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| Des cellules photovoltaïques à chlorophylle synthétique |
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Les feuilles sont des cellules solaires très efficaces qui peuvent convertir jusqu'à 40% de la lumière reçue en énergie chimique, c'est-à-dire bien plus efficaces que les cellules solaires à base de silicium conventionnelles qui possèdent un rendement d'environ 15%.
Au cours de la première phase de la photosynthèse, la lumière solaire est absorbée et convertie en énergie chimique emmagasinée sous la forme de molécules d'adénosine triphosphate (ATP). Ces réactions ont lieu au niveau des molécules de chlorophylle qui sont situées dans les membranes des thylakoïdes, à l'intérieur des chloroplastes des cellules végétales.
Des chercheurs de l'Université de Sydney ont synthétisé des molécules de type chlorophylle qui sont capables de convertir la lumière en énergie électrique, c'est-à-dire de reproduire la première phase de la photosynthèse. La structure moléculaire de la chlorophylle naturelle consiste en un anneau porphyrine azoté renfermant en son centre un ion magnésium. Les répliques synthétiques comportent plus d'une centaine de porphyrines groupées autour d'une molécule arborescente pour mimer la structure des systèmes photosynthétiques naturels.
Les tests ont montré que la conversion de la lumière en énergie électrique est plus efficace lorsque les molécules synthétiques ne sont pas trop grandes. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des molécules dont la taille est égale à environ la moitié de la longueur d'onde de la lumière absorbée, c'est-à-dire entre 300 et 800 nanomètres dans le cas de la lumière visible.
L'intégration de telles structures dans des cellules solaires photovoltaïques améliorera leur rendement. L'équipe s'emploie maintenant à fabriquer des prototypes de cellules incorporant les molécules synthétiques avant de se lancer dans la production commerciale de panneaux solaires en collaboration avec l'Université d'Osaka au Japon.
Source:be |
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 Énergie Brookfield veut ériger un parc de 145 éoliennes à Lakeshore, dans le comté d'Essex.
Le producteur d'énergie signe des baux avec des propriétaires de l'est du comté, situé dans le Sud-Ouest de l'Ontario.
Pour construire les éoliennes, Énergie Brookfield a besoin de louer plus de 45 000 hectares de terres. L'entreprise a déjà signé des baux à long terme avec 160 propriétaires, pour 6400 hectares.
L'érection des éoliennes pourrait s'amorcer d'ici 3 ou 4 ans.
Entre-temps, Énergie Brookfield prévoit répondre aux prochains appels d'offres pour la production d'énergie renouvelable de l'Ontario Power Authority.
Basée au Québec, Énergie Brookfield possède plusieurs infrastructures qui produisent de l'énergie dans le Nord-Est de l'Amérique du Nord et en Amérique du Sud.
Source:radio-canada.ca |
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Une grande partie de l'énergie consommée en 2002 dans le monde (près de 90%) provient de gisements de combustibles fossiles : pétrole (35 %), gaz (21 %), charbon (24 %) et uranium (7%) (Agence Internationale de l'Energie, 2004). Et, sur 26,8 milliards de barils de pétrole consommés chaque année, la moitié l'est pour le secteur des transports.
Pourtant, ces sources traditionnelles d'énergie posent de nombreux problèmes :
- Leurs stocks sont en quantité limitée, elles sont épuisables. Or la consommation de ces énergies ne cesse de croître, les rendant de plus en plus difficile et coûteuses à exploiter, ce qui en augmente les prix. Ainsi, des ressources qui étaient peu rentables avant le deviennent (comme l'exploitation pétrolière off shore) et la recherche d'innovations techniques est stimulée. Alors que les énergies renouvelables (ER) sont par définition quasi inépuisables et présentes abondamment.
Pour autant, les réserves d'énergies fossiles sont encore importantes : 40 ans pour le pétrole, 60 ans pour le gaz et 400 ans pour le charbon en 2004. Nous noterons qu'il existe de nombreuses estimations parfois contradictoires sur les réserves de pétrole faisant varier les chiffres entre 40 à 200 ans...
- Leurs gisements sont géographiquement limités puisque le Moyen orient détient environ 70% des réserves connues de pétrole, et les pays de l'ancienne Europe de l'Est, de l'ancienne URSS et du Moyen orient détiennent 80 % des réserves connues de gaz. Ce qui engendre une tension sur les prix et une insécurité sur l'approvisonnement.
De surcroît, selon D. Losman, les Etats-Unis dépensent de "30 à 60 milliards de dollars chaque année pour assurer la sécurité des réserves de pétrole du Moyen Orient, alors que ses importations en provenance de cette région se sont montées à 10 milliards de dollars seulement par an entre 1992 et 1994" ("Economic Security : a National Security Folly ?", Cato Institute, Cato Policy n°9, 08/2001).
- Le premier choc pétrolier de 1973 a incité les pays industrialisés (les plus gros consommateurs de pétrole) à se tourner vers des énergies alternatives. "Mais cela s'est fait, notamment en France, au profit d'une autre énergie fossile, et donc non renouvelable : le nucléaire, c'est ce que l'on appelle, en économie, l'effet de verrouillage technologique." (M.Baudry, faculté de sciences économiques de Rennes 1, 2002).
L'accroissement important de la demande de pays comme la Chine (x3 en 2 ans), la vétusté des infrastructures des pays de l'OPEP (notamment en Arabie Saoudite) et les tensions géopolitiques (conflits en Irak, ...) accroissent la tension sur le prix du pétrole (jusqu'à 70 dollar le baril mi 2006). L'insuffisance de l'offre pourrait être une cause majeure de tension voire d'apparition d'un 3ème choc pétrolier.
- Les combustibles fossiles contribuent massivement au réchauffement progressif de la Terre par le phénomène de "l'effet de serre" à cause du CO2 que leur combustion rejette dans l'atmosphère tout en la polluant. Par exemple, suite aux accords de Kyoto, l'Allemagne est parvenue à elle seule à économiser quelque 50 millions de tonnes de CO2 (BMU, 2004).
- La crainte de l'énergie nucléaire, de ses déchets et les risques de prolifération des armes nucléaires. D'autant plus que les programmes nucléaires devant prendre le relais des réacteurs classiques s'avèrent couteux et complexes.
- Les sources conventionnelles d'énergie présentent des risques de catstrophes majeures : marées noires, fuites radioactives, explosions de gazoducs...
- Il y a permanence et aggravation du non-développement économique et social de pays et régions qui ne peuvent avoir accés à des formes modernes d'énergies, notamment l'électricité (environ deux milliards de personnes n'y ont pas accès). Les investissements pour y parvenir sont trop lourds et l'approvisionnement de tels systèmes en énergies fossiles importées ménerait ces pays à une dépendance énergétique inacceptable. Or, l'utilisation d'énergies renouvelables assure une gestion intelligente des ressources tout en développant l'emploi local. Ceci est également valable pour les pays industrialisés comme l'Allemagne où 135 000 nouveaux emplois sont issus des ER (BMU, 2004).
- Source:notre-planete.info/
l’hydrogène devient un biocarburant
- La pile à combustible, moteur de l’avenir, souffre d’un défaut majeur : l’hydrogène nécessaire à son fonctionnement reste extrêmement polluant à produire. De récentes découvertes permettent pourtant de l’extraire proprement de l’éthanol, voire du sucre ou de déchets végétaux. Une révolution !
« Si je devais choisir l’énergie chimique du futur, ce serait sans aucune hésitation la pile à combustible. C’est de l’hydrolyse à l’envers, c’est fantastique », s’enthousiasmait Joël de Rosnay, ancien chercheur au MIT et conseiller du président de la Cité des sciences et de l’industrie, à l’occasion d’un colloque organisé par BASF en octobre. Le principe de la pile à combustible est maintenant bien connu et consiste à convertir en électricité l’énergie libérée par la réaction de l’hydrogène avec l’oxygène. À la sortie, de l’eau, du courant et c’est tout. Presque trop belle pour être vraie, la pile à combustible se heurte hélas à deux problèmes jusqu’à présent insurmontables : le premier tient au stockage du carburant. L’hydrogène (H2) est en effet une molécule insaisissable et explosive qui se faufile partout. Seuls les grands froids et les pressions extrêmes (700 bars) permettent de la garder sous cloche. Les nanotechnologies devraient permettre de régler le problème en constituant d’innombrables prisons moléculaires. L’autre gros problème, c’est la filière hydrogène elle-même : la production de H2 requiert des quantités énormes d’énergie fossile… Sauf que le Pr Lanny Schmidt et son équipe de l’université du Minnesota viennent de mettre au point un procédé permettant d’obtenir le même résultat à partir d’huile ou de sucre, après avoir rendu l'opération possible à partir de l’éthanol. Ce n’est qu’un début ! À terme, l’objectif est d’étendre les matières premières à tout un éventail de résidus de cultures. À la sortie de la réaction, un mélange hydrogène et monoxyde de carbone, entrant dans la fabrication d’un carburant de synthèse, et de l’ammoniac qui peut être utilisé comme fertilisant.
HYDROGÈNE OU GAZ DE SYNTHÈSE
Publiés début novembre dans la revue Science, les travaux du professeur Schmidt promettent une réduction drastique du coût de production des biocarburants, des engrais et de l’hydrogène, tout en éliminant l’énergie fossile encore indispensable à leur obtention grâce à un nouveau procédé baptisé « Ultrafast flash volatilization ». La difficulté résidait dans le fait que l’huile ou le sucre ne s’évaporent pas à la chaleur : lorsqu’une goutte d’huile se trouve en contact avec une surface chaude, sa face inférieure est privée d’oxygène et les molécules ne peuvent se briser qu’en vapeur d’eau et en carbone. Pour le sucre, il suffit d’avoir déjà récuré une casserole pour savoir qu’il en va de même. Le secret de la volatilisation flash ? L’huile et le sucre sont vaporisés en fines gouttelettes par un simple injecteur d’automobile et envoyées sur un disque en céramique chauffé à 1 000° C recouvert d’un catalyseur (rhodium et cerium). C’est cela qui guide la dissolution des molécules d’huile ou de sucre vers la production d’hydrogène au lieu d’eau et de carbone. Parce que le disque céramique est poreux, le gaz de synthèse peut le traverser pour être collecté en aval. Mieux, aucune chaleur externe n’est exigée car les réactions chimiques produisant le gaz de synthèse génèrent à elles seules assez de chaleur pour entretenir le processus. Tout cela n’est possible que grâce à la vitesse vertigineuse à laquelle les événements s’enchaînent : la réaction ne prend qu'un centième de seconde ! C’est dix à cent fois plus rapide que les technologies existantes pour obtenir de l’hydrogène ou des biocarburants. Le prototype mis au point en laboratoire n’est pour l’instant capable de produire que 500 grammes de gaz de synthèse par jour. On est encore loin de la phase industrielle…
QUAND L’ÉTHANOL ALIMENTE LES PILES
L’équipe de Lanny Schmidt n’en est pas à un coup d’essai : les chercheurs avaient déjà fait sensation en 2004 en concevant un réacteur capable d’extraire l’hydrogène à partir d’éthanol sur un principe relativement proche de l’extraction à base d’huile ou de sucre. Ici encore, l’obtention d’hydrogène à partir d’une ressource renouvelable laisse entrevoir autant de bénéfices pour l’environnement que pour les produits agricoles. Et là, deux problèmes sont réglés d’un coup : la production et le stockage. L’éthanol peut en effet être transformé en H2 juste avant de passer dans la pile à combustible grâce à de petites installations domestiques. À en croire le professeur, l’éthanol dégagerait trois fois plus d’énergie en étant utilisé comme source d’hydrogène que tel qu’il est utilisé actuellement dans les moteurs. Pour une raison simple : le réacteur accepte que l’eau se mélange à l’éthanol, ce qu’un moteur de voiture n’admet pas. Cette séparation réclame une dépense d’énergie qui est ici inutile. Proche du procédé utilisé pour le sucre et l’huile, le réacteur est étonnamment simple : une solution éthanol-eau traverse un injecteur, puis une chambre chauffée où elle se vaporise et se méle à l’air. Elle passe ensuite à travers une sorte de bouche d’oxyde d’aluminium recouverte de rhodium et d’oxyde de cérium. Le revêtement catalyse alors les réactions qui transforment l’éthanol, l’eau et l’oxygène en H2 et CO2, et chauffent le système à plus de 700° C, permettant au processus de s’auto-entretenir. Résultat : quatre molécules H2 sont extraites de chaque molécule d’éthanol. Le grand avantage de la technique est sa rapidité : le carburant ne reste en effet que quelques millisecondes en contact avec le catalyseur, ce qui autorise la transformation d’une grande quantité d’éthanol. Le réacteur, couplé à une pile à combustible, est déjà capable de produire 1 kW d’électricité tout en tenant dans la main. Encore quelques efforts et l’économie de l’hydrogène deviendra réalité. Dans le futur, hydrogène et éthanol feront donc bon ménage.
UN PRINCIPE VIEUX COMME LE MONDE
Solution d’avenir, cette pile ne relève pourtant pas d’une invention récente. C’est en effet en 1839 que l’électrochimiste britannique William Grove en découvre le principe. Hydrogène et oxygène, lorsqu’on les mélange, dégagent de la chaleur. En les séparant par un électrolyte (matériau qui bloque le passage des électrons), il est possible de créer simultanément de l’eau, de la chaleur… et de l’électricité. Une réaction que l’on décrit parfois comme l’inverse de l’hydrolyse. La pile à combustible restera malgré tout durant plus d’un siècle une simple curiosité de laboratoire. Seule la Nasa exploitera cette technologie dans les années 60 pour fournir en électricité certains de ses vaisseaux Gemini et Apollo. C’est aussi à cette période que naîtra le premier véhicule équipé d’une encombrante pile à combustible. Il s’agissait de l’Electrovan, signé General Motors.
- Source:le-mag.fr/actualites-agricoles
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| L'Agence Internationale de l'Energie (IEA) recommande à l'Allemagne de reconsidérer son renoncement au nucléaire |
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A la veille de la conférence sur le climat à Nairobi et pour la première fois en 32 ans d'activité, l'Agence Internationale de l'Energie (IEA) s'est positionnée en faveur du développement du parc nucléaire mondial
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Comme l'indique les résultats de son nouveau rapport "World Energy Outlook", l'énergie nucléaire doit jouer un rôle clef à l'avenir, "d'une part pour garantir la sécurité de l'approvisionnement énergétique, d'autre part pour lutter contre le changement climatique" a déclaré Fatih Birol, économiste en chef de l'IEA.
D'après le tout récent rapport britannique "Stern" sur l'environnement, la température moyenne à la surface de la terre pourrait augmenter de cinq degrés au cours des cent prochaines années si rien n'est entreprit pour réduire significativement les émissions de GES (gaz à effet de serre). Ce dérèglement du climat risquerait alors de mettre quelques 200 millions de personnes sans abris. Parallèlement, le rapport évalue à 5% la perte annuelle consécutive du PIB mondial, sachant que la stabilisation des émissions n'en coûterait que 1%.
Si l'efficacité énergétique est bien selon l'IEA la première arme à considérer dans la lutte contre le changement climatique (à cet égard, l'Allemagne est un des meilleurs élèves au monde), et s'il faut continuer à intensifier le recours aux énergies renouvelables, une stratégie énergétique qui n'inclurait pas une utilisation importante du nucléaire serait risquée, polluante et chère : "les Politiques devraient repenser leur volonté d'abandonner définitivement le nucléaire", conseille M.Bristol. Cette sortie correspond à la position soutenue par le SPD au sein de la grande coalition allemande et notamment de son ministre fédéral pour l'environnement Sigmar Gabriel. Selon ce dernier, étant donné que les centrales nucléaires produisent certes de l'électricité mais pas de chaleur, il s'ensuit que l'on trouve généralement à leur proximité de nombreuses usines de production de chaleur, toutes émettrices de CO2. De ce point de vue, "l'alternative la plus sensée serait donc des installations de cogénération". Choisir entre les dangers du CO2 et ceux de la radioactivité, cela reviendrait à choisir entre le choléra et la peste. Aussi la meilleure politique à adopter selon Gabriel consiste-elle à ne tolérer ni l'un ni l'autre : renoncer au nucléaire et avoir recours aux technologies les plus modernes de capture du CO2.
Source:be |
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| Test d'un nouveau réacteur reproduisant la fusion solaire |
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| Des scientifiques de l'Institut de Physique des Plasmas de l'Académie des Sciences de Chine (Hefei, capitale de la province de l'Anhui) ont réalisé le confinement magnétique d'un plasma à très haute température grâce à un réacteur de fusion expérimental surnommé "soleil artificiel". De son vrai nom EAST (pour Tokamak Supraconducteur Avancé Expérimental), ce réacteur reproduit le processus de fusion solaire, sans émission de gaz a effet de serre et émettant peu de déchets radioactifs par rapport aux réacteurs classiques qui "cassent" les atomes entre eux. Cette expérience est une avancée intéressante vers la production d'énergie à partir de la fusion des atomes, principe du projet international ITER dont la Chine fait partie. D'après les scientifiques, cette énergie bon marché et inépuisable pourrait ouvrir d'intéressantes perspectives alternatives aux énergies fossiles. |
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