pendant au moins 2 heures et délivré au moins 2000 tonnes d’eau. « Ce système est conçu pour éteindre un incendie dans les lieux de stockage, analyse Eric Schnur. Si l’incendie vient de l’extérieur, le système ne peut pas l’arrêter ».

Les opérations de traitement des fûts endommagés par l’incendie sur le site de Lubrizol devraient commencer ce mercredi et durer environ deux mois. « La partie production du site n’étant pas impacté par l’incendie, nous allons étudier la possibilité de le remettre en activité », fait savoir Eric Schnur. En attendant la reprise de l’activité, les employés continueront à être rémunérés.

Le Syndicat des énergies renouvelables appelle à accélérer le mouvement

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Jean-Louis Bal, le président du SER, n’y est pas allé par quatre chemin mardi dernier, en présentant les priorités de la profession des énergies renouvelables. Le SER juge que la PPE doit « être adoptée rapidement » et « doit redonner des perspectives aux filières oubliées, comme la géothermie électrique, l’hydrolien et la cogénération-bois ».

Urgence sur la chaleur renouvelable

C’est côté chaleur que le SER estime qu’il y a urgence à mettre en place « un plan d’accélération » car « nous sommes largement en-deçà de la trajectoire » permettant d’atteindre l’objectif qu’a fixé la loi de transition énergétique pour une croissance verte (LTECV) de 2015, insiste Jean-Louis Bal. Même si sur 2017 et 2018, la filière chaleur renouvelable a ajouté 1% par an, portant à 19,9% la part de cette énergie dans la consommation finale de chaleur, l’objectif fixé par la LTECV est de 38% en 2030 et celui de l’engagement européen est de 33% en 2020… Autant dire que le compte n’y est pas, à ce rythme, martèle le président du SER.

Le SER propose ainsi d’accompagner le développement de la chaleur renouvelable via une refonte du CITE (Crédit d’impôt pour la transition énergétique), car 60% des projets se sont développés grâce à ce mécanisme qui est modifié à compter du 1er janvier prochain. Il faut « éviter un trou d’air », insiste Jean-Louis Bal. Il faut donc que ceux qui lancent des projets avant la fin de l’année 2019 continuent de bénéficier du CITE tel qu’il existe estime-t-il. Une autre proposition vise à augmenter les moyens de l’Anah (Agence nationale de l’habitat), alors même qu’elle enregistre une baisse de ses dotations. Et il faut que les inserts et foyers fermés dans les « primo-acquisitions » puissent bénéficier du CITE, ce qui n’est pas le cas aujourd’hui. Sans oublier d’aligner les montants de la prime de la bûche sur ceux du granulé.

En outre, il y a urgence à mobiliser le fonds chaleur dont, certes, le budget sera porté à 350 millions d’euros en 2020 contre 298 M€ en 2019, qui seront dépensés, mais qui ne « porte pas encore ses fruits » auprès des entreprises et de l’agriculture, qui misent sur une baisse des prix des combustibles fossiles. Notamment à cause du coup d’arrêt mis à la contribution climat (ou taxe CO2), dont le SER juge qu’il faut lui redonner rapidement une trajectoire et une existence en la rendant acceptable par la population. Le fait que cette contribution soit suspendue au résultat de la « convention citoyenne pour le climat » fait courir un risque, estime le SER.

Enfin, pêle-mêle, le SER appelle à des mesures pour exploiter mieux le potentiel géothermique français, notamment en mettant en œuvre une exploration des aquifères profonds, et en dotant chaque région d’un animateur spécialiste de la question. Enfin, le syndicat souligne la nécessité de poursuivre le soutien aux grandes installations solaires thermiques, via la poursuite des appels d’offres de l’Ademe (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie).

Les filières électriques

Côté filières électriques renouvelables, Jean-Louis Bal constate que sur les années passées, la progression du solaire photovoltaïque atteint environ 1 GWc par an, et avec les résultats des appels d’offres de la Commission de régulation de l’énergie, ce chiffre devrait atteindre en 2021, 2 GWc par an. « Ce qui est encore insuffisant pour tenir l’objectif de la PPE » (20,6 GWc en 2023 et entre 35,6 et 44,5 GWc en 2028) car il faudrait installer 4 GWc par an, insiste Bal.

La récente loi énergie-climat facilite le développement du PV en mettant un seuil minimal de 30% sur les toitures des entrepôts, supermarchés et ombrières de parking, mais le SER juge nécessaire d’aller plus loin pour faciliter l’émergence de nouveaux projets. Jean-Louis Bal indique ainsi que la taille de certains projets n’est pas adaptée aux appels d’offres actuels, appelant à « instaurer un guichet ouvert pour les installations de moins de 500 kWc », une disposition permise par « l’encadrement des aides d’Etat au niveau européen ».

Par ailleurs, pour les centrales de grande puissance, il est nécessaire de poursuivre les efforts afin de faciliter l’accès au foncier, et notamment auprès des grands maîtres d’ouvrage publics, tels que l’armée, etc. Enfin, le SER rappelle l’obligation d’élargir le marché de l’autoconsommation collective.

Pour l’éolien terrestre, l’évolution de la puissance raccordée va dans le sens de la PPE (qui prévoit 2 GW raccordés par an), et le SER juge qu’il faut poursuivre les mesures de simplification entreprises, afin de raccourcir les délais de développement. En revanche, pour l’éolien offshore, il faut « aller au-delà des déclarations ». Le président du SER a rappelé que « pour 2021 et 2022, il n’y a aucun projet identifié » dans la PPE actuelle. Or pour assurer la rentabilité des usines en chantier, il faut de la visibilité. « C’est possible, il y a un potentiel suffisant, mais la planification doit démarrer sans tarder », a insisté Jean-Louis Bal.

Un gigawatt, dès 2020, et chaque année jusqu’en 2024 doit être affirmé, pour éviter un trou d’air pour les volumes d’éolien en mer posé. Le projet de PPE a été présenté avant Dunkerque, a ajouté Jean-Louis Bal. Or, Dunkerque montre que l’argument « c’est cher ne tient plus ». Il faut donc combler ce trou d’air potentiel.

En revanche, côté hydrolien, le président du SER a constaté que cette source d’énergie faisait partie des « filières oubliées » et « encore maltraitées », alors même qu’il y a quelques PME qui continuent en France et qui font de réels progrès (Sabella et Hydroquest, pour ne citer qu’elles !). C’est pourquoi le SER juge qu’il faut mettre en place les conditions nécessaires pour engager la phase de démonstration industrielle, et faire qu’en 2023, lors de la révision de la PPE, il puisse y avoir des appels d’offres ad hoc.

Enfin, le président du SER juge qu’il faudrait se pencher sur la géothermie électrique, qui constitue en outre une opportunité pour la production d’une filière française de production de lithium, terre rare largement utilisée pour les batteries. En effet, explique-t-il, le lithium est présent dans les eaux profondes géothermiques et pourrait en être extrait.

Fabrication additive métallique : un marché français encore timide

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Selon cette étude, l’activité française en matière de fabrication additive métallique est encore peu structurée pour la production de série et les équipements sont surtout la propriété de centres de recherche et de formation. Le marché est partagé en trois segments assez équilibrés : 30% pour les poudres (19,5M€), 40% pour les équipements (24M€), et 30% pour la fabrication des pièces(17,1M€). Les auteurs du rapport estiment que « la croissance sur le segment métal en France suit la tendance mondiale grâce à des donneurs d’ordres importants en aéronautique et en automobile » et devrait doubler entre 2018 et 2025 pour atteindre 122M€. La répartition du chiffre évoluerait avec le développement de la fabrication de pièces de série pour se répartir en 20 % pour les poudres, 30 % pour les équipements et 50 % pour la fabrication de pièces.

Une filière française qui se structure

Même si le marché est encore timide, plusieurs indices montrent que toute la filière est en train de se structurer. Tout d’abord, on voit l’émergence de gros acteurs tel Addup (co-entreprise de Fives et Michelin) qui grandit notamment par croissance externe, en rachetant d’autres entreprises françaises spécialisées et qui espère capter 10 % du marché mondial des équipements d’ici 2023. Ensuite, on observe le développement de la production de pièces en série et plus seulement des seules activités de prototypage qui se fait souvent par des alliances entre prototypistes, fabricants de machines et donneurs d’ordre. Cependant, ce développement ne se fait pas forcément avec des alliances franco-françaises et certains donneurs d’ordre travaillent avec des spécialistes de la fabrication additive métallique à l’étranger tels PSA qui travaille avec l’américain Divergent ou Mecachrome avec le norvégien Norsk Titanium. Les principaux secteurs actifs dans la fabrication additive métallique en France n’ont pas beaucoup évolué ces cinq dernières années. Il s’agit de l’aéronautique et du spatial, du médical et de l’automobile. Trois autres secteurs sont en train d’émerger : le luxe même si les volumes seront limités, l’énergie et la fonderie et l’outillage (pour la fabrication des moules notamment).

L’exemple de la fonderie française

En mai 2019, 3D Métal Industrie est née de la mutualisation des moyens de six fondeurs ardennais, d’un bureau d’étude et de l’Union des industries et métiers de la métallurgie (UIMM). Cette entreprise, installée à Charlevilles-Mézières, a acquis en juin une machine du fabricant ExOne – la S-Max Furane – dont les dimensions permettent de produire des moules d’une taille maximum de 1 800 x 1 000 x 700 mm et qui fonctionne sur la technologie du liage de sable afin de fabriquer des noyaux et des moules par fabrication additive. L’investissement de plus d’1,2 M€ n’était possible que via cette mutualisation. L’idée de l’entreprise est née des collaborations qui ont eu lieu pendant 3 ans sur la plateforme régionale Platinium 3D, qui accompagne les entreprises sur les procédés de fabrication additive, notamment métallique. Pour Renaud Mignolet, président de cette nouvelle entité, « cette technologie qui révolutionne la fonderie  permet de fabriquer vite et mieux plusieurs pièces de fonderie dans différents alliages et sans coût d’outillage. […] Elle offre ainsi  des perspectives de diversification sur des marchés à forte valeur ajoutée tout en permettant d’être plus compétitifs, performants et réactifs et de réaliser des économies de transport ».

Métal Industrie espère atteindre le million d’euros de chiffre d’affaires d’ici 5 ans en visant le marché français et européen. Cette initiative est emblématique de la structuration du marché français : un travail en réseau, une mutualisation des moyens qui s’appuie sur un tissu de PME dynamiques.

Un besoin de formation et d’accompagnement

Cette étude détaille aussi les principaux freins à lever pour que le marché tant mondial que français puisse pleinement prendre son essor. En France, les entreprises expriment un besoin important de formations « en re-conception mécanique pour apprendre à identifier les pièces où la fabrication additive métallique est adaptée et apporte une valeur ajoutée par rapport aux procédés traditionnels d’élaboration de métaux » explique l’étude.

Le besoin d’accompagnement a été clairement identifié et pris en compte par les pouvoirs publics. En France où les TPE/PME forment toujours le cœur du tissu industriel, cet accompagnement tant pour l’information, la formation, la réalisation de preuves de concept et le prototypage est essentielle afin de permettre à de petites structures d’accéder à ces nouvelles technologies. On voit donc émerger de nombreux programmes d’aides au niveau national ou régional et la création de plateformes mutualisées permettant un accès facilité aux équipements et aux compétences liés à la fabrication additive métallique.

Le marché mondial de la fabrication additive métallique explose

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Les données sur le marché mondial de la fabrication additive métallique sont aujourd’hui issues de différentes enquêtes de cabinets d’études, généralement américains. Les chiffres peuvent donc varier d’une source à l’autre mais tous les rapports vont dans le même sens : le marché de la fabrication additive métallique est en plein essor depuis 2015 et connaît une croissance rapide qui ne devrait pas se démentir avant plusieurs années.

Ainsi, dans son rapport 2019 sur le marché de la fabrication additive avec poudre métallique, le cabinet d’analyse Smartech Analysis évaluait le chiffre d’affaires du marché (machines, équipements, services) à 3,3 milliards de dollars pour 2018 avec une projection de croissance permettant d’atteindre 11 Md$ en 2024. Le rapport précise que les technologies sur lit de poudre représentent actuellement 80 % de toutes les installations mondiales mais que les ventes d’équipements de fusion sur lit de poudre ont marqué le pas en 2018 au profit de nouvelles technologies qui ont permis au marché de continuer sa croissance. Des technologies alternatives portées par de grands équipementiers comme Desktop metal, GE additive, HP, Stratasys qui proposent outre les équipements, tout un accompagnement du client permettant plus facilement aux entreprises de s’approprier ces nouvelles technologies.

En 2018, SmartTech Markets Publishing estimait que le nombre de machines dédiées à l’impression 3D métal avait augmenté de 80 % entre 2017 et 2016 et estimait que les revenus générés par ce marché était de 1,15 Md$ en 2017 contre 950 M$ en 2016, soit une croissance de 20 %. De son côté, le Wohlers Report de 2019 consacré à la fabrication additive notait une forte croissance du marché des matériaux de fabrication additive, notamment sur le segment des métaux avec une croissance de 41,9 % entre 2017 et 2018 dans la continuité des cinq dernières années. Une progression logique qui suit celle du marché des solutions ou des machines. Ce même cabinet estimait ainsi en 2018 que 1 768 solutions de fabrication additive métal auraient été vendues en 2017 contre 983 en 2016, (soit une hausse de 80% environ). Pour le cabinet d’audit et de conseil Deloitte, dans son rapport annuel Technology, Media and Telecommunications Predictions, le segment des matériaux d’impression 3D métal est passé de 28 % de parts de marché à 36 % entre 2017 et 2018 tandis que la part des plastiques est passée de 88 % à 65 %. Le cabinet n’hésitant pas à annoncer qu’à cette vitesse, le marché des matériaux métalliques pour la fabrication additive pourrait dépasser celui des plastiques dès 2020 ou 2021.

Les leviers de la croissance

Le marché global souffre cependant parfois d’une hésitation des clients à investir dans des équipements où les innovations sont rapides et qui pourraient donc être dépassés ou au moins bien moins performants que les machines qui sortent juste un an plus tard. SmartTech Analysis relève ainsi un certain attentisme des entreprises qui se préparent à investir mais attendent plus de maturité du marché. Le cabinet estime ainsi que pour que la croissance du marché ne soit plus limitée sur le moyen/long terme, il faudra progresser sur trois aspects essentiels : les logiciels, les services et la normalisation.

Derrière ces chiffres parfois impressionnants, notamment pour un marché extrêmement jeune et des volumes encore modestes comparés au marché global de la métallurgie, on trouve cependant des leviers solides indiquant une réelle implantation des nouveaux modes de production liés à la fabrication additive. Ainsi, la croissance s’explique en premier lieu par un début de maturité des solutions de fabrication proposées. Les machines ne sont plus seulement capables d’assurer des productions de prototypage rapide mais bien d’être compatibles avec la production de petites séries à des cadences industrielles honorables pour des produits soit haut de gamme soit très bas de gamme (imprimante métal de bureau).

En parallèle de l’amélioration des machines tant sur le plan de la productivité, de la qualité que de l’ergonomie, les technologies se sont diversifiées et certaines rendent l’accès financier à la fabrication additive métallique plus aisé (solution de Metal binder jetting par exemple comparée à des solutions de fusion par laser). Les matériaux continuent d’évoluer et le choix s’est beaucoup élargi permettant à de nouvelles industries de s’intéresser à ces nouvelles technologies. Enfin, ces deux dernières années ont vu l’arrivée de géants de l’industrie métallique s’emparer du marché : GE, HP pour les machines ou encore la création de véritables sociétés de services proposant des solutions clés en main pour les industries (sur le modèle d’Add-Up en France). Par ailleurs, au niveau des industriels eux-mêmes, le travail de qualification des processus de fabrication mené depuis parfois plus de 10 ans (notamment dans l’aéronautique et le spatial) porte désormais ses fruits et depuis quelques mois, on ne compte plus les pièces métalliques imprimées en 3D qui sont intégrées à des avions, hélicoptères, satellites etc.

Ce marché jeune est donc en pleine croissance et en pleine structuration et devrait voir dans les années à venir ses volumes et ses revenus continuer de croître avec des acteurs qui devraient se concentrer de plus en plus pour soit opérer sur l’ensemble de la filière soit pouvoir offrir plus de services et de solutions au cas par cas à leurs clients.

Rencontres et conférences pour la journée des Nations Unies

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L’UNESCO reçoit les jeunes lors de la journée des Nations Unies, célébrée chaque année le 24 octobre. Un jour anniversaire qui marque l’entrée en vigueur de la Charte des Nations Unies en 1945 et donc l’acte de naissance des Nations Unies.

A cette occasion, sept agences des Nations Unies seront présentes à Paris : le Centre régional d’information des Nations Unies (UNRIC), le Comité ONU Femmes France, le Haut-Commissariat des Nations Unies pour les réfugiés (HCR), le Programme alimentaire mondial (PAM), le Programme des Nations Unies pour l‘environnement (PNUE), l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) et l’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO).

Des rencontres pour échanger

Pour célébrer la journée des Nations Unies, l’organisation part à la rencontre de son public. Les étudiants et les jeunes, en particulier, sont attendus pour échanger autour des actions, des programmes ainsi que les Objectifs de développement durables (ODD). D’autres acteurs participent à cette journée, tels que l’Association française pour les Nations Unies (AFNU) et le Ministère français de l’Europe et des Affaires étrangères.

Des conférences pour apprendre

Outres les espaces d’échanges, deux sujets de conférences vont rythmer cette journée :
– « S’engager et travailler pour les Nations Unies », à 10 heures et à 15 heures
– « Villes durables pour tous », à 13 heures, avec la participation de Thierry Happe, président et co-fondateur de Netexplo, observatoire indépendant de l’innovation digitale, de Philippe Saurel, maire de Montpellier, ville membre du Réseau mondial UNESCO des villes apprenantes et des représentants des agences Nations Unies. (*Objectif 11 Villes et communautés durables, parmi les 17 Objectifs de développement durables à atteindre d’ici à 2030.)

À la fin de la conférence sur les « Villes durables », le Challenge CAMPUS 2030 sera lancé. Tous les étudiants sont invités à participer à ce challenge, en imaginant le campus de demain, un campus plus durable et plus solidaire.

Voici le lien pour s’inscrire à cette journée des Nations Unies le 24 Octobre 2019 de 10 heures à 17 heures à la Maison de l’UNESCO : https://fr.unesco.org/feedback/241019-rsvp

Un hydrogel thermosensible à base de protéines pour l’administration ciblée de médicaments

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Les hydrogels sont des réseaux 3D de polymères capables de passer de l’état de liquide à celui de gel sous l’influence de facteurs physico-chimiques tels que la température ou l’acidité. Comme le corps humain est lui-même constitué d’une multitude d’environnements, les hydrogels sont ainsi particulièrement intéressants pour l’administration ciblée de médicaments.

Un hydrogel à base de protéines

La synthèse d’hydrogels a cependant l’inconvénient d’utiliser des agents de réticulation dont la toxicité est incompatible avec un usage dans le corps humain. Il est donc nécessaire d’ajouter une étape d’extraction à leur processus de fabrication. Pour contourner ce problème, l’équipe du professeur Jin Kim Montclare de la NYU Tandon School of Engineering vient de créer un hydrogel conçu à partir d’une protéine. Cet hydrogel biocompatible est, d’après Montclare, “le premier hydrogel thermosensible conçu à partir d’une protéine à spirale enroulée et capable de passer de l’état de solution à celui de gel, par un procédé d’auto assemblage, sans l’aide d’un agent extérieur et à basse température”.

Des essais d’encapsulation concluants

La conception de l’hydrogel n’était que la première phase. Par la suite, des essais d’encapsulation ont été menés dans le but de démontrer l’efficacité de cet hydrogel pour le transport in vitro de médicaments. Pour simuler ce transport, les chercheurs ont choisi la curcumine (le pigment principal du curcuma) comme molécule à encapsuler.

Les résultats, publiés dans la revue américaine BioMacromolecules, indiquent que la liaison curcumine/protéine augmente la stabilité thermique et l’intégrité mécanique de l’hydrogel. Les analyses de structure et les essais de microscopie révèlent par ailleurs la présence d’un enchevêtrement de nanofibres de la protéine, ce qui crée une matrice poreuse permettant d’emprisonner de petites molécules hydrophobes telles que la curcumine.

Les prochains travaux de ce groupe de chercheurs porteront sur la conception d’hydrogels programmés pour répondre de manière précise à des températures déterminées.

Bientôt l’administration ciblée de médicaments ?

L’administration ciblée de médicaments et la nano médecine font partie des thèmes de recherche en vogue en raison des progrès immenses qu’ils laissent entrevoir en médecine. Les projets de recherche se multiplient partout à travers le monde, y compris en Europe, notamment à travers la plate-forme de financement EuroNanoMed qui a lancé en 2019 un appel à projet transnational sur la nano médecine.

Source

Les voitures autonomes menacent les centres-villes

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Le développement non contrôlé des voitures autonomes pourrait augmenter considérablement les embouteillages dans les villes européennes. Sans réglementation, le trafic pourrait augmenter de 50 % à 150 %. Cela entraînerait une hausse des émissions de CO2 dû aux voitures de 40 % d’ici 2050. Cette envolée enterrerait la possibilité d’atteindre les  objectifs climatiques européens.

Dans son nouveau rapport, l’ONG Transport & Environnement prédit une réduction drastique des prix des véhicules autonomes. De plus en plus confortables et de moins en moins chers, ces véhicules rouleraient davantage et gagneraient des parts de marché sur les transports en commun et les déplacements en vélo.

Réglementer les applications sans chauffeur

En ligne de mire de la Fédération européenne pour le transport et l’environnement se trouvent en particulier les applications, telles que Uber. En pilotant des services de véhicules automatisés, elles encourageront de nouveaux trajets et conduiront à davantage de kilomètres parcourus, augmentant les émissions et aggravant la congestion. Lorsque les voitures actuellement avec chauffeur seront automatisées, les tarifs pourraient chuter de plus de 50%. Alors, la demande se multipliera.

« Nous avons un besoin urgent de politiques garantissant que tous les véhicules de type taxis et autobus opérant dans les grandes villes n’émettent pas d’émissions d’ici 2025, avec des incitations pour les trajets partagés et une réduction progressive des places de stationnement disponibles pour les voitures particulières », prévient Yoann Le Petit, nouvel expert en mobilité chez T & E

Réduire la place de la voiture en ville

Des solutions existent pour contrer ce funeste destin. Les experts incitent les villes à refuser l’accès des centres villes aux voitures autonomes thermiques. Ils proposent de réduire progressivement l’espace dédié aux voitures et déployer en parallèle des voitures électriques partagées et autonomes. Cela pourrait réduire la congestion des villes de 60%.

Au programme : la réduction des places de stationnement, des routes plus étroites, moins de voies réservées aux voitures. Mais aussi l’amélioration des transports en commun et la mise en place de plans de circulation pour réguler les flux de voitures privées dans les villes. Ce changement dans la planification urbaine, associé au passage à des véhicules zéro émission, permettrait de se mettre sur la voie d’une décarbonisation des transports d’ici 2050.

« L’automatisation, l’électrification et le partage sont trois révolutions qui peuvent transformer notre façon de nous déplacer, analyse Yoann Le Petit. Mais, que ce soit une bonne chose pour l’environnement ou pour la qualité de vie de nos villes dépend entièrement des choix que font les gouvernements ». Avant d’ajouter : « Si nous voulons une mobilité durable, nous devons interdire les voitures sans conducteur équipées de moteurs à combustion et réduire progressivement l’espace disponible dans les villes pour les voitures. »

Des nanoémetteurs thermiques sélectifs

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21Avant d’être supplantées par la technologie LED, les ampoules à incandescence étaient surtout connues pour leur capacité à émettre de la lumière dans le visible. Néanmoins, cette technologie a d’autres utilisations moins connues du grand public. En effet, l’incandescence reste à l’heure actuelle le moyen le plus simple de produire un rayonnement infrarouge. Ainsi, le fonctionnement des technologies de détection infrarouge dépend toujours de ce type de source.

Une source de rayonnement thermique accordable

À l’Université de Rice, à Houston au Texas, l’équipe de chercheurs du professeur assistant Gururaj Naik a créé un nouveau type de de sources incandescentes à la fois lumineuses, directionnelles et surtout dont la longueur d’onde est accordable. Comment ? En repensant la manière de concevoir les émetteurs thermiques infrarouges.

Une agrégation de nanoémetteurs thermiques sélectifs

Les sources lumineuses ont longtemps été considérées comme des sortes de « boîtes noires » que l’on tentait d’exploiter au mieux. Mais les chercheurs ont eu une idée innovante : découper la source lumineuse en plusieurs éléments et les faire interagir. Chaque sous-élément a ainsi une fonction qui lui est propre, par exemple apporter de la luminosité ou un rayonnement sur des longueurs d’onde spécifiques.

Un fonctionnement basé sur la physique quantique

Alors que les métaux sont connus comme étant des émetteurs très lumineux, ils ont malheureusement une sélectivité faible. À l’inverse, les semi-conducteurs sont des émetteurs très sélectifs, mais dont la luminosité est basse.

Concrètement, les chercheurs du « Rice University engineering laboratory » ont réussi à combiner les propriétés de ces deux éléments complémentaires à l’aide de la physique quantique. Alors que les deux oscillateurs (de taille submicronique) qu’ils ont créés demeurent passifs à température ambiante, il se produit un couplage électromagnétique lorsqu’ils sont chauffés à 700 °C. Ainsi, lorsque l’oscillateur métallique émet suffisamment de rayonnement thermique, le disque en silicium devient capable de stocker et de libérer de la lumière de manière contrôlée.

Des applications dans de nombreux domaines

En associant ces deux matériaux, les chercheurs ont créé ce qu’ils appellent une transition de phase optique (optical phase transition), ce qui rend ce couplage extrêmement sensible aux perturbations extérieures. Par conséquent, l’utilisation de composants basés sur cette technologie nanophotonique permettrait de concevoir des capteurs ultra-performants.

Enfin, alors que les technologies utilisant les semi-conducteurs au silicium semblent montrer leurs limites, les commutateurs optiques sont annoncés par l’ITRS (L’International Technology Roadmap for Semiconductors) comme successeurs désignés. Le système développé par l’équipe du professeur Naik peut ainsi être considéré comme une avancée majeure en ce domaine.

Source

Réseaux de chaleur et de froid : un coup de pouce ?

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Le 7 octobre, à Reims, Elisabeth Borne, la ministre de la Transition écologique et solidaire (MTES), et Emmanuelle Wargon, secrétaire d’Etat, ont présenté ces mesures destinés « à promouvoir le développement des réseaux de chaleur et de froid en France ». Celles-ci sont organisées autour de cinq grands axes :

  • accroître la mobilisation et l’attractivité des réseaux ;
  • améliorer l’information et la protection des consommateurs ;
  • renforcer la compétitivité économique des réseaux ;
  • contribuer au verdissement de l’énergie délivrée par les réseaux ;
  • valoriser l’innovation et investir dans la recherche et le développement.

Les réseaux de chaleur et de froid jouent un rôle indispensable pour massifier les énergies de chauffage sans carbone, ou constituent des systèmes de production et de distribution de froid efficaces au plan énergétique et environnemental. Le projet de Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) prévoit d’ailleurs, dans son état actuel, une augmentation de 74 % de la chaleur de réseau d’ici à 2023. Une chaleur qui devra « verdir », insiste le MTES. Le gouvernement envisage ainsi d’augmenter le taux d’énergies renouvelables et de récupération (ENR&R) nécessaire pour être éligible à la TVA à 5,5 % ; il pourrait être fixé à 55% en 2025 et à 60% en 2030, contre 50 % actuellement.

Cœur du dispositif, le Fonds chaleur

Le Fonds chaleur est géré par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe). L’enveloppe du Fonds chaleur devrait atteindre 290 millions d’euros en 2019, et pour 2020, sa dotation initiale atteindrait les 350 M€. En 2018, alors que la dotation initiale était de 208 M€, 259 M€ ont été engagés, rappelle le MTES. L’enveloppe pour 2020 s’inscrit dans un contexte de gel de la contribution climat-énergie (CCE) ou taxe carbone qui a « un impact significatif sur la compétitivité des réseaux de chaleur », souligne le MTES dans son dossier de presse sur les mesures. En revanche, dès 2021, « la trajectoire d’augmentation du Fonds chaleur » sera revue « afin de compenser le gel de la CCE si la reprise d’une trajectoire de hausse de cette dernière n’est pas décidée d’ici là ».

Le MTES se fixe comme ambition, via une campagne ad hoc de communication, de toucher quelque 50 à 60 collectivités sans réseau par an. D’autres mesures visent à favoriser ces réseaux qui souffrent souvent de la concurrence avec le gaz naturel.

Le Syndicat des énergies renouvelables (SER) a accueilli avec satisfaction ces mesures qui « visent notamment à améliorer la compétitivité des réseaux ». Il se félicite également de la possibilité d’attribuer des certificats d’économies d’énergie (CCE) pour des raccordements sur des réseaux qui bénéficient de l’aide du Fonds chaleur et de celle d’augmenter le plafond d’éligibilité des aides au forfait de ce dispositif.

De son côté, la FNCCR (Fédération nationale des collectivités locales et concédantes), qui est à la pointe du dispositif depuis des années, signale des « bonnes nouvelles ». Elle donne l’exemple des prochains outils développés par l’Ademe avec notamment le concours de la FNCCR mis en ligne d’ici la fin de l’année, tout comme la cartographie ViaSèva plus visible et le site observatoire-des-réseaux.fr. Autres moyens mis en place : l’adoption du principe d’un bonus Fonds Chaleur pour les projets participatifs – mesure fortement portée par la FNCCR – dans la logique des actions menées dans les ENR électriques, et l’actualisation régulière du schéma directeur, qui va contribuer à renforcer le réseau de chaleur en outil d’aménagement. La FNCCR va s’atteler à l’ouverture de la réflexion sur la tarification aux côtés de tous les partenaires qui voudront s’impliquer en raisonnant en approche globale de modèle économique des réseaux de chaleur.

En revanche, la Fédération regardera avec vigilance certains points, notamment l’augmentation du taux de 50% à 55% (2025) puis 60 % (2030) pour bénéficier de la TVA à taux réduit qui se fait dans un calendrier maîtrisé ; des points de vigilance seront portés par la FNCCR, notamment sur certains cas à sortir de cette obligation, comme les réseaux géothermiques.

Des indicateurs pourtant au vert

Les réseaux de chaleur se font à partir de la chaleur fatale, de la géothermie, des ressources forestières locales gérées durablement, de la chaleur en cogénération via des unités de méthanisation territoriales, ou encore de l’énergie du soleil avec le solaire thermique.

Le développement des réseaux de chaleur s’accompagne en effet d’un verdissement rapide de leur mix énergétique. En 2005, ils utilisaient 74% d’énergies fossiles et seulement 26% d’ENR&R. En 2017, cette part atteint 56% du mix. Il s’agit d’une hausse constante et rapide qui s’est d’ailleurs accélérée ces dernières années : 83 % des réseaux, soit 88 % des livraisons de chaleur, utilisent désormais des énergies vertes pour produire de la chaleur.

Le groupe de travail a réuni au total une centaine de participants, avec l’implication forte de plusieurs d’entre eux, notamment le Syndicat National du Chauffage Urbain et de la Climatisation Urbaine (SNCU), l’association AMORCE, la Fédération nationale des collectivités concédantes et régies (FNCCR), appuyés par l’expertise de l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME), du Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (CEREMA), et de la Direction générale de l’énergie et du climat (DGEC), qui en assurait l’animation. Un travail en ateliers avec les membres du groupe s’est déroulé de mars à juillet 2019.

Chiffres-clés des réseaux de chaleur et de froid en France (Source MTES)

  • 760 réseaux de chaleur, principalement dans les grands centres urbains, avec une longueur cumulée de 5 397 km représentant 25 TWh de livraison de chaleur.
  • Ils alimentent à 91% des bâtiments résidentiels et tertiaires (56% sont des logements, 35% du tertiaire), les autres secteurs (industrie, agriculture) se répartissent les 9% restant.
  • 56% de la chaleur produite est d’origine renouvelable ou de récupération.
  • Cela correspond à 2,4 millions de logements ou équivalent, soit 38 212 bâtiments raccordés.
  • En 2017, avec une longueur cumulée de 198 km, les 23 réseaux de froid ont permis de livrer 1 TWh d’énergie calorifique en 2017.

Le Prix Nobel de chimie 2019 récompense la recherche sur les batteries lithium ion

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Il s’agit de John B. Goodenough de l’université d’Austin au Texas (USA), M. Stanley Whittingham de l’université de Binghamton, dans l’État de New York (USA) et de Akira Yoshino (Meijo University, Nagoya, Japon).

Petit rappel historique sur l’origine des batteries Li-on.

À l’origine : la crise pétrolière des années 70

C’est en recherchant un moyen de se passer des énergies fossiles que le chimiste britannique Michael Stanley Whittingham a découvert le potentiel immense du TiS2, un matériau à la densité d’énergie très forte. Il l’utilisa ainsi en tant que cathode dans une batterie au lithium et créa un nouveau type de pile. Néanmoins, le lithium métallique qui entrait dans la composition de l’anode rendait cette batterie trop explosive pour être utilisée.

Phase de développement dans les années 80

John Goodenough proposa ensuite de remplacer les sulfures tels que le TiS2 par des oxydes métalliques. En 1980, il démontra qu’en intercalant de l’oxyde de cobalt avec des ions lithium il était possible d’obtenir des batteries de 4 V, soit le double de la première pile de Whittingham. Cette avancée importante participa ainsi à la création de batteries plus puissantes.

Les premières batteries Li-ion

C’est en se basant sur les travaux de Goodenough que le japonais Akira Yoshino créa la première véritable batterie Li-ion en 1985. Néanmoins, au lieu d’utiliser une anode au lithium, fortement réactive, il utilisa le coke, un matériau carboné lui aussi capable de s’intercaler aux ions lithium. Le résultat fut satisfaisant : une batterie légère, hautement résistante et pouvant être chargée des centaines de fois était née.

Les batteries lithium-ion ont de l’avenir

Ce type de batterie a révolutionné notre quotidien depuis son entrée sur le marché en 1991. Sans elle, la téléphonie mobile ne serait pas ce qu’elle est aujourd’hui, pas plus que les véhicules 100% électriques.

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The Ocean Cleanup collecte ses premiers déchets plastiques

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Sa deuxième tentative aura été la bonne. Un an après le déploiement d’un premier test à grande échelle au large de San Francisco, The Ocean Cleanup annonce le succès de son système 001/B. « Nous avons maintenant un système autonome dans le Vortex de déchets du Pacifique nord qui utilise les forces naturelles de l’océan pour capturer et concentrer passivement les plastiques, confirmant ainsi le principe le plus important derrière le système de The Ocean Cleanup », se félicite Boyan Slat, fondateur de The Ocean Cleanup. Les déchets plastiques arrêtés comprennent des plastiques de toutes tailles, s’échelonnant de microplastiques de 1 mm jusqu’à des filets de pêche fantômes.

Des avancées en un an de recherche et de tests

Une première barrière flottante de 580 mètres avait été déployée en septembre 2018 au cœur du gyre du Pacifique Nord. Fin décembre, elle avait dû être ramenée à terre à la suite de plusieurs avaries. En particulier, la barrière et les déchets se déplaçaient sensiblement à la même vitesse. Conséquence : les plastiques n’étaient pas capturés par le système.

Pendant un an, les équipes ont retravaillé le système, avant de déployer le système 001/B le 26 juin dernier à partir de Vancouver, au Canada. Après plusieurs configurations testées, l’équipe est fière d’annoncer ses nouveaux résultats. L’ajout d’une ancre avec un parachute a permis de ralentir le système. Et un nouveau design a permis d’arrêter les déchets qui passaient par-dessus les flotteurs. Désormais, le plastique est bien collecté et capturé dans le système.

Avoir un système autonome pour réduire les coûts

L’objectif initial du fondateur était d’arriver au déploiement de 50 barrières dès 2020 pour assurer le nettoyage de la moitié du plastique flottant dans les premiers mètres de ce gyre en 5 ans. Cela reviendrait à récolter 15 000 tonnes de plastiques par an. Il y aura des retards puisqu’il reste deux défis importants à relever : obtenir une durabilité du système et une rétention des plastiques à long-terme. « La clé pour avoir un système économiquement viable est de pouvoir concentrer et collecter le plastique de façon autonome sur de longues périodes de temps », précise Boyan Slat. Il ajoute qu’il faut désormais « améliorer le système pour pouvoir rester là-bas pendant un an et avoir à ne récolter le plastique que périodiquement, car le paramètre à optimiser est réellement le nombre d’heures de bateaux nécessaire pour récolter une tonne de plastique ».

Les tests continuent sur le System 001 jusqu’à fin novembre. L’équipe est déjà à pied d’œuvre pour développer le système 002, un système de nettoyage complet, qui répondra à ces besoins et que Boyan Slat compte dévoiler « aussitôt que possible ».

Repérer des personnes à travers un mur grâce au Wi-Fi

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La technique proposée par Yasamin Mostofi et son équipe est appelée XModal-ID (prononcé Cross-Modal-ID). Elle permet d’indiquer si une personne se cache derrière un mur.

Pour relever ce défi, la première étape consiste à extraire une image 3D de la vidéo de la personne à l’aide d’un algorithme d’extraction de maillage 3D humain. Ensuite, les chercheurs tentent de simuler les signaux RF qui auraient été générés si cette personne marchait dans une zone de couverture Wi-Fi, par approximation des ondes électromagnétiques.

La troisième étape consiste à faire correspondre la démarche de la personne en comparant les spectrogrammes créés par les signaux Wi-Fi en temps réel et ceux de la vidéo.

Enregistrer la fréquence cardiaque…

Lors de ses expériences, l’équipe américaine a obtenu des résultats de précision situés entre 82 % et 89 %. Comme l’ont suggéré les chercheurs, cette technique serait d’une grande aide pour la police qui tente d’identifier des suspects.

Ce n’est pas la première fois que des scientifiques mettent au point un moyen d’identifier les personnes à travers les murs. En 2015, des chercheurs du Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT avaient mis au point un dispositif de capture RF permettant d’identifier les silhouettes humaines à travers le mur en utilisant les réflexions du corps sur les transmissions sans fil.

Ils avaient développé un dispositif, appelé RF-Capture, qui transmettait des signaux sans fil et analysait ensuite leurs réflexions pour reconstituer une forme humaine.

Leur solution améliore un projet entamé par l’équipe du MIT dès 2013. Selon ces chercheurs, RF-Capture est suffisamment performant pour déterminer les différences subtiles dans les formes corporelles. Sa précision atteindrait les 90 %. Il peut même enregistrer le rythme respiratoire et la fréquence cardiaque d’une personne.

Suivre des objets en mouvement

Les recherches ne se focalisent pas uniquement sur la détection humaine. Des applications professionnelles sont également envisagées. En 2017, des chercheurs de l’Université technique de Munich (TUM) avaient développé un procédé d’imagerie holographique capable de générer des images 3D de l’environnement en utilisant le Wi-Fi.

« Grâce à cette technologie, nous pouvons produire une image tridimensionnelle de l’espace autour de l’émetteur Wi-Fi, comme si nos yeux pouvaient voir le rayonnement micro-ondes », expliquait Friedemann Reinhard, directeur du Emmy Noether Research Group for Quantum Sensors à l’Institut Walter Schottky de l’Université technique de Munich.

Les exploitants d’installations industrielles automatisées pourraient s’en servir pour suivre les objets en mouvement.

L’ECE forme les ingénieurs à la voiture du futur

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Depuis la mi-septembre, 32 étudiants de l’école d’ingénieurs ECE Paris.Lyon suivent une nouvelle formation accessible en cinquième année, dont l’intitulé ne fait aucun mystère de la spécialisation : Véhicule Connecté et Autonome. Lors du mondial de l’auto 2018, les écoles d’ingénieur ESIEA et Estaca avaient elles aussi annoncé le lancement de filières dédiées aux véhicules autonomes.

L’automobile de demain mobilisera en effet des expertises qui rompent avec celles du passé. Moins centrée sur le moteur thermique, la valeur ajoutée se décale vers l’informatique, les télécommunications, l’intelligence artificielle… Porte-parole de cette industrie et décisionnaire de la stratégie, la Plateforme de la Filière Automobile (PFA) rappelle qu’une voiture autonome et connectée fonctionne grâce à une centaine de millions de lignes de code, sept fois plus qu’à bord d’un Airbus A380. En 2040, le système embarqué pourrait représenter la moitié du coût de développement du véhicule.

Combinée aux changements technologiques (émergence des motorisations électrique ou hybride…) et sociétaux (la voiture n’est plus un bien mais un moyen), cette vague numérique bouleverse les métiers. « Les opérateurs de production risquent de disparaître dans les cinq à dix ans, prévient Emmanuelle Peres, directrice générale adjointe de la PFA. D’autres métiers devront se reconvertir ou monter en compétence, la tendance s’accélérant. Enfin, de nouveaux profils se développent dans la conception et l’innovation. Mais ces postes sont difficiles à pourvoir ». Dès lors, l’industrie automobile, qui prévoit de recruter 8000 ingénieurs par an d’ici à 2022, pourrait se retrouver sous tension.

Préparer des ingénieurs pour 2030

La crainte de la pénurie a motivé la création de cette majeure au sein de l’ECE, bientôt centenaire, dont les cursus se focalisent sur les nouvelles technologies. Après un appel à projets, la proposition de cette école a été retenue par la PFA, qui dispose d’un budget de 18 millions sur cinq ans (cofinancé à moitié par l’État) pour élaborer les modules de formation. C’est l’un des premiers résultats concrets de la feuille de route signée en mai 2018 par la PFA et le gouvernement, afin que la filière automobile s’adapte aux nouveaux enjeux : le véhicule électrique, le véhicule autonome et connecté (le projet d’expérimentation SAM est en cours), le développement de la compétitivité et l’acquisition de nouvelles compétences pour une mise à niveau des métiers, donc. Et cette dernière ne s’envisage pas sur le court terme. « Grâce à cette formation, on se prépare pour les années 2025-2030, reconnaît Hervé Gros, directeur général de la Société des ingénieurs de l’automobile (SIA). La moitié des compétences recherchées ne seront pas satisfaites en 2022, si tant est qu’on les connaisse exactement ».

Dans le détail, le programme compte 190 heures de cours théorique et se compose de quatre modules : conception de l’architecture système/logicielle/électronique, fonctionnement en autonomie (capteurs, IA…), connectivité (cybersécurité, télécommunications…) et usage (enjeux générationnels, attentes des clients…). Les intervenants responsables de l’enseignement exercent dans les sept entreprises partenaires, à savoir AVL, Faurecia, PSA, Renault, Transdev, Valeo et Vector. La pédagogie est complétée par des projets de réalisation technique, en collaboration avec des industriels, et un stage de 100 jours au minimum. L’ECE envisage une centaine d’élèves dans cette filière d’ici à trois ans.

Vers la bioimpression de tissus fonctionnels

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C’est le grand défi de la bioimpression : rendre les tissus fonctionnels pour pouvoir les implanter sur des êtres humains. “Il est beaucoup plus simple de réaliser un tissu qui ressemble à un tissu humain – une composition de cellules – que de faire un tissu avec une fonction” confie Christophe Marquette, coordinateur de la plateforme 3DFab de Lyon dont une partie des travaux concerne l’impression de peau pour grands brûlés. Cette fonction est par exemple la solidité du tissu ou encore son élasticité. Nous sommes encore loin des organes artificiels implantables sur l’humain, mais les réalisations récentes – au-delà de nos frontières – montrent que les travaux sont sur la bonne voie.

Des cœurs humains

La création d’un organe fonctionnel, à partir de cellules prélevées directement sur le patient, offre un espoir pour les personnes en attente d’une greffe. L’utilisation des propres cellules du futur hôte permettrait ainsi d’éviter les potentiels rejets d’une transplantation d’organe étranger. Deux cœurs de petite taille imprimés en 3D ont été dévoilés cette année.

Le premier, en avril, a été conçu par une équipe de recherche israélienne de l’université de Tel Aviv à partir de cellules souches. Pour concevoir l’encre, les scientifiques ont utilisé des cellules du tissu adipeux qu’ils ont reprogrammées en cellules souches pluripotentes induites, puis différenciées en cardiomyocytes (cardiaques) et endothéliales (vaisseaux sanguins). La matrice extracellulaire est transformée en hydrogel. Les deux types de cellules sont ensuite combinés séparément avec l’hydrogel pour réaliser l’encre destinée aux tissus cardiaques et de vaisseaux sanguins. Le réseau de vaisseaux est, selon les chercheurs, “encore limité”. L’évolution des techniques d’impression permettant leur réalisation avec précision pourrait changer la donne.

Le second, de l’entreprise américaine Biolife4D, est un mini-cœur fonctionnel. La société a mis au point une encre composée d’éléments de la matrice extracellulaire reproduisant les propriétés du cœur des mammifères. Des cellules sanguines ont été reprogrammées en cellules souches pluripotentes induites pour ensuite les différencier en cellules cardiomyocytes. Ces cellules ont été couplées à la bio-encre pour imprimer le cœur.

Des techniques de vascularisation

D’autres équipes de recherche travaillent quant à elles sur des techniques pour vasculariser les tissus et permettre leur fonctionnement. C’est le cas des scientifiques des universités de Rice et de Washington qui ont mis au point une technique s’appuyant sur la photopolymérisation, en utilisant des cellules vivantes et des hydrogels, pour imprimer des réseaux vasculaires complexes. Celle-ci permet de réaliser des réseaux vasculaires enchevêtrés complexes qui imitent les réseaux naturels pour le passage de fluides tels que l’air, le sang ou encore la lymphe. Pour démontrer leur technique, les scientifiques ont imprimé une petite poche d’air entourée de vaisseaux sanguins afin de montrer la robustesse des vaisseaux lors de la circulation sanguine. En se remplissant d’air et en se dégonflant, elle reproduit le mécanisme naturel d’un poumon.

Les scientifiques de l’institut Wyss de Harvard se sont penchés quant à eux sur une autre technique : “l’écriture sacrificielle”. Celle-ci consiste à imprimer des vaisseaux sanguins dans une matrice composée de tissus dérivés de cellules souches, puis à retirer l’encre pour laisser place à des canaux fonctionnels. L’équipe a réussi à créer du tissu cardiaque capable de battre de manière synchrone pendant sept jours.

Bioimpression : “Le challenge est de faire de la peau avec une tenue mécanique que l’on pourra suturer”

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Les techniques ont-elles évoluées ? Comment fabrique-t-on un tissu biologique ? Quels sont les challenges à relever ? Pour faire le point sur l’avancée de la bioimpression en France, nous avons interrogé Christophe Marquette, coordinateur de la plateforme 3DFab créée en 2015 à Lyon, et spécialisée dans la fabrication additive pour les applications médicales. Le biochimiste réalise des recherches sur les matériaux pour qu’ils puissent être implantables en 3D, comme des tissus pour la greffe ou des implants sur mesure.

Depuis la création de la plateforme 3DFab en 2015, comment la bioimpression a-t-elle évolué en France ?

Les techniques sont beaucoup plus matures. Nous avons accès à des outils performants en bioimpression, inspirés des techniques de l’impression du plastique comme l’encre chargé en cellules. On utilise par exemple des techniques d’extrusion, une sorte de seringue qui réalise des traits fins de pâte. Le dessin en 3D se réalise par pression sur la buse. Il existe également des technologies hybrides extrusion – jet d’encre pour les cellules n’aimant pas la pâte, comme celle de la rétine n’étant pas engluée dans un film plus épais. Il y a encore des choses à améliorer, mais la technique est plutôt bien rodée. En fonction de la qualité des machines, on va avoir des choses plus précises, mieux résolues et plus reproductibles.

Comment imprime-t-on un tissu ?

On n’imprime pas le tissu, on imprime la cellule vivante dans de la gelée. Pour devenir un tissu, il faut la laisser maturer. C’est comme faire murir un fruit, cela prend du temps. Pour faire une peau par exemple, il nous faut 20 minutes afin d’imprimer une surface de 10 x 10 cm et 2 à 3 semaines pour qu’elle devienne de la peau. La grande partie de la recherche se focalise sur l’accélération de la maturation des cellules. Et comment s’en servir pour devenir un tissu fonctionnel avec vascularisation.

Rendre un tissu fonctionnel, est-ce le challenge de la bioimpression ?

Pour le moment, il n’existe pas – ou de manière anecdotique – de tissu fonctionnel qui s’implante. Il existe des choses cellularisées, mais pas de tissu réimplanté. Le challenge est de faire de la peau, avec une tenue mécanique, que l’on pourra suturer. Il faut que la peau devienne solide. Cela fait partie de ce que l’on appelle la post-impression. Il est beaucoup plus simple de réaliser un tissu qui ressemble à un tissu humain, qui n’est qu’une composition de cellules, que de faire un tissu avec une fonction. Par exemple, de rendre élastique une peau imprimée. Pour y parvenir, on active la synthèse d’élastine et on organise les fibres de collagène par stimulation mécanique.

C’est un domaine sur lequel vous travaillez ?

Nous avons tout un pan sur l’impression de peau pour les grands brûlés. Nous sommes en phase pré-clinique mais nous ne ferons pas la première implantation sur l’homme avant 2 ans. Pour pouvoir implanter sur une personne, il faut entre 10 et 20 ans. On doit passer toutes les barrières réglementaires, faire des tests pré-cliniques sur des modèles expérimentaux pour avoir suffisamment de données en toxicologie et efficacité in vivo. En d’autres termes, montrer que ce n’est pas dangereux. Et fabriquer de la peau est une technique simple, car on le fait directement sur la personne avec un bras robotique qui se déplace au-dessus des surfaces. La maturation se fait sur la personne, le tissu devient fonctionnel automatiquement. La peau, le vasculaire et le cartilage sont en essai pré-clinique.

D’où proviennent les cellules utilisées ?

Soit d’une banque de tissus, soit du patient directement. On lui fait une biopsie pour prélever des cellules que l’on fait ensuite multiplier en laboratoire avant l’impression. En général, on laisse multiplier les cellules pendant 2 à 3 semaines pour pouvoir imprimer un tissu de grande taille. Cela va dépendre des cellules et de leur dynamisme. Utiliser les propres cellules du patient est une stratégie de bio-impression en médecine régénérative. Cela permet de pallier la greffe d’un organe ou d’un tissu d’une personne tierce, pouvant engendrer des complications ou des rejets. D’ailleurs, il est plus simple de prendre un organe chez une personne décédée pour l’implanter que d’en fabriquer un. Notre objectif est d’éviter les rejets en les fabriquant depuis les cellules du patient.

Faut-il une taille minimum pour être exploitable ?

Pour avoir un intérêt anatomique, les veines, les artères, la peau doivent faire au moins 10 centimètres, la taille caractéristique minimum de ces tissus. Le cartilage n’a pas besoin d’être grand car il est remplacé par petite partie. Si le tissu doit être réimplanté, il doit être compatible avec la forme finale. De plus, on peut fabriquer un tout petit tissu avec succès, mais lorsqu’on souhaite le faire en plus grand, on peut se heurter à des problèmes techniques ou de faisabilité. Le passage à l’échelle requiert la vascularisation, la tenue de l’objet sous son propre poids et la capacité à obtenir assez de cellules.

Y a-t-il un intérêt des cellules souches en bioimpression ?

L’intérêt des cellules souches est d’avoir une culture que l’on peut différencier en fibroblaste (cellule des tissus conjonctifs, qui a une fonction de soutien et de protection des autres tissus, ndlr), chondrocyte (qui forme le cartilage, ndlr), etc. Mais ces cellules différenciées, comme la peau ou le foie, nécessitent justement une étape de différenciation. Cela prend plus de temps. Les cellules chondrocytes sont quant à elles plus difficiles à mettre en culture. En France, on peut utiliser des cellules souches de lipoaspiration de tissu graisseux, pour faire du cartilage ou du lipoderme. On ne peut pas implanter des cellules IPS (cellules souches pluripotentes induites, des cellules fabriquées en laboratoire, ndlr), contrairement au Japon.

Découvrez l’impression de tissu : démonstrations 1 et 2

Informatique : un système pour réduire les besoins en mémoire

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Au fur et à mesure que les flux de données doivent être rapides, on se rend compte que la mémoire joue un rôle essentiel. La consommation de la mémoire est devenue un enjeu d’importance pour l’informatique en général, des smartphones aux datacenters, en passant par les ordinateurs de bureau.

Par exemple, sur les appareils Android d’entrée de gamme, Google rapporte que plus de 99 % des crashs de son navigateur Chrome sont dus à un manque de mémoire lors de l’affichage d’une page web. Sur les ordinateurs de bureau, le navigateur Firefox s’est considérablement amélioré ces cinq dernières années pour réduire son empreinte mémoire. Dans les datacenters, les développeurs mettent en œuvre une palette de techniques afin d’augmenter l’utilisation de la mémoire.

L’optimisation de la mémoire repose notamment sur les qualités (ou limites en l’occurrence) des langages de programmation. Une équipe du College of Information et Computer Science (CICS), appartenant à l’Université du Massachusetts Amherst, a peut-être trouvé une solution.

Une réduction de la consommation

Baptisée Mesh, leur solution serait capable de comprimer la mémoire des applications écrites ou fonctionnant sur des langages de programmation largement utilisés comme C, C++ ou Objective C, le langage utilisé dans les applications iOS d’Apple. Parmi les membres de cette équipe, le professeur Emery Berger a d’ailleurs conçu l’algorithme sur lequel est basé le gestionnaire de mémoire Mac OS X d’Apple.

Les programmes écrits en C/C++ peuvent souffrir d’une grave fragmentation de la mémoire, entraînant une faible utilisation de la mémoire, des performances dégradées et même des défaillances d’applications dues à un épuisement de la mémoire. Ce problème s’étend à des langages comme Ruby et Python, où les interprètes standard pour ces langages sont eux-mêmes des programmes C. Mesh serait capable de combler efficacement ces « trous » dans la mémoire en tirant parti d’une fonction matérielle appelée « mémoire virtuelle » prise en charge par tous les ordinateurs.

« Lorsque Mesh trouve ces morceaux fragmentés, il peut récupérer la mémoire d’un des morceaux en les combinant entre eux. Ce processus de maillage fonctionne parce que nous ne touchons pas à la mémoire “physique” », explique l’équipe.

Mesh combine de nouveaux algorithmes randomisés avec des opérations de mémoire virtuelle largement supportées pour réduire la fragmentation de manière importante.

Ses résultats sont en effet prometteurs. L’utilisation de Mesh réduit automatiquement les besoins en mémoire du navigateur Firefox de 16 %. Pour Redis, un serveur de structure de données open source, Mesh réduit la demande de mémoire de près de 40 %.

Exploiter la Lune : le pôle sud concentre les intérêts

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Le pôle sud de la Lune se situe sur un des bords du bassin Pôle Sud-Aitken, un immense cratère d’impact de 2500 km de diamètre et d’une profondeur de 12 à 13 km, au sein duquel se dessinent d’autres cratères plus petits comme Shackelton, Apollo ou Von Karman – c’est dans ce dernier, sur la face cachée de la Lune, que s’est posé l’atterrisseur chinois Chang’e 4 en janvier 2019. Le pôle sud regroupe à lui seul des intérêts scientifiques et des intérêts économiques et stratégiques. L’exploration et l’installation au pôle sud doivent permettre d’en connaître plus sur l’histoire de la Lune, sur les ressources énergétiques et minières qui s’y trouvent, et de tester les différentes technologies nécessaires à des installations plus lointaines telles que Mars.

De l’eau, de l’eau !

Depuis longtemps les scientifiques suspectent la présence d’eau sur la Lune, principalement sous forme de glaces. Détectées avec certitude il y a quelques années, on commence désormais à en faire une carte de leur répartition. Au pôle sud, les glaces seraient situées plutôt dans les parties sombres et froides des cratères. Il est probable qu’elles soient emprisonnées dans les sols. On estime aujourd’hui que le pôle sud renfermerait entre 10000 et 100 millions de tonnes de glaces. Cependant, leur profondeur, l’épaisseur des différentes couches, leur nature précise, leur origine et leur âge ne sont pas connus et pour les savoir avec précision, il est nécessaire de faire des prélèvements sur place.

La récupération de l’eau est la première étape vers une activité humaine et minière sur la Lune. Essentielle pour supporter la vie humaine, elle est aussi essentielle à la plupart des process d’extraction ou de traitement des minerais et elle pour l’instant identifiée comme le support privilégié pour fabriquer des carburants pour les engins spatiaux (via craquage, en séparant hydrogène et oxygène). Le carburant pourrait servir autant pour les engins retournant sur Terre avec une cargaison ou un équipage que pour les engins en partance pour d’autres destinations spatiales (Mars, Titan etc) ou encore pour le ravitaillement en orbite basse de satellites par exemple.

Pour exemple, United Launch Alliance, co-entreprise montée par Boeing et Lockheed Martin qui possède les lanceurs moyens/lourds Atlas V, Delta IV, et développe actuellement le Vulcan, proposait dès 2016 de fixer le prix du carburant fabriqué sur la Lune et livré en orbite basse à  3000$/kilo.

L’indispensable maîtrise de l’exploitation des glaces lunaires explique ainsi que les principaux projets à venir sur la Lune concerne des envois de robots d’exploration pour connaître l’état et la disponibilité des glaces ou de tests de technologies visant à extraire l’eau du régolithe, et pour les plus ambitieux à tester les premières technologies de craquage à petite échelle.

Les plus optimistes pensent que l’activité minière glacière débutera d’ici une dizaine d’années. Le temps de mieux connaître la ressource et de développer les technologies adéquates.

Pôle sud, soleil et nuit à la fois

Parmi les obstacles à l’installation durable sur la Lune, la nuit lunaire n’est pas des moindres. Les températures chutent alors drastiquement et l’exploration ou l’activité humaine risquent d’être alors limitées. Mais justement le pôle sud présente des régions où la lumière du soleil reste suffisante pendant 200 jours lunaires consécutifs. Ces régions, généralement situées sur des crêtes ou des rebords de cratères sont donc parfois à proximité des régions sombres où se trouvent le plus de glace. Une alliance de choix pour une installation où le photovoltaïque serait une source d’énergie principale.

Des ressources minières en abondance ?

L’étude des roches lunaires rapportées sur Terre par les missions Apollo et les explorations qui ont suivi ont permis d’identifier la présence de plusieurs ressources potentiellement intéressantes. Il s’agit notamment d’eau, d’hélium 3 et de nombreuses terres rares. L’hélium 3 est un isotope particulier de l’hélium que l’on trouve très peu sur Terre mais qui est très courant dans l’espace. Il est à la base de certains procédés de fusion nucléaire actuellement à l’étude qui, s’ils aboutissent, pourraient être consommateurs de cet isotope lunaire. Selon les données de la sonde chinoise Chang’e 1 enregistrées en 2009, les réserves en hélium 3 de la Lune sont évaluées à 100 000t. Il serait intégré au régolithe ou présent à faible profondeur. Pour repère, on estime que l’Union européenne et les Etats-Unis consommerait 200t d’hélium 3 en un an pour assurer leurs besoins énergétiques.

Quant aux terres rares, elles sont devenues aujourd’hui des éléments essentiels de tous les appareils électroniques. La Chine produit à elle seule entre 70 et 90 % de ces terres rares. Mais, le désastre écologique associé à cette exploitation est tel que la Chine limite depuis plusieurs années ces exportations. Les terres rares, malgré leur nom, sont courantes sur Terre, mais de manière très diffuse, nécessitant de traiter d’énormes quantité de minerais pour les récupérer. Aussi, délocaliser leur production dans l’espace, sur la Lune par exemple, est une option à l’étude pour préserver les ressources terrestres et pour limiter les tensions géostratégiques autour de ces matières premières devenues essentielles.

Cependant, l’exploitation lunaire de ces éléments restent très sujettes à caution. En effet, les estimations et analyses révèlent une présence dans des quantités infimes par kilogramme. Sera-t-il viable, faisable et économiquement intéressant de transformer la Lune en gruyère pour quelques kilogrammes de ces terres ? A court-moyen terme (10-20 ans), l’activité minière lunaire sera donc uniquement glacière. L’exploitation éventuelle d’autres ressources géologiques, si elle vient par la suite, se dessine plutôt à l’échéance d’une cinquantaine d’années. Mais d’autres pistes minières spatiales sont à l’étude comme l’exploitation des astéroïdes par exemple.

Le casse-tête juridique de la propriété spatiale

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La course effrénée à l’espace pendant la guerre froide a poussé la communauté internationale à s’interroger sur le statut juridique de l’espace et des corps célestes, et sur les limites de son utilisation. En 1967, plus d’une centaine de pays signent le Traité de l’espace qui stipule que l’exploration et l’utilisation de l’espace sont libres dès lors qu’elles servent des objectifs pacifiques. Le traité précise aussi qu’aucune nation ne peut s’approprier des territoires extra-terrestres ni par leur utilisation, ni par leur occupation, ni par tout autre moyen. A l’instar du statut de l’Antarctique sur Terre, aucun pays ne peut revendiquer une parcelle de la Lune, de Mars ou d’un astéroïde.

Mais ce traité visait essentiellement à empêcher l’installation d’armes ou d’infrastructures militaires dans l’espace et à laisser le champ libre à l’exploration scientifique. Pour ce qui est de l’exploitation des ressources et de la propriété privée sur celles-ci, il reste relativement flou et laisse la porte ouverte à plusieurs interprétations juridiques dans lesquelles certains se sont déjà engouffrés. Pourtant, un texte complémentaire, clarifiait ces points relatifs à la propriété et l’exploitation des ressources. Il s’agit de l’Accord régissant les activités des États sur la Lune et les autres corps célestes adopté le 5 décembre 1979 et entré en vigueur le 11 juillet 1984 (version française en page 39) qui plaçait l’exploitation des ressources naturelles de la Lune sous une autorité internationale afin d’en avoir une approche durable et équitable et qui stipulait qu’aucune entité ne pouvait s’approprier ces ressources qui appartiennent à l’ensemble de l’humanité. Mais cet accord a été un échec. Il n’a été ratifié que par 15 pays et par aucun grand pays ayant un programme spatial permettant d’aboutir à une installation sur la Lune (donc ni les USA, ni la Russie, ni la Chine, ni l’Inde, ni les principaux pays spatiaux européens – France, Allemagne, Italie, Royaume-Uni etc.).

États-Unis et Luxembourg autorisent l’exploitation

En novembre 2015, les États-Unis ont adopté une loi qui reconnaît le droit de propriété des entreprises du secteur privé américaines sur les ressources obtenues dans l’espace. Un peu comme l’équivalent du droit maritime international qui accorde le droit de propriété aux ressources pêchées en haute mer par le premier qui met la main dessus. Sauf que ce texte précise néanmoins que les ressources doivent être « abiotiques ». Aussi, en cas de découverte du vivant, celui-ci ne pourrait pas être privatisé. Cette interprétation du traité de 1967 ne fait pas consensus, pour d’autres, cette loi américaine ne peut être valide, puisque les Etats-Unis ne peuvent transférer un droit qu’ils ne possèdent pas. En effet, le traité stipule que l’exploration et l’utilisation de l’espace doivent se faire pour le bien de tous : la question est donc ouverte. Est-ce qu’une activité minière privée sur un astéroïde ou sur la Lune bénéficie à tous ? Si oui, comment l’encadrer, quelles limites lui donner etc. Des thématiques débattues mais loin d’être tranchées au sein de la communauté internationale.

En Europe, c’est le Luxembourg qui a dégainé le premier sur le sujet. En effet, en juillet 2017, le Grand-Duché a adopté une loi autorisant l’exploration et l’utilisation des ressources de l’espace.

Avec ce cadre, toute société établie au Luxembourg, y compris une société étrangère, peut extraire et s’approprier des ressources minières (métaux, hydrocarbures) ou de l’eau dans le but d’en faire commerce sur Terre ou de les utiliser pour une colonie humaine ou une base spatiale. Cependant, le Luxembourg a prévu un encadrement de cette exploitation via la mise en place d’un régulateur qui délivrerait des licences d’utilisation des matériaux.

Que ce soit le cas des États-Unis ou du Luxembourg, ces initiatives pour légiférer sur la propriété privée spatiale de manière unilatérale et de manière assez préventive – on est encore loin d’une exploitation effective et massive des ressources lunaires ou d’astéroïdes – ont surtout rassuré les investisseurs et les entreprises qui commencent à s’intéresser à ce secteur d’activité tels que les américains Planetary Resources et Deep Space Industries ou encore le japonais ispace. Elles ont aussi permis de relancer la réflexion au niveau international en vue d’aboutir à un cadre réglementaire assurant que cette exploitation ne se fasse pas au détriment de certaines populations, de l’environnement ou du patrimoine culturel de l’humanité et ne se fasse pas sous la forme d’une nouvelle ruée vers l’or.

Des mines d’or célestes à portée de sondes

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Selon une étude du cabinet PwC commandée par l’agence spatiale luxembourgeoise (LSA) et par l’agence spatiale européenne (ESA) parue le 20 décembre 2018, l’exploitation de minerais dans l’espace pourrait générer entre 73 et 170 Md€ de chiffre d’affaires dans le monde d’ici à 2045 et créer entre 845 000 et 1,8 million d’emplois à temps plein. Cette nouvelle activité minière et industrielle permettrait à la fois de pourvoir en minerais, métaux précieux et hydrocarbures la demande terrestre mais aussi la demande spatiale (approvisionnement de mission spatiale de longue durée).

En effet, même si notre connaissance de la composition des astéroïdes est pour l’instant limitée à des observations à distance – hormis quelques récents échantillonnages – les scientifiques s’accordent sur le fait que la plupart des astéroïdes sont de vraies pépites volantes.

Dans son ouvrage « Mining the Sky » (1997), le planétologue américain John S. Lewis estime la valeur marchande de l’astéroïde Amon. Ce petit corps céleste de type M (métallique) d’une longueur d’à peine plus de 2 km contiendrait l’équivalent de 6000 Md$ de platine, et 8000Md$ de nickel et de fer, 6000Md$ de cobalt plus quelques autres trillions de dollars de composés volatiles comme du carbone, du phosphore, de l’azote etc. Des chiffres astronomiques qui ont de quoi faire rêver des investisseurs.

Déjà des candidats à la mine

Plusieurs entreprises se sont déjà montées pour se positionner sur ce secteur qui s’annonce lucratif. Des sociétés américaines comme Planetary Resources (dont les fonds proviennent notamment de dirigeants de Google et par le réalisateur James Cameron) et Deep Space Industry (DSI) s’étaient très tôt placées sur ce créneau. Trop tôt ? La question se pose puisque ces deux sociétés ont été rachetées récemment. Planetary Resources est à présent la propriété de ConSensys, une entreprise de technologies de blockchain et DSI a été rachetée en début d’année 2019 par Bradford Space. Dans les deux cas, l’activité est désormais plus tournée vers le développement de petits satellites ou de technologies pour ces satellites.

L’objectif minier reste en arrière-plan en attendant que les nombreux obstacles technologiques, réglementaires et financiers soient passés. De nombreuses autres start-up se sont déclarées sur ce créneau proposant / cherchant des solutions technologiques pour le minage, le transport, le traitement in situ etc. Mais, en réalité, l’activité minière n’est pas l’apanage de seules entreprises privées. Ainsi, l’ESA a elle-même un programme de mission visant à tester des technologies pour miner, craquer et exploiter les glaces lunaires par exemple (In-Situ Resource Utilisation Demonstrator Mission) et elle a signé un partenariat ArianeGroup pour le transport de mission visant à miner le régolithe lunaire.

L’étude même des astéroïdes est encore très récente. On dispose d’un inventaire de plus de 600 000 d’entre eux et pour le moment ils sont classés selon leur analyse spectrale. Mais celle-ci ne révèle que la composition de surface, aussi un travail de ciblage plus fin est en cours pour savoir quels sont les astéroïdes les plus intéressants à exploiter.

Des avancées technologiques

Avec les dernières missions scientifiques sur des astéroïdes (Rosetta, Hayabusa et Osiris-Rex), on commence à mieux maîtriser l’approche et l’atterrissage sur des astéroïdes. Les technologies de pointe utilisées pour récolter et analyser quelques grammes de ces astéroïdes montrent néanmoins que l’on n’a pas encore atteint la maturité pour forer et récolter du minerai à une échelle industrielle. Et surtout pas dans des coûts compatibles avec le développement d’une industrie. D’un point de vue technique, trois approches sont aujourd’hui envisagées : la capture d’astéroïdes pour les placer en orbite lunaire, extraire la matière brute mais la traiter ailleurs, extraire et traiter sur place. Les technologies de minage en elles-mêmes ne devraient pas être radicalement différentes de celles employées sur Terre dans les mines à ciel ouvert et, hormis les difficultés pour envoyer le matériel et l’arrimer sur place, les experts ne voient pas de problèmes majeurs dans ce domaine. Les trois options jouent en fait sur les coûts que peut induire le transport soit de la matière (brute ou raffinée) soit de l’équipement nécessaire au minage.

Un contexte favorable

Globalement, on s’aperçoit que le contexte est plutôt favorable : une volonté tant de la part des Etats que des investisseurs privés, des technologies sur le point d’être accessibles, une réglementation qui se met en place. Cependant, il faut rester réaliste, cette exploitation potentielle des astéroïdes devrait encore prendre plusieurs dizaines d’années avant de voir réellement le jour.

L’Europe donne son feu vert à une aide au projet de liaison électrique France-Irlande

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D’un montant estimé à 930 millions d’euros, ce projet, lancé en 2011, est reconnu comme Projet d’Intérêt Commun (PIC) par l’Union Européenne. La Commission européenne a ainsi apporté son soutien au projet par le biais d’une subvention de 530 M€ au titre du mécanisme pour l’interconnexion en Europe, mis en place en 2013 par l’Union européenne. Il s’agit d’une des plus importantes subventions de l’Union européenne accordée à un projet d’interconnexion, signale RTE, le gestionnaire du réseau de transport français d’électricité, dans un communiqué publié le jour même.

L’octroi de cette subvention finalise le financement du projet qui peut désormais entrer dans une phase opérationnelle.

Les travaux de construction devraient débuter en 2023, après la réalisation de l’étude d’impact économique et environnemental du projet et de l’enquête publique associée. La mise en service devrait, quant à elle, intervenir en 2026.

Le projet

Porté par RTE et son homologue irlandais EirGrid, le projet « Celtic Interconnector » vise à créer une liaison électrique à courant continu d’une puissance de 700 MW d’environ 575 km (dont environ 500 km en mer), permettant un échange direct d’électricité entre la France et l’Irlande. Il prévoit plus spécifiquement de relier le poste électrique de Knockraha, près de la ville irlandaise de Cork, au poste de la Martyre, dans le Finistère, en passant à l’Ouest des îles Scilly. Le câble étant en courant continu (DC, en initiales anglaises), sont prévues de part et d’autre des stations de conversion pour transformer le courant continu en alternatif et rejoindre les réseaux des deux gestionnaires de réseau.

Côté français, à l’issue d’une concertation de fin janvier à avril 2019, un tracé de 40 km en souterrain a été prévu entre l’atterrage proprement-dit, à Kerradenec, au nord-est de la commune de Kléder, et la station de conversion de La Martyre.

Côté irlandais, la concertation a également eu lieu, au cours de l’été, et EirGrid se prépare à publier un rapport détaillé. Entre l’atterrage et le poste de Knockraha, la question n’est pas tranchée d’un enfouissement du câble, qui sera cependant en alternatif, ce qui réduit la possibilité de le « tirer » sur une longue distance.

Une fois achevé, le Celtic Interconnector sera l’un des plus longs câbles sous-marins d’Europe et représente un véritable défi technologique.

Un projet pour l’Europe

Dans son communiqué, RTE se félicite du soutien clair apporté par la Commission européenne à ce projet majeur pour la transition écologique, qui vient renforcer la solidarité énergétique en Europe.

Cet ouvrage sera la première liaison électrique entre l’Irlande et la France, mais aussi avec l’Europe continentale, ce qui en fait un projet d’une importance majeure dans le contexte des négociations relatives à la sortie du Royaume-Uni de l’Union européenne (Brexit).

Il permettra l’intégration de l’Irlande dans le marché européen d’électricité et jouera un rôle déterminant dans la réalisation des objectifs climatiques et énergétiques de l’Union européenne.

Soutenu par les Gouvernements français et irlandais ainsi que par les régulateurs des deux pays, le projet Celtic interconnector est reconnu Projet d’Intérêt Commun (PIC).

Le développement des interconnexions électriques permet d’accompagner la transition énergétique en Europe. En reliant pour la première fois l’Irlande à l’Europe continentale via la France, Celtic interconnector permettra de renforcer la sécurité d’approvisionnement en électricité des pays reliés et favorisera le développement des énergies renouvelables.

De chaque côté du câble, dans le cadre du Clean New Deal européen, les deux pays se sont en effet engagés à augmenter fortement leur puissance installée en énergies renouvelables. L’avantage d’un tel équipement est de permettre un équilibrage de ces ressources renouvelables qui ne fonctionneront pas forcément au même moment dans chaque pays.

Dans son communiqué, François Brottes, président du directoire de RTE, signale que : « Le soutien de la Commission européenne au projet d’interconnexion électrique entre la France et l’Irlande est une étape majeure dans la construction d’un réseau électrique européen toujours plus résilient et plus solidaire pour accompagner la transition énergétique au meilleur coût ». « Pour l’Irlande, cette résilience revêt une importance de plus en plus grande à mesure que les énergies renouvelables deviennent l’énergie majeure du réseau électrique irlandais », ajoute Mark Foley, directeur général d’EirGrid.

Ce projet a déjà bénéficié d’un financement européen de 3,5 M€ pour la phase d’étude de faisabilité et de 4 M€ pour la phase de design initial et de pré-consultation.

Le mécanisme pour l’interconnexion en Europe (Connecting Europe Facility) spécifique à l’énergie dispose d’un budget global de 5,35 milliards d’euros pour les infrastructures transeuropéennes peut donc s’appliquer aussi aux projets gaziers et de smart grids) sur la période 2014-2020. D’ores et déjà 59% du budget avait été alloué à fin 2018. Dans le budget horizon 2021-2027, la Commission européenne a proposé de renouveler ce mécanisme, en incluant quelque 8,7 milliards d’euros pour les projets énergétiques.