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RÉSUMÉ
L’énergie est le sang de l’économie. Elle doit être abondante, disponible et pas chère pour assurer la prospérité d’un pays. Il faut assurer une sécurité d’approvisionnement en diversifiant la nature des sources, les producteurs et les chemins d’acheminement. Les nanotechnologies s’intéressent aux objets dont au moins une dimension est comprise entre 1 et 100 nm. On sait maintenant « voir » et déplacer des atomes individuellement. À ces dimensions, on observe des phénomènes n’existant pas à l’échelle macroscopique, dont des effets quantiques. Nous décrivons, sur quelques exemples, comment les nanotechnologies ont des applications dans le domaine de l’énergie.
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Christian NGÔ : Edmonium
INTRODUCTION
Les nanotechnologies s’intéressent aux objets dont au moins une dimension est comprise, par convention, entre 1 et 100 nm. C’est par exemple le cas des films ultraminces dont l’épaisseur est plus petite que 100 nm ou des nanoparticules qui ont une taille inférieure à 100 nm. On parle vraiment de nanotechnologies lorsque l’on est capable d’observer des objets avec une résolution meilleure que 100 nm mais aussi lorsque l’on peut intervenir à cette échelle.
Les nanotechnologies trouvent des applications de plus en plus nombreuses. Elles n’ont un intérêt économique pour un dispositif que si elles apportent un avantage par rapport à ce qui existe déjà. Ceci conduit à distinguer trois cas :
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le premier correspond à la situation où elles apportent une nouvelle fonctionnalité au dispositif ;
-
le deuxième lorsqu’elles conduisent aux mêmes fonctionnalités pour le dispositif mais à un coût inférieur ;
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le troisième lorsqu’elles augmentent les performances à coût égal ou à peine supérieur.
Dans cet article, nous allons illustrer, sur quelques exemples et sujets, l’intérêt des nanotechnologies dans le domaine de l’énergie. Le lecteur pourra trouver plus d’informations dans .
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1. Contexte
1.1 Contexte énergétique
L’énergie est indispensable à la vie et à tout développement économique. On en a besoin pour produire de la chaleur, du froid, de la lumière, etc. Dans la pratique, on transforme une forme d’énergie en une autre pour utiliser dans des applications une partie libérée lors de cette transformation (voir par exemple ).
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La consommation d’énergie à l’échelle mondiale augmente régulièrement depuis plus de deux siècles. Elle a deux origines. La première est l’augmentation de la population mondiale qui est passée d’un milliard d’habitants en 1800 à 8 milliards aujourd’hui. La seconde est l’augmentation régulière du niveau de vie, notamment dans les pays les plus pauvres. Pour le vingtième siècle, la population mondiale était de 1,7 milliard d’habitants en 1900 et la consommation d’énergie de 1 Gtep (1 milliard de tonnes équivalent pétrole). En 2000, la population mondiale était de 6 milliards d’habitants et la consommation d’énergie de 10 Gtep.
En 2022, la consommation mondiale d’énergie primaire, c’est-à-dire avant toute transformation, était de 604 EJ (14,4 Gtep) . L’énergie finale qu’achète le consommateur représente environ 70 % de cette valeur.Les combustibles fossiles représentent plus de 80 % de cette consommation.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ADEME - Émissions des véhicules routiers – les particules hors échappement. Présentation - (2022).
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(2) - ADEME - Émissions des véhicules routiers – les particules hors échappement - (2022).
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(4) - BELAUD (S.) - Les étranges comportements thermiques du nanomonde. - CNRS, Le journal (2023).
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(5) - BLOCH (D.) - Batterie Li-ion, du présent au futur. - EDP sciences (2020).
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(6) - BLUNIER (B.) - 20 questions sur la pile à combustible. - Technip (2009).
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