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Prenez une boite de Pétri contenant du pétrole brut; à peine entrouverte, elle laisse échapper la forte odeur caractéristique du combustible fossile formé d'un grand nombre de composés toxiques.

Saupoudrez de spores de champignons et laissez reposer deux semaines dans un incubateur. Surprise, des filaments ont colonisé la matière et l'odeur a complètement disparu. «Les champignons se sont nourris de pétrole!» lance, encore émerveillé, Mohamed Hijri, professeur de sciences biologiques et chercheur à l'Institut de recherche en biologie végétale (IRBV) de l'Université de Montréal.

Avec B. Franz Lang, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génomique comparative et évolutive et professeur au Département de biochimie, il codirige un projet mettant à contribution la nature comme première partenaire dans le processus de décontamination. En combinant la capacité de croissance exceptionnelle de certaines plantes avec des champignons microscopiques et des bactéries qui stimulent leur croissance, les deux chercheurs pensent être en mesure de créer de véritables usines de décontamination biologique in situ, capables de s'attaquer avec succès aux lieux les plus contaminés de la planète...

La recette est simple. Au printemps, vous plantez à 25 centimètres d'intervalle des boutures de saules dont les racines plongeront dans le sol pour éponger les contaminants qui seront dégradés dans la matière ligneuse, de concert avec les microbes. Au terme de la saison, on brule les tiges et les feuilles, et l'on n'a plus qu'une poignée de cendres emprisonnant les métaux lourds accumulés dans les cellules végétales. Un sol hautement contaminé sera assaini après quelques cycles. «De plus, c'est beau», fait remarquer Mohamed Hijri en montrant sur son écran la végétation dense qui a verdi en trois semaines le sol lunaire d'une ancienne raffinerie.

Grâce à la collaboration d'une compagnie pétrolière de la région montréalaise, les chercheurs ont eu accès à un «paradis» microbiologique: un endroit où presque rien ne pousse et où nul ne s'aventure sans une combinaison digne d'un explorateur de l'espace. Là, éprouvette à la main, Mohamed Hijri a recueilli des microorganismes spécialisés dans la digestion d'hydrocarbures. «Si on laisse aller la nature, même les sites très contaminés retrouvent un état d'équilibre grâce à la colonisation de bactéries et de champignons. En isolant les espèces les plus efficaces dans cette lutte biologique, on gagne beaucoup de temps.»

Voilà la partie visible de ce projet de recherche qui pourrait conduire à une percée en matière de décontamination des sols. Intitulé «Amélioration de la biorestauration des sols pollués au moyen de la génomique environnementale», il exige un patient travail d'échantillonnage et d'expérimentation sur le terrain, ainsi que le séquençage de l'ADN des espèces retenues. Il réunit au total 16 chercheurs de l'UdeM et de l'Université McGill, dont plusieurs travaillent à l'IRBV. L'équipe compte par ailleurs quatre chercheurs, juristes et politologues spécialistes des aspects éthiques, environnementaux, économiques, légaux et sociaux de la génomique.

Le principe s'appuie sur un processus déjà connu dans le secteur, appelé «phytoremédiation», consistant à utiliser la matière végétale comme vecteur de décontamination. «Mais dans un sol contaminé, ce n'est pas la plante qui fait le plus gros du travail, soutient le professeur Lang, ce sont les microorganismes, c'est-à-dire les champignons et les bactéries qui accompagnent le système racinaire. Or, il existe des milliers d'espèces de microorganismes. Notre tâche consistera à désigner les meilleures combinaisons plante-champignon-bactérie.»

C'est le botaniste Michel Labrecque qui s'occupe du volet végétal. Déjà, le saule apparait comme le meilleur porteur de ballon avec sa croissance rapide et sa feuillaison précoce; qui plus est, la tige repousse plus généreusement lorsqu'elle est coupée. Il est donc inutile de planter de nouveaux arbres chaque année. Encore faut-il déterminer la meilleure espèce de saule.

Un des meilleurs du pays

En accordant un budget de 7,6 millions de dollars sur trois ans, Génome Canada, Génome Québec et d'autres partenaires s'attendent à des retombées concrètes sur le marché de la décontamination des sols – estimé à 30 milliards au Canada seulement. «Le fait qu'il est arrivé en deuxième place parmi les meilleurs projets du pays nous a quand même un peu surpris», concède le professeur Lang, qui jouit d'une réputation mondiale en génomique et bio-informatique et qui a publié dans les plus grandes revues.

Dans les nouveaux laboratoires lumineux du Centre sur la biodiversité, où Mohamed Hijri vient tout juste d'emménager avec son équipe, on est totalement absorbé par ce projet. Une vingtaine de personnes ont été embauchées au cours des derniers mois ou le seront sous peu pour assurer l'évolution rapide des travaux.

La participation de Suha Jabaji et Charles Greer, de l'Université McGill, est un atout important dans la réalisation du projet. «Il s'agit d'une vraie collaboration interdisciplinaire et interinstitutionnelle. C'est le produit d'un effort d'équipe», mentionne B. Franz Lang.

«Ici, on recevra par camions la matière végétale coupée sur nos terres expérimentales à la fin de la saison afin de l'analyser en détail», indique-t-il à l'intérieur d'une pièce munie de plusieurs appareils de mesure.

Au deuxième étage du Centre, les agents de recherche s'emploieront à séquencer les échantillons. Des robots et des appareils de haute précision valant au total plusieurs centaines de milliers de dollars sont encore dans leur emballage. Mais pas pour longtemps, car le projet doit donner des résultats concrets à court et moyen termes – c'est une exigence des bailleurs de fonds.

Pour B. Franz Lang, ce projet marque un point culminant dans sa carrière. «Je suis étroitement associé à la recherche fondamentale. Et ce que nous faisons ici est un aboutissement des 25 dernières années de travail. Cette application concrète de la science n'aurait jamais pu être possible sans mes travaux précédents en recherche fondamentale, et je tiens à le signaler aux politiciens qui décident de notre financement», dit-il.

Dans son laboratoire, cinq personnes ont déjà trouvé un emploi dans le cadre de ce projet, et c'est loin d'être fini. En plus de mettre la main à la pâte – il ne refusera pas d'aller sur le terrain et de manipuler des échantillons –, le professeur Lang voit au processus de transfert des connaissances avec l'aide d'Univalor et du Bureau Recherche-Développement-Valorisation. «Un travail que peut difficilement faire un chercheur en début de carrière.»

Déjà, des entreprises sont à la porte de son laboratoire et des ententes de partenariat sont en voie d'être signées. Si le projet donne des résultats commerciaux, B. Franz Lang veut qu'une bonne partie des retombées revienne à la recherche à l'UdeM et à l'Université McGill, dans les domaines connexes à ce projet. «Ce sera une façon d'assurer la relève à longue échéance», commente le chercheur.

21 déc.-11 Towards artificial photosynthesis for solar hydrogen generation - Algal protein gives boost to electrochemical water splitting

Photosynthesis is considered the «Holy Grail» in the field of sustainable energy generation because it directly converts solar energy into storable fuel using nothing but water and carbon dioxide (CO₂). Scientists have long tried to mimic the underlying natural processes and to optimize them for energy device applications such as photo-electrochemical cells (PEC), which use sunlight to electrochemically split water – and thus directly generate hydrogen, cutting short the more conventional approach using photovoltaic cells for the electrolysis of water.

Traditionally, PEC electrodes are made of semiconducting materials such as metal oxides, some of which are also known for their photocatalytic properties. For quite some time, researchers at Empa’s Laboratory for High Performance Ceramics (LHPC) have been investigating nanoparticles of these materials, for instance titanium dioxide (TiO₂), for the neutralization of organic pollutants in air and water. Collaborating with colleagues at the University of Basel and at Argonne National Laboratory in the US, they now succeeded in making a nano-bio PEC electrode, consisting of iron oxide conjugated with a protein from blue-green algae (also known as cyanobacteria), which is twice as efficient in water splitting as iron oxide alone.

Inspired by photosynthesis

Iron oxide, in particular hematite (a-Fe₂O₃), is a promising electrode material for PEC because it is susceptible to visible wavelengths and thus uses sunlight more efficiently than photocatalysts like TiO₂, which can only use the UV part of solar radiation. What’s more, hematite is a low-cost and abundant material.

The second ingredient in the novel electrode «recipe» is phycocyanin, a protein from blue-green algae. «I was inspired by the natural photosynthetic machinery of cyanobacteria where phycocyanin acts as a major light-harvesting component. I wanted to make artificial photosynthesis using ceramics and proteins», recalls Debajeet K. Bora who designed the new electrode during his PhD thesis at Empa. «The concept of hematite surface functionalization with proteins was completely novel in PEC research.»

After Bora covalently cross-coupled phycocyanin to hematite nanoparticles that had been immobilized as a thin film, the conjugated hematite absorbed many more photons than without the algal protein. In fact, the induced photocurrent of the hybrid electrode was doubled compared to a «normal» iron oxide electrode.

One tough cookie

Somewhat surprisingly, the light harvesting protein complex does not get destroyed while in contact with a photocatalyst in an alkaline environment under strong illumination. Chemists would have predicted the complete denaturation of biomolecules under such corrosive and aggressive conditions. «Photocatalysts are designed to destroy organic pollutants, which are a burden to the environment. But here we have a different situation», says Artur Braun, group leader at Empa’s LHPC and principal investigator of the study. «There seems to be a delicate balance where organic molecules not only survive harsh photocatalytic conditions, but even convey an additional benefit to ceramic photocatalysts: They double the photocurrent. This is a big step forward».

The project was fully funded by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE). Bora who will soon have completed his PhD thesis says he will continue what he started at Empa during a postdoc at the University of California, Berkeley, which he will assume early next year.

http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/115649/---/l=2/changeLang=true/lartid=115649/orga=/type=/theme=/bestellbar=/new_abt=/uacc=

· Informations bibliographiques complètes Literature reference
Debajeet K. Bora, Elena A. Rozhkova, Krisztina Schrantz, Pradeep P. Wyss, Artur Braun, Thomas Graule and Edwin C. Constable: Functionalization of Nanostructured Hematite Thin-Film Electrodes with the Light-Harvesting Membrane Protein C-Phycocyanin Yields an Enhanced Photocurrent,
«Advanced Functional Materials», http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201101830/pdf

Volvo, le fabricant suédois de voitures a annoncé la commercialisation début 2012 du premier Diesel hybride rechargeable, le V60 Hybride Rechargeable, un véhicule qui propose au conducteur le choix entre trois modes de conduite, pour un prix de base de 57.000 euros.

Ainsi, le conducteur sélectionne via 3 boutons au tableau de bord l'un des trois modes de conduite proposés : Pur, Hybride ou Puissance.

En mode Pur, la voiture fonctionne uniquement sur son moteur électrique, avec une autonomie pouvant atteindre 50 kilomètres.

En mode Hybride, le moteur Diesel et le moteur électrique fonctionnent de concert pour maintenir les émissions de CO2 (cycle mixte d'homologation européen NEDC) à 49 g/km (1.9 L/100 km).

La voiture possède une autonomie totale pouvant atteindre 1000 km.

En mode Puissance, la technologie est optimisée pour fournir à la voiture une puissance cumulée moteur Diesel + moteur électrique de 215 + 70 ch. Le couple maxi est de 440+200 Nm. L'utilisation des 285 ch cumulés permet à la voiture d'accélérer de 0 à 100 km/h en 6,2 secondes.

Les roues avant du V60 Hybride Rechargeable sont entraînées par le 5-cylindres 2,4 L turbodiesel qui délivre une puissance et un couple maxi de respectivement 215 ch et 440 Nm. La voiture est équipée d'une boîte automatique à 6 rapports.

Alors que l'essieu arrière est entraîné par un moteur électrique fournissant 70 ch, ce dernier tire sa puissance d'une batterie lithium-ion de 11,2 kWh implantée sous le plancher du compartiment à bagages.

Le V60 Hybride Rechargeable se recharge sur une prise domestique classique (230 V). Une recharge complète sur 10 A nécessite 4 heures et demie, durée ramenée à 3 heures et demie sur 16 A. Une recharge sur prise 6 A prend en revanche 7 heures et demie.

« Avec le V60 Hybride Rechargeable, nous confortons notre avance dans le domaine de électrification. Aucun de nos concurrents n'est en mesure de proposer à la clientèle un véhicule aussi ingénieux. Il élève la technologie hybride à un niveau encore jamais atteint » a déclaré Stefan Jacoby, PDG de Volvo Car Corporation. « L'intérêt suscité sur les marchés est immense. Nous sommes persuadés que nous écoulerons les mille premières voitures avant même le démarrage de la production de série à l'automne prochain ».

Le projet de développement du Volvo V60 HR a été cofinancé par Volvo Car et le fournisseur d'électricité suédois Vattenfall.

Les prévisions de production font état de 1.000 véhicules au titre de l'année 2013, avant d'accélérer et de passer entre 4 000 et 6 000 unités pour l'année 2014. Environ 30% du volume global sera destiné à la Suède et aux autres pays nordiques. L'Allemagne, la Suisse, la Belgique, la France, les Pays-Bas et la Grande-Bretagne absorberont chacun entre 5 et 15% du total. Volvo Car Corporation prévoit 80 % du total des ventes sous forme de véhicules de société.

Having a few electric vehicle charging stations here and there isn't a big deal. But if they ever become common in cities, they'll be an eyesore, with their long, tangled black cords clumped onto their sides or sprawling across parking spaces to the outlet on the side of a car. Charging stations could also be a tempting target for vandals.

A much more elegant solution would be to bury inductive chargers under parking spots, a concept that Daimler has started testing. The chargers could be invisible and protected from vandals. And they could make charging easier—just pull into a parking spot, and the car can start charging.

Daimler, along with Conductix-Wampfler, a company based in Germany, has only recently started testing cars equipped with the inductive charging coils. But the initial results look positive.

The system is 90 percent efficient, which isn't as good as charging with a cable, but is better than some other inductive charging systems. The companies say that when you count efficiency losses within the car, the system is almost as good as plugging in.

In initial tests, after two or three practice runs, drivers have been able to successfully park their cars so that they're centered over the charging coils.

An object detection system is supposed to avoid the potential problem of the buried coils heating up a piece of metal left on the road. The prototypes are based on a wireless charging system developed for electric buses that has been operating since 2003.

It will be interesting to see how the cost of the system compares to conventional chargers, and whether it will still be necessary to install a post for communications gear, to allow drivers to pay for the charge with their credit cards, for example. Ultimately, cities will have to decide whether the better looks and convenience are worth the sacrifice in energy efficiency.

The company WiTricity is developing chargers that could be more convenient still, charging efficiently at distances greater than is allowed by inductive charging. We featured the technology as one of our 10 Emerging Technologies of 2008.

Le groupe Soitec a annoncé mardi l'élargissement de sa gamme de systèmes photovoltaïques à concentration (CPV) avec Plug&Sun, le tout premier mini-tracker "rapidement déployable et autonome" composé de 3 mètres carrés de modules à haute efficacité.

Selon le spécialiste de la production de matériaux semi-conducteurs, Plug&Sun est conçu pour une utilisation dans les régions à fort ensoleillement qui ne sont pas raccordées ou ont un réseau électrique insuffisant. La résistance de ces générateurs mobiles d'électricité et leur tolérance aux fortes températures les rendent parfaitement adaptés aux sites isolés.

Le mini-tracker a pour vocation de compléter ou se substituer aux solutions existantes d'électrification telles que les groupes électrogènes ou autres énergies renouvelables. Il apporte un rendement énergétique supérieur, supprime toute dépendance vis-à-vis des ravitaillements en carburant et nécessite très peu de maintenance.

Avec une efficacité proche de 30%, chaque Plug&Sun utilise un tracker bi-axial pour générer jusqu'à 2.3 kW crête d'électricité "propre" et "fiable". Il est compatible avec les différents standards électriques et permet de connecter tout appareil électrique de manière simple et rapide, 24h/24 7j/7 grâce à ses batteries.

« En tant que leader mondial de la technologie photovoltaïque à concentration, nous avons voulu rendre possible l'utilisation de notre innovation dans les zones géographiques où l'accès à l'électricité est difficile. A titre d'exemple, il faudra à peine quelques heures pour installer trois mini-trackers Plug&Sun qui fourniront quotidiennement 12 kWh, soit la production d'électricité suffisante pour alimenter un village et favoriser l'accès au développement pour 20% de la population mondiale qui vit aujourd'hui sans électricité », a expliqué André-Jacques Auberton-Hervé, PDG de Soitec.

Le mini-tracker offre un intérêt tout particulier pour les entreprises et organisations qui sont à la recherche de systèmes faciles à transporter et à installer. Il constitue une réponse adéquate pour l'apport d'électricité dans une oasis ou un village isolé, pour équiper d'infrastructures électriques une école, un dispensaire ou un hôpital, pour aider à désenclaver une partie de territoire en y installant une antenne radio, pour alimenter des biens d'équipements…

D'après Soitec, les prises de commande unitaires sont ouvertes dès maintenant et des livraisons en forts volumes sont prévues courant 2012.

16 déc.-11 Clean Tech Open 2011 : quelles sont les startups les plus prometteuses des technologies propres ?

Le Clean Tech open, compétition internationale pour jeunes entreprises innovantes du secteur des technologies propres, s'est tenu les 15 et 16 Novembre derniers à San Jose. Devant un parterre d'investisseurs, c'est la crème des startups du monde entier qui a défilé pendant 2 jours, en pleine semaine mondiale de l'entrepreneuriat. Les français - sélectionnés pour la finale - ont été sur le devant de la scène jusqu'à la dernière ligne droite.

Origine du Clean Tech Open

Le Clean Tech Open [1] est, comme il se définit depuis 2005, "l'Academy Awards des technologies propres"; cet évènement se tenait dans une des capitales mondiales de l'innovation : San Jose, au coeur de la Silicon Valley. Le principe de l'open est simple : décerner la palme de la meilleure startup dans le monde des cleantechs. En pratique ce n'est pas si simple car les sujets sont variés. Les technologies propres n'étant pas un secteur industriel en soi, la compétition a été décomposée en différents domaines industriels : transports, énergie intelligente, efficacité énergétique, "air, eau, déchets", bâtiments verts, et énergies renouvelables. Dans chaque secteur des vainqueurs sont nommés, avant de sélectionner un lauréat tous secteurs confondus.

La compétition était de plus divisée en deux sous-catégories [2] :
- une catégorie nationale : la "Business Competition" pour les 21 sociétés/startups américaines choisies parmi les 300 dossiers reçus suite à un processus de sélection régional (groupe d'états).
- une catégorie internationale : La "Global Ideas Competition" pour les 25 sociétés gagnantes de la compétition de leur pays ou de leur région d'origine. Le CleanTech Open n'est pas encore présent partout dans le monde et cherche à se développer. La compétition française a été organisée par le groupe Ecosys, et la remise des prix s'est tenue le 14 novembre dernier au Ministère de l'Ecologie. Parmi 12 jeunes entreprises éco-innovantes lauréates des meilleurs concours et prix régionaux et nationaux c'est Biométhodes (dirigée par Gilles Amsallem) qui a été sélectionnée pour représenter la France.

Toutes ces sociétés sont en compétition pour la gloire et la visibilité qu'un tel évènement peut apporter. Mais surtout certaines cherchent des investisseurs et des partenaires pour se développer. Les gagnants bénéficient d'ailleurs de dotations en services et en financement allant jusqu'à 250k$ pour le vainqueur du prix américain [3].

Que retenir de cet évènement ?

=> La présence Française

L'hexagone était bien représenté à cet évènement international : Parmi les 6 entreprises finalistes du Global Ideas Competition se trouvait Biométhodes, lauréate du chapitre français de l'Open. Une autre américaine, Resolute Marine Energy, était représentée par le français Olivier Ceberio, qui présentait des projets de désalinisation d'eau à l'aide d'énergie provenant de centrales houlomotrices. Au final c'est la startup chilienne Biofiltro qui remporta la compétition internationale, avec ses unités de traitement des eaux usées à l'aide de vers de terre!

=> Des exercices de présentation variés

Pendant ces deux jours les startups auront pu présenter leurs projets de plusieurs manières:
- par le fameux elevator speech d'une minute très prisé des capitaux-risqueurs,
- puis par une présentation de la technologie en 3 minutes
- enfin par des présentations approfondies de 30 minutes comportant une session de questions/réponses.

Il était difficile pour les présentateurs de réussir parfaitement ces trois exercices, mais tout le monde s'y prêtait dans une ambiance à la fois dynamique et décontractée. Pour l'elevator speech, l'exercice peut-être difficile : condenser en une minute le marché, la différenciation et donc les opportunités devant un public non expert dans la technologie n'est pas simple. L'aisance des intervenants américains dans ce domaine, ou l'on pouvait les voir ajouter une note humoristique à un discours technique et commercial rodé, était flagrante, même si certains intervenants étrangers leur tenaient la dragée haute.

Au contraire, pendant les présentations de 30 minutes le jury en apprenait suffisamment pour cerner les problèmes éventuels mais les candidats n'avaient pas suffisamment de temps pour argumenter leurs points de vue. Mais l'exercice est obligatoire pour qui veut aborder et convaincre les capitaux-risqueurs.

L'un des plus prestigieux dans le domaine des technologies propres, Khosla Ventures, était présent: Andrew G. Chang, tout nouveau partenaire, était venu pour faire la promotion du portfolio technologies propres de ce fonds et également pour donner ses recommandations aux entrepreneurs. La philosophie de Khosla Ventures pourrait se résumer à marier des technologies de rupture à des "rockets scientists", mais plus pratiquement, 6 critères sont pris en compte:
1. une technologie en rupture,
2. de grands marchés
3. un modèle financier innovant
4. adaptatif aux flux de capitaux
5. faisabilité de la mise sur le marché
6. des entrepreneurs de premier rang.

Evidemment remplir tous ces critères n'est pas évident et peu de startups y arrivent concrètement. Cette présentation se terminait sur une note d'optimisme : "Continuez à entreprendre car vous allez améliorer la société, l'économie et vous même". En effet, voir autant de startups venues concourir sur des sujets aussi variés permet d'espérer que ces technologies auront effectivement un impact positif sur la société.

=> Une grande variété dans les sujets et technologies

L'innovation ne connaît pas la crise, et les idées présentées étaient aussi diverses qu'originales et concrètes. La liste complète est disponible sur le site web de l'open [1] mais voici une petite sélection des nos préférées :
- Silicon Solar Solution [4], société commercialisant un procédé de cristallisation du silicium amorphe des panneaux solaires qui permet d'obtenir des grains 30 fois plus grands, plus rapidement et en utilisant une température deux fois plus faible. Le patron de cette jeune société était le "roi" de l'elevator speech.
- Grid Test Systems [5] fourni une valise de test aux installateurs et producteurs de bornes de recharge de voiture électrique. Cette valise permet d'homogénéiser cette procédure, d'avoir un rapport de test homologué tout en utilisant un outil fiable et performant.
- Indow Windows [6] propose une méthode permettant rapidement et économiquement d'ajouter une deuxième vitre sur une fenêtre déjà existante. La solution repose sur une mesure précise ainsi qu'un joint flexible assurant une isolation sonore et thermique. Cette solution d'une facilité déconcertante convient particulièrement bien au marché américain ou le double vitrage n'est vraiment pas courant.
- Me-Mover [7] est un tricycle repliable destiné au transport urbain. Entre la trottinette et le step, l'énergie du conducteur est récupérée par un système de pédales minimisant les efforts.
- Biométhodes [8] a développé un procédé pour une exploitation durable de la biomasse végétale appliquée à la chimie renouvelable et aux biocarburants de seconde génération. Le procédé biochimique, baptisé OPTALYSIS permet de fragmenter la biomasse non alimentaire pour en extraire séparément les composants à forte valeur ajoutée pour diverses applications (biocarburants, bioplastiques, fibres de carbone, colles...).
- Resolute Marine Energy [9] propose un système simple, modulaire et compacte pour récupérer l'énergie des vagues pour la réutiliser directement pour la désalinisation, coupé du réseau. Ce système s'adresse notamment à la population n'ayant pas d'accès à l'eau potable (1.2 milliards de gens), alors qu'une grande partie de la population mondiale vit près des cotes. Cela en faisait un très intéressant projet avec un impact humanitaire énorme.

Au final, il est clair que l'éventail des sujets couverts par les différentes startups était extrêmement large. Le dynamisme des entrepreneurs venus de tous les pays était vraiment communicatif et donne à penser que nous allons voir fleurir beaucoup d'innovations dans les technologies propres dans les années à venir, et cela dans le monde entier. En attendant la prochaine édition, la recherche de la nouvelle grande idée peut continuer.

Où finissent nos panneaux solaires quand ils se cassent, ou tout simplement quand ils cessent de fonctionner ? En Allemagne, pour être recyclé dans l'unique centre équipé pour le faire. Il est désormais possible de les recycler également en Italie. L'initiative a été lancée par Ecolight, le consortium national pour la gestion des déchets électriques et électroniques. Du 9 au 12 novembre, Ecolight a présenté à Rimini un nouveau système intégré pour le retraitement des panneaux solaires.

Depuis 2006 le photovoltaïque Italien a augmenté de manières exponentielles. Les chiffres parlent d'eux-mêmes : en 2010 le nombre d'installations a augmenté de 205% en passant de 1402 il y a cinq ans à 84570 l'année dernière. Et cette augmentation est aussi valable pour la puissance installée : de 9,436 MW à plus de 2300 MW. Il y a aujourd'hui dans la péninsule 52 millions de panneaux solaires installés, soit plus ou moins un par habitant. Mais si le nombre de cellules photovoltaïques augmente, le nombre de panneaux, qui cessent de fonctionner après une vie moyenne de 20-25 ans et qu'il faut recycler, augmente aussi. Dans les dernières années seulement, il y a eu près de 50 mille panneaux solaires desinstallés. Jusqu'à présent, ils étaient envoyés en Allemagne, où se trouvait l'unique centre capable de gérer ces déchets, et de recycler les matières premières importantes comme le silicium, le verre et l'aluminium. Grace à Ecolight et avec la collaboration de SeVal Divisione Ecologia et du Centro Servizi Raee, l'Italie pourra recycler ces matières premières et éliminer les substances non réutilisables, dangereuses pour l'homme, comme le tellure de cadmium.

On parle du premier service réalisé entièrement sur le sol Italien, pour l'environnement et qui anticipe de fait, les prescriptions des normes, contenues dans le décret du 5 mai 2011, a déclaré le directeur du consortium, Giancarlo Dezio : " Penser à comment recycler les panneaux solaires est déjà une nécessité, si nous voulons éviter de devoir parler d'urgence dans les prochaines années ".

14 déc.-11 Venise : énergie propre grâce aux vagues de la mer et de la lagune

La municipalité de Venise, la ville de l'eau par excellence, est en train de mettre à l'essai un moyen d'utiliser le mouvement des vagues de la mer et de la lagune comme source d'énergie électrique propre, renouvelable et à faible coût. Gianfranco Bettin, conseiller municipal, a récemment présenté lors d'une conférence de presse tenue à Mestre, un projet révolutionnaire qui consiste à produire de l'énergie électrique en mettant à profit les vagues et les vaguelettes, plus petites mais plus fréquentes car induites par les embarcations qui transitent dans la lagune.

L'expérience, mise en place par la Commune de Venise à travers l'AGIRE (Agence Vénitienne pour l'Energie) consiste en l'installation de trois prototypes pour la production d'énergie à partir de vagues : un prototype a déjà été mis en place dans la lagune en août 2011, dans le canal de la Giudecca (dans le centre historique), alors que les deux autres seront installés en mer avant le printemps 2012, près de la plateforme du Cnr (Conseil National des Recherches) en face du Lido. Les trois systèmes s'appellent respectivement, "Mini GIANT", "GIANT" et "WEM", et ont été réalisés par deux entreprises italiennes qui les mettent à l'essai, à titre gratuit, en collaboration avec l'AGIRE.

Tous les prototypes sont constitués d'un flotteur et d'un générateur, qui exploite le principe d'Archimède (un corps immergé dans un fluide reçoit une poussée vers le haut équivalente au poids du liquide déplacé). En pratique, durant l'intervalle entre deux mouvements de vagues, le flotteur se déplace d'une hauteur maximum à un point zéro définit par le niveau de la mer, pour atteindre de nouveau le point le plus élevé. L'énergie contenue dans ce mouvement ondulatoire est transformée en énergie électrique propre et renouvelable en mesure d'alimenter des appareils et installations urbaines.

"Mini GIANT (Générateur Intégré Autonome Non Traditionnel) est déjà actif le long du canal de la Giudecca et a été réalisé exprès pour la ville de Venise", a souligné le conseiller municipal à l'environnement, "et permet de mettre à profit aussi bien les vagues induites par le mouvement des embarcations que les mouvements réfléchis par les rives des canaux". Il s'agit d'un système ingénieux capable, une fois à pleine capacité, de devenir un mini-réservoir d'énergie à usage domestique. Au contraire, en pleine mer, on testera bientôt le système GIANT, une espèce d'énorme "champignon" capable de produire et d'emmagasiner 12.000 KWh par an, et le système WEM (Wave Energy Module), plus grand et complexe que GIANT, mais en mesure de générer 35.000 KWh par an et ainsi, par exemple, couvrir tous les besoins énergétiques d'une crèche.

L'énergie produite grâce aux mouvements des vagues sera avant tout utilisée localement, pour l'éclairage des balises de la lagune et des embarcadères de trnsport en commun de la ville. Mais il est prévu que dans le futur, ce système puisse couvrir facilement la consommation énergétique des bâtiments publics et scolaires. La phase d'essaie durera environ une année, durant laquelle des données précieuses seront récoltées, ce qui permettra par la suite de perfectionner les dispositifs au fur et à mesure, de manière à les rendre le plus efficace possible. Une fois cette phase terminée, il sera alors possible de calculer la quantité d'énergie produite, et de ce fait, l'utiliser de la manière la plus adéquate possible.

Après les essais de ces trois prototypes conclus, le système pourra être mis en place dans toute la ville en fonction des différents besoins : maison privée, bâtiments publics, industrie. " Nous croyons énormément à ce nouveau système, qui nous permet de produire de l'énergie propre, pour l'instant unique au monde et jamais mis en place auparavant " a déclaré le conseiller municipal Gianfranco Bettin. Depuis toujours les vénitiens ont eu la capacité de s'adapter à la mer ainsi qu'adapter la mer à leurs propres exigences. Aujourd'hui, nous nous adaptons en mettant en place des politiques prônant l'économie d'énergie et le développement durable ".

Singapour souhaite être identifié comme une plaque tournante en Asie du Sud Est pour le secteur de l'énergie photovoltaïque. La cérémonie du Solar Pioneer Award qui s'est déroulée durant l'annuel Singapore International Energy Week a ainsi récompensé cinq projets d'installations solaires à Singapour issus du secteur privé. D'autres installations devraient voir le jour dans les années qui viennent dont un particulièrement innovant qui concerne l'installation de panneaux solaires flottants (systèmes photovoltaïque à concentration solaire par miroirs) dans les réservoirs d'eau de Singapour. Singapour va ainsi construire son premier système de panneau solaire flottant- le premier de la sorte dans la région Asie Pacifique- au réservoir de Tengah dans la partie ouest de Singapour.

Actuellement, à Singapour, les panneaux solaires sont construits sur le toit des immeubles et comme ils demandent une grande quantité d'espace occupée afin de générer une quantité importante d'énergie, de nouvelles solutions ont besoin d'être apportées. Le but de ce projet pilote est donc d'étudier le potentiel d'utilisation des surfaces des réservoirs d'eau nombreux à Singapour (15 réservoirs d'eau de pluie) et ainsi de résoudre le problème d'espace libre, forcément réduit, dans l'ile-état de Singapour.

D'autres facteurs seront à l'étude tels que l'effet du refroidissement des panneaux solaires par l'eau environnante sur l'efficacité du système photovoltaïque, l'évaporation de l'eau des réservoirs réduite du fait de la présence des panneaux ainsi que sur la croissance d'algues. Les réservoirs dits " récréatifs " tels que le Mac Ritchie ne seront pas visés : uniquement seront à l'étude les réservoirs reculés de Singapour.

Mené par des agences gouvernementales tels que l'Economic Development Board (EDB) et l'agence nationale de l'eau (PUB), il s'agit donc d'un projet à fond mi-public mais également mi-privé avec notamment la participation de la compagnie allemande Phoenix Solar. Ce projet innovant, possède un budget de 11 millions de dollars singapouriens, soit environ 6.3 millions d'euros. Le système devrait être opérationnel d'ici 2013.

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We often talk about the impacts global warming could have on agricultural production, and researchers have spent plenty of time exploring models in order to pin down threats to particular crops in specific countries or regions. Now agricultural scientists at the United Nations climate talks in Durban, South Africa, have unveiled a new tool that could allow farmers to move beyond models and peer into their physical future.

It's a simple idea. Data from global climate models tell us something about how our climate might evolve and what a given area might look and feel like in 20 years, but what does that mean in terms of agricultural practices? Researchers with the Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR) have converted all of that data into a kind of searchable database that can be used to compare climate and other agricultural data across time and space. Farmers, governments and researchers in one region can look at their future climate projections and then explore today's world looking for regional "climate analogues" that are comparable.

In the example illustrated above, a soya farmer outside Shanghai could look to their colleagues in the United States, Argentina or even here in South Africa. In theory, this could help demystify things a bit by providing real-world information about seed varieties, techniques and technologies that might come in useful in the years to come. "It's about information management," says Andy Jarvis, an agricultural modeller who led the work under CGIAR's new research program on Climate Change, Agriculture and Food Security.

The online tool is based on open-source software and can be accessed here. The work is also documented in a new report (available in PDF form here), and some details about the methodology can be found on an earlier blog post here.

In the coming months, Jarvis and his colleagues plan to carry the experiment forward by transporting some farmers from their present day environments in Tanzania, Ghana and Nepal into some of their possible future environments. For now, these farmer exchanges are within individual countries, but researchers are already considering international exchanges in the future.

In theory, the exchanges could help scientists explore possible cultural or technological barriers that might prevent farmers from adopting new practices or perhaps even entirely new crops that are better suited to a warmer world. Given that the tool can be adjusted to run on different emissions scenarios as well as individual models used in the Intergovernmental Panel on Climate Change's last assessment, scientists can also use the tool to probe their own models as well as nagging questions about uncertainty.

Here again, Jarvis says it might turn out that seemingly significant differences among models might fade into insignificance among farmers as they explore different options for how best to improve their operations in the coming decades. "My hypothesis going into this is that farmers are far more adaptive than we give them credit for," Jarvis says.

Le quartier de la communauté solaire canadienne - Drake Landing (CSDL) a remporté l'édition 2011 de l'Energy Globe World Award par la mise en oeuvre d'un système ingénieux grâce auquel la chaleur du soleil est stockée sous la surface de la Terre.

La CSDL a réussi à combiner la technologie canadienne en matière d’efficacité énergétique à une source énergétique renouvelable et illimitée, le soleil.

Ce genre de communauté est sans précédent dans le monde. Elle constitue la plus grande subdivision de Maisons R-2000 au Canada, chacune d’entre elles présentant une efficacité énergétique de 30% supérieure à une habitation courante ;

Ensuite, elle répond à 90% des besoins en chauffage de chaque maison grâce à l’énergie solaire, ce qui diminue la dépendance envers les combustibles fossiles ;

Enfin, elle permet de réduire chaque année de 5 tonnes les émissions de gaz à effet de serre de chaque maison.

Ce projet représenté par Doug Mc Clenahan comprend 52 foyers de la ville d'Okotoks, dans l'Alberta, qui profitent ainsi d'un système permettant à la chaleur estivale d'être stockée sous la surface de la Terre. Pour se faire, le réseau héliothermique comprend 800 panneaux solaires plats à vitrage simple (inclinaison 45° - Sud) placés en 4 rangées sur les garages détachés qui se trouvent derrière les maisons (voir photo ci-dessus).

Un liquide antigel - un mélange d'eau et de glycol non toxique - est pompée à travers des capteurs solaires et chauffée par le soleil. Les 800 collecteurs sont reliés entre eux via un réseau de canalisations souterraines qui transportent le liquide chauffée jusqu'à la centrale d'énergie de la communauté. Les capteurs solaires produisent 1,5 mégawatt de puissance thermique au cours d’une journée courante d’été.

La centrale d’énergie de la CSDL constitue le cœur même du réseau d’énergie de quartier. Située dans un coin du parc de la communauté, elle abrite les deux réservoirs thermiques à court terme de 120 m3, la chaudière de secours au gaz naturel, ainsi que la plus grande partie de l’équipement mécanique, comme les pompes, les échangeurs de chaleur et les dispositifs de commande.

La boucle des capteurs solaires, la boucle du réseau d’énergie de quartier et la boucle du stockage thermique saisonnier en puits passent au travers de la centrale d’énergie.

Pendant les mois chauds, l'eau chauffée est transférée du réservoir de stockage - à court terme - vers le stockage d'énergie thermique souterrain (TSEI) à l'aide d'une structure comprenant un réseau de puits - 144 trous forés qui s'enfoncent sous 37 mètres - couvrant une superficie de 35 mètres de diamètre.

Le réseau de stockage thermique saisonnier en puits est une structure souterraine permettant d’emmagasiner de grandes quantités d’énergie solaire recueillies l’été pour servir l’hiver. L’eau chauffée par énergie solaire est pompée pour le stockage thermique saisonnier en puits à travers un ensemble de canalisations en U.

Comme l'eau chauffée se déplace à travers les canalisations, le flux de chaleur est transféré au sol et aux rochers ambiants qui atteignent une température de 80°C d'ici la fin de l'été. Pour assurer un bon contact thermique avec le sol, le réseau de forage est rempli d'un matériau à haute conductivité thermique.

Lorsque l'hiver arrive et lorsque les habitants réclament du chauffage, l'eau chaude stockée dans le TSEI passe alors vers le réservoir de stockage - à court terme - du centre énergétique avant d'être distribuée aux foyers à travers une boucle de chauffage urbain. La température de l'eau qui circule à travers ces conduites est généralement comprise entre 40 et 50°C. Dans chaque maison, l’eau chauffée passe au travers d’un système de traitement de l’air installé au sous-sol, évitant ainsi le recours à une chaudière classique. La chaleur est transférée de l’eau à l’air pour, ensuite, être distribuée partout dans le bâtiment à l’aide de conduits.

Pour répondre à la demande en eau chaude, chaque maison est équipée sur le toit de deux capteurs solaires automatiques uniques en leur genre. Ces derniers sont reliés à un chauffe eau à énergie solaire installé au sous-sol. L’énergie solaire permet ainsi de répondre, chaque année, à près de 60% des besoins domestiques en eau chaude.

Lorsque cette sorte d’énergie n’est pas disponible, un appareil à eau chaude, à conversion de puissance et alimentée au gaz naturel, prend alors la relève.

Les besoins en énergie d’une maison canadienne courante se répartissent ainsi : 60% de ceux-ci portent sur le chauffage des espaces, 20% sur le chauffage de l’eau, et 20% sur le fonctionnement desappareils, l’éclairage et diverses autres fins.

Plus de 90% de l’énergie utilisée pour le chauffage des espaces dans une maison de la CSDL au cours d’une année est constitué d’énergie solaire. Même dans un hiver et un printemps inhabituellement froids, 85% de la chaleur nécessaire est tiré du soleil.

La combinaison de conduits à haut rendement, de chauffe-eau au gaz naturel et de dispositifs d’économie d’eau permet à chaque maison de la CSDL de consommer entre 65 et 70% moins de gaz naturel pour chauffer l’eau que les maisons neuves courantes. Ce bilan seulement signifie des économies annuelles d’une tonne d’émissions de gaz à effet de serre par maison.

Les lauréats de l'Energy Globe Award par catégorie :

Catégorie TERRE : L'Université fédérale de l'Extrême-Orient sise à Vladivostok, en Russie, a conçu une maison à énergie passive dont la construction spéciale compte une isolation intégrale et utilise l'énergie solaire pour fournir un chauffage à 22°C dans votre salon, même dans le froid glacé de Sibérie, tout en empêchant à ses habitations de s'enfoncer dans le pergélisol. Principale intervenante : Dr. Gesa Köberle, Vice-présidente de l'Energy Globe Foundation.

Lauréat de la Catégorie EAU : Une solution verte composée de pompes à eau utilisant l'énergie solaire élaborée par AsoFenix au Nicaragua fournit actuellement un accès à l'eau propre à de nombreuses personnes, tout en enseignant aux villageois à gérer efficacement leur ressource. Principal intervenant : Professeur Edward Ayensu, ancien Président du Panel d'inspection de la Banque mondiale.

2 lauréats dans la catégorie AIR : Au port de Göteborg, en Suède, des navires de transport s'alimentent actuellement avec l'énergie propre d'une source éolienne ! Finis les moteurs diesel bruyants et odorants, et vive l'énergie verte directement tirée de la nature. Le détaillant suisse Migros opte également pour l'énergie propre de différentes façons. Grâce à des systèmes photovoltaïques, de gestion de l'énergie et de nombreux autres efforts, cette société est un véritable protecteur du climat. Principal intervenant : Ministre autrichien de l'économie, Reinhold Mitterlehner.

Catégorie JEUNESSE : Conformément à sa devise «Appréciez la nature - Protégez la nature», le Chipembele Wildlife Education Trust de Zambie travaille à sensibiliser les jeunes aux écosystèmes environnants. L'un de ses exemples de réussite est la Vallée de Luangwa du Sud, considérablement affectée par le tourisme effréné. Principale intervenante : Leanne Liddle, membre du Conseil de Bush Heritage en Australie.

Wolfgang Neumann, fondateur de l'Energy Globe, est convaincu que « Tous ces projets représentent les solutions de demain. Ce superbe esprit d'innovation garantira que notre planète reste un endroit où il fait bon vivre pour nos enfants ».

Le gouvernement turc a décidé la semaine dernière un quasiment doublement de la production électrique de la première centrale à cycle combiné avec énergies renouvelable intégrées (Integrated Renewables Combined-Cycle ou IRCC).

Tout d'abord, General Electric (GE) et l'entreprise énergétique turc MetCap Energy Investments ont annoncé vendredi dernier leur investissement dans le projet Eurostar, une centrale au gaz naturel dotée d'une capacité de 878 mégawatts (MW) qui devrait aider à alimenter Istanbul en électricité.

Ensuite, la centrale IRCC Dervish à Karaman en Turquie qui a été lancée en juin 2011, se base sur la technologie de pointe FlexEfficiency50* à cycle combiné de GE. L'extension de licence permet à la production d'énergie d'augmenter de 570 à 1080 mégawatts. Pour le projet Dervish, elle ouvre aussi la voie à une deuxième centrale qui utiliserait la technologie FlexEfficiency* de GE et les technologies d'énergie solaire concentrée d'eSolar.

Le projet phare Dervish permettra ainsi au réseau électrique turc d'utiliser plus d'éolien, de solaire et de gaz naturel, et de satisfaire une demande grandissante en "production d'énergie propre, fiable et à un prix abordable".

« Des projets tels qu'Eurostar et Dervish vont aider à éclairer Istanbul et la Turquie » a déclaré le Dr. Celal Metin, Président de MetCap Energy Investments. « Nos efforts sont tournés vers une production énergétique responsable pour le futur. »

« MetCap est l'un des principaux acteurs de l'énergie en Turquie et continue à travailler en étroite collaboration avec GE pour déployer les technologies énergétiques les plus innovantes, ce qui permet aux producteurs d'énergie d'opérer d'une manière plus propre, plus intelligente et plus efficace pour relever les défis énergétiques d'aujourd'hui », a ajouté Paul Browning, PDG de la division Thermal Products de GE Energy.

Projet Eurostar

Une fois achevée, la centrale électrique Eurostar, qui comporte deux turbines à gaz Frame 9FB, une turbine à vapeur et un générateur à vapeur de récupération de chaleur, produira une énergie équivalente à l'énergie utilisée par 2,3 millions de foyers stambouliotes. En plus d'une efficacité thermique de plus de 58%, le projet Eurostar sera doté d'une fonction zéro décharge liquide, d'une capacité de réponse rapide de démarrage en 35 minutes, tout en produisant moins d'émissions. La centrale se situera à Kirklareli, aux abords d'Istanbul. La mise en opération commerciale de la centrale électrique est prévue pour 2014.

« La Turquie a besoin d'un portefeuille diversifié et durable de ressources énergétiques, à cause des besoins économiques croissants et les demandes énergétiques du pays qui ne peuvent pas être satisfaits par un seul combustible ou une seule technologie », a affirmé Ricardo Cordoba, Président Régional de GE Energy. « Sans investissement dans de nouvelles centrales électriques, la Turquie pourrait faire face à une grave pénurie d'énergie. Des centrales hautement efficaces à cycle combiné alimentées par du gaz naturel comme Eurostar joueront un rôle primordial dans l'infrastructure d'approvisionnement électrique du pays. »

Projet Dervish IRCC

La phase initiale du projet IRCC a été annoncée à la conférence POWER-GEN Europe en juin. Ce projet comprend la technologie FlexEfficiency* de GE, qui offre une flexibilité d'opération à l'intégration du gaz naturel, de l'éolien et du solaire en un seul complexe énergétique.

L'agrandissement proposé de la centrale Dervish devrait entrer en exploitation industrielle en 2016, et une fois qu'elle serait complétée selon la nouvelle licence, elle fournirait de l'électricité à plus de 1,2 millions de foyers turcs.

La centrale IRCC comprend une turbine à gaz 50-hertz 9FB de dernière génération, une turbine à vapeur, un générateur, 22 mégawatts d'éoliennes de GE et 50 mégawatts de la technologie concentrée d'eSolar de tour solaire thermique, le tout intégré de façon transparente dans un système de contrôle de la centrale Mark* Vle de GE à bouton de démarrage unique. Dans les conditions du site de MetCap, cette technologie est capable d'atteindre un niveau record de 69% d'efficacité thermique.

En plus des nouvelles normes mondiales d'efficacité, la centrale électrique Dervish comportera une fonction zéro décharge liquide, une capacité de réponse rapide de démarrage en 28 minutes et produira moins d'émissions.

« Chez MetCap, nous pensons que nos projets doivent simultanément satisfaire la demande croissante d'énergie, la responsabilité environnementale et la croissance économique tout en préservant les précieuses ressources en eau, » a affirmé Celal Metin. « La technologie FlexEfficiency de GE à été comparée à d'autre alternatives de pointe et a été sélectionnée car elle correspond parfaitement à notre vision du futur. »

Investissement eSolar

eSolar est un fournisseur de technologie concentrée de tour solaire thermique dernière génération basé en Californie. Grâce à un investissement de GE et MetCap annoncé en juin, GE Energy a déjà un accord de licence avec eSolar, qui donne à GE les droits exclusifs mondiaux de la technologie modulaire d'eSolar pour sa solution de centrale électrique à cycle combiné avec énergie solaire intégrée (Integrated Solar Combined Cycle ou ISCC).

« Notre investissement dans eSolar représente une nouvelle étape dans notre parcours de transformation de l'industrie énergétique. » a déclaré Celal Metin. « Nous avons accompli tout cela avec des rendements financiers attractifs pour MetCap. Nous pensons que cela représente le futur de la production d'énergie. »

La technologie de centrale électrique d'eSolar utilise de petits miroirs plats préfabriqués appelés des héliostats. Ces derniers permettent de chercher le soleil et de refléter sa chaleur vers un récepteur monté sur tour. Ceci génère une vapeur utilisée alors par le bloc d'alimentation de la centrale pour créer de l'électricité. Des milliers d'héliostats sont alignés et contrôlés grâce à des algorithmes logiciels afin de focaliser l'énergie solaire avec précision. La technologie d'eSolar est conçue pour fournir des champs modulaires qui maximisent la production d'énergie, évoluent pour satisfaire une large gamme de besoins clients en production énergétique, tout en permettant un déploiement rapide et à moindre coût.

*Marque déposée de la General Electric Company

A l'occasion du salon Batimat, Saint-Gobain Solar a lancé un panneau photovoltaïque à couche mince qui utilise la technologie CIS (Cuivre - Indium - Sélénium) et offre des rendements surfacique et énergétique jugés excellents, même dans des conditions d'exploitation difficiles.

Destiné aux toitures photovoltaïques de grande surface (100 à 250 kW), le panneau Powermax® est également décliné dans une version spécifique pour les centrales au sol, particulièrement adaptée dans le cadre de l'appel d'offres > 250 kW.

Conçu à partir de la technologie CIS (qui présente à ce jour le rendement de conversion le plus élevé de la filière couche mince), ce panneau permet un rendement énergétique supérieur à celui d'un panneau cristallin. Il peut être installé sur tous types de toitures et dans toutes les situations.

Selon Saint-Gobain, il se révèle spécifiquement indiqué sur les larges surfaces et les centrales au sol et particulièrement efficace dans des conditions d'exploitations difficiles (orientation ou inclinaison défavorables, zones ombragées, etc.). En effet, le rendement en conditions de faible luminosité (200 W/m²) n'est inférieur que de 2 % à celui d'une luminosité standard (1 000 W/m²).

Constitué de 2 plaques de protection en verre trempé, le panneau photovoltaïque possède une structure stable et rigide, gage d'une bonne résistance dans le temps. Le verre repose sur une couche polymère élastique qui lui permet de ne pas subir de contraintes d'appui mécanique ponctuelles. Le module est quant à lui laminé avec un film PVB issu du monde de l'automobile. Enfin, le cadre en aluminium noir est extrêmement rigide et résistant à la corrosion.

Spécifiquement adapté aux larges toitures, POWERMAX® permet de répondre efficacement aux nouveaux appels d'offre pour les installations photovoltaïques comprises entre 100 et 250 kW (1 000 à 2 500 m² environ) grâce à un rendement surfacique supérieur à 12 %, à des productibles améliorés, à un bilan carbone favorable, à un contenu technologique de pointe qui optimise la conception mécanique et électrique du module afin d'obtenir des coûts de système bas.

Vue de l'extérieur, seul son design épuré la distingue des habitations voisines construites dans le style provençal. Et pourtant, la villa Vision bâtie à Carros, dans les Alpes-Maritimes, n'a rien à voir avec une maison traditionnelle.

Véritable habitat "écolo", elle consomme moins de 15 kWh/m²/an, soit 30 fois moins que la moyenne française et 3 fois moins qu'une construction BBC (basse consommation).

La villa Vision est l'une des huit maisons aujourd'hui officiellement certifiées “passives“ en France, un standard ouvert de bâtiment très basse consommation, défini en Allemagne par le PassivHaus Institut de Darmstadt (1).

Dépourvue de tout système de chauffage et de climatisation, elle procure toutefois un confort idéal à ses occupants avec une température constante de 21 à 23 °C, quelle que soit la saison. Elle puise ses ressources dans son isolation thermique, son étanchéité à l'air et les apports solaires passifs. Pour atteindre cette performance, l'ensemble des techniques courantes de construction ont été revues et enrichies d'un système domotique afin d'optimiser la consommation d'énergie.

Isolation, étanchéité, traitement de l'air : les principes de base

« L'isolation de la maison par l'extérieur est un élément clé de sa performance énergétique, explique Victoric Bailleul, responsable communication de la société Vision Eco-habitats, conceptrice de la villa passive de Carros. Chaque matériau est étudié selon ses coefficients et sa conductivité thermiques et tous les ponts thermiques, sources de déperditions d'énergie, sont neutralisés. »

Le traitement de l'air intérieur est, lui, assuré par une VMC double flux très performante. « Tempéré, recyclé et purifié en permanence, l'air intérieur est d'une qualité supérieure à celui d'un habitat traditionnel, reprend Victoric Bailleul. C'est comme si on laissait les fenêtres ouvertes 4 heures par jour, mais sans aucune déperdition thermique. »

Quant à la température ambiante, elle est régulée par géothermie. L'air extérieur circule dans un tuyau enterré à 1,50 m dans le sol, selon le système du puits canadien. Il chauffe ou se refroidit par géothermie passive et sort du puits à une température de 15 °C environ. Cet air arrive dans la VMC double flux et croise un récupérateur de chaleur, un entrelacement de tuyaux dans lequel l'air vicié transmet ses calories à l'air entrant. On gagne là encore quelques degrés. Enfin, l'éclairage par halogènes basse consommation, l'ensoleillement, et la vie à l'intérieur de la maison contribuent à réchauffer encore un peu l'atmosphère pour finalement atteindre une température ambiante constante et agréable.

A la pertinence des techniques de construction vient s'ajouter l'intelligence d'un système domotique. Celui-ci régule la consommation énergétique en pilotant l'éclairage, les volets roulants, mais aussi l'arrosage automatique du jardin, en fonction de divers paramètres.
Par exemple, la lumière s'allume sur détection de mouvement et selon des scénarios pré-définis (extinction générale au départ de la maison, allumage de l'entrée au retour). Les occupants évitent ainsi tout gaspillage d'énergie.

Les volets roulants sont, eux, abaissés ou relevés en fonction de la température et de la luminosité extérieures, mesurées par une station météo installée sur le toit ; un dispositif de “sun tracking“ permet de définir l'orientation des lamelles pour optimiser les apports d'énergie gratuits.

« Nous avons choisi un système KNX Schneider Electric qui présente une réelle longueur d'avance en regard des attentes de nos clients, aussi bien celles des concepteurs de la maison que celles de ses occupants, déclare Nicolas Colombi, l'intégrateur de la société Cust'Home Paca qui a mis en œuvre cette solution. Les habitants n'ont rien à faire, tous les paramètres sont gérés automatiquement pour maintenir la performance énergétique de la maison. Ils n'interviennent que sur les scénarios d'éclairage et de pilotage des volets roulants, en fonction de leurs habitudes et de leurs activités. »

Enfin, le système KNX est associé à un superviseur qui, via un coffret de communication Alvidis de Schneider Electric, permet de remonter toutes les informations relatives à l'énergie et de les visualiser sur un écran : courbe de température extérieure / intérieure, hygrométrie extérieure / intérieure, consommation instantanée, équivalent production en CO2, production d'eau chaude, production photovoltaïque. L'occupant peut ainsi mesurer les économies réalisées en comparaison avec une maison traditionnelle.

« La construction d'une maison passive représente un surcoût de 5 % à 10 %, surcoût amorti en seulement 5 ans par les seules économies d'énergie, conclut Victoric Bailleul. C'est bien la preuve qu'il est aujourd'hui possible de construire autrement, de façon plus écologique et finalement plus économique, en harmonie avec notre environnement. »

(1) Pour obtenir la certification “maison passive“, l'habitation doit répondre à plusieurs critères :

- étanchéité : tenir 0,6 fois le volume d'air par heure sous une dépression de 50 Pascal (test du Blower door)
- le système de chauffage ou de ventilation ne doit pas consommer plus de 15 kWh/m2/an
- la consommation d'énergie primaire ne doit pas excéder 120 kWh/m2/an (électroménager inclus)
- les résultats de l'étude thermique et énergétique doivent être analysés avec le logiciel PHPP (PassivHaus Planing Package)

Efforts to integrate storage into electric grids continue to struggle as a federally backed flywheel company goes bankrupt

More than 200 tops spin in vessels half-buried in the dirt outside Stephentown, N.Y., a town near the Massachusetts state line. Inside the vessel a vacuum permits each top to rotate as many as 16,000 times per minute, despite the fact that each weighs more than one metric ton, thanks to its steel and carbon-fiber composition. Such fast spinning in a vacuum (to reduce friction) allows each top to store some 25 kilowatt-hours of electricity. When the grid's frequency gets out of whack—that is, if the 60-times-per-second current should reverse its flow—all the magnetically-levitated tops speed up, slow down or flip direction to ensure the grid stays in tune.

All told, Beacon Power's flywheels could provide 20 megawatts-worth of such frequency regulation as well as short-term energy storage for the state grid. The only problem is that Beacon's owner went bankrupt in the process of putting the "alternating" into alternating current—after taking a loan for $39.5 million from the U.S. Department of Energy.

"Our company has been operating at a loss," Beacon Power CEO Bill Capp said November 1 in prepared statement [pdf] explaining the bankruptcy. "Our goal in taking this action is to minimize job loss and to continue to find ways to apply our innovative technology in the frequency regulation and energy storage markets."

The good news is that the flywheels are still making money—not enough to keep Beacon in business but enough to potentially pay back the American taxpayer. The flywheels also represent a growing trend in electricity grids worldwide—storage. Sodium sulfur batteries have been used to store electricity from Japan's grid since 2002 and to back up Xcel Energy's wind farms in Minnesota since 2008. Molten salts help a power plant in Sicily store the sun's heat to turn into electricity at night and on cloudy days. Even water pumped uphill at various sites across the U.S. and air compressed into an underground cavern in Alabama, among other places, store electrical energy when it is cheap and give it back when it is expensive. Such storage is considered vital to help intermittent renewable resources, such as the wind and sun, play a bigger role in U.S.—and global—energy supply, but it may be that Beacon's flywheels are simply too expensive to compete with the other technologies on offer.

"Flywheels don't typically hold as much energy as batteries," notes Haresh Kamath, strategic program manager at the Electric Power Research Institute's Technology Innovation Program—an industry-funded research group. "But they last a very long time and that makes them attractive in some applications, especially where the system is cycled very often—that is, where it is discharged and charged repeatedly across a short time period."

A new analysis published November 17 in Science by Kamath and colleagues found that batteries are rapidly becoming cheaper and allow for storing electricity generated when it is not in demand (for instance, during the strong winds that blow late at night when lights are off and factories typically shut down) and using it when it is (daytime peaks). Such storage would greatly extend the potential use of renewables for power but also reduce the necessary investment in the grid itself. In the past it has been cheaper to build a new power plant and lay more cable to connect it to the grid than to install a large battery system. "The initial cost of batteries today is prohibitively high in most cases," Kamath explains. And "the life of batteries is relatively short: Batteries last just a few years but most grid components last for decades."

Longtemps réservée aux applications industrielles, la cogénération devient désormais disponible pour les particuliers sous la forme de micro-cogénération.

Ainsi, le WhisperGen 1kW devient la première unité de micro-cogénération domestique disponible sur le marché. Alimentée au gaz naturel, elle est capable de satisfaire la demande d'une habitation en chauffage et eau chaude sanitaire mais aussi de lui permettre de produire son électricité.

La compagnie WhisperTech New Zealand** qui demeure le premier fabricant au monde de systèmes de micro-cogénération utilisant des moteurs Stirling sera représentée commercialement en France via le distributeur officiel "Eco Sun Energy".

La micro-CoGénération, KESAKO ?

A la base de cette technologie, on retrouve la cogénération, qui est la production simultanée d'électricité et de chaleur au départ d'une même source d'énergie primaire. Ce procédé présente deux avantages majeurs : un rendement énergétique nettement supérieur à celui d'une production séparée et un intérêt "écologique" sensible, avec des rejets de CO2 beaucoup moins élevés.

Une unité de micro-cogénération est un moteur thermique d'une puissance inférieure à 50 kWh électrique, couplé à un générateur qui produit en même temps de la chaleur et de l'électricité. la chaleur dissipée par le moteur est récupérée via des échangeurs thermiques et alimente le circuit de chauffage. le générateur produit de l'électricité qui peut être utilisée sur place ou renvoyée sur le réseau de distribution.

Qu'est-ce que WhisperGen ?

Avec un taux d'efficacité supérieur à 90%, WhisperGen constitue un système de micro-cogénération qui autorise une utilisation plus efficace et plus rationnelle de l'énergie.

Comme il permet aux ménages de produire leur propre énergie de façon plus "durable" et "efficace", il a un impact positif sur l'environnement et sur l'économie domestique (une réduction de votre facture d’énergie jusqu’à 75% selon le distributeur !). Grâce à sa capacité de produire à la fois chaleur et électricité, WhisperGen peut répondre à la fois aux besoins en eau chaude sanitaire, chauffage et énergie électrique d'un foyer.

Se chauffer et produire son électricité grâce à la micro-cogénération à condensation.

Le micro-cogénérateur WhisperGen 1kW est composé d'un moteur stirling, moteur à combustion externe, alimenté au gaz naturel ou propane. Celui-ci entraîne un alternateur qui transforme l'énergie mécanique en électricité. dans un micro-cogénérateur, la chaleur dissipée est récupérée via des échangeurs thermiques et est utilisée par le moteur pour le chauffage ou la production d'eau chaude sanitaire.

Dans le cas où les besoins en électricité dépassent la production du micro-cogénérateur, le réseau de distribution prend le relais.

En 1886, Robert Stirling, révérend et inventeur écossais à la recherche d’une alternative à la machine à vapeur, invente un moteur capable de produire de l’énergie lors de la compression et expansion de l’air chaud enfermé à l’intérieur.

Cette nouvelle invention s’avère rapidement être un moteur particulièrement efficace et versatile : il produit chaleur et électricité, il peut travailler avec pratiquement toutes le sources de chaleur et ses applications sont variées. En outre, contrairement à la locomotive, il n’y a pas de danger d’explosion, il est silencieux et il n’exige que très peu d’entretien.

Toutefois, incapable de rivaliser en puissance avec la locomotive, le Stirling a toujours été relégué au second plan.

** WhisperTech New Zealand appartient au Groupe Méridian, le plus grand fournisseur d'électricité de Nouvelle-Zélande, 100 % renouvelables et propriété du gouvernement Néo Zélandais.

Les premiers essais sur véhicule lourd roulant au carburant Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à Bénesse-Maremne (département des Landes) vont être réalisés par la société Transports P. MENDY en partenariat avec IVECO France et GNVERT (groupe GDF Suez).

Les 3 entités ont annoncé la mise en place conjointe des premiers essais d'utilisation du GNL carburant en condition d'exploitation, sur un ensemble poids lourd IVECO à Bénesse-Maremne (40). Les essais s'étaleront sur près de 3 semaines d'exploitation, sur un circuit de livraison régionale pour la grande distribution et un circuit technique en longue distance.

Cette première française résulte de l'engagement de tous les acteurs impliqués dans le développement et la promotion d’une filière « propre » dans le secteur du transport de marchandises. Considéré comme plus "écologique" que son homoloque dérivé du pétrole (gazole), le carburant GNL se révèle aussi être plus économique à l'usage pour une autonomie équivalente.

En développement dans plusieurs pays européens (Suède, Pays-Bas, Grande-Bretagne, Suisse…), et expérimenté depuis quelques années aux Etats Unis et au Canada, le carburant GNL fait aujourd'hui ses premiers kilomètres dans l'hexagone.

Stocké sous forme liquide à -160°, le carburant gaz naturel permet réellement une autonomie de 1 000 kilomètres pour les poids-lourds, ouvrant la voie au transport longue distance tout en constituant une alternative crédible au gazole.

La fiabilité du GNL est éprouvée par l'utilisation depuis près de 15 ans du carburant gaz naturel sous sa forme gazeuse (GNV), qui alimente quotidiennement en France plus de 2 300 bus (près de 15 % des bus roulent au GNV en France) et plusieurs centaines de véhicules de propreté urbaine (près de 14 % des véhicules de propreté urbaine roulent au GNV en France).

Majoritairement composé de méthane, le carburant gaz naturel n'émet aucune particule fine (souvent responsables des maladies respiratoires en zones urbaines), réduit de 80% les émissions d'oxydes d'azote et jusqu'à 25% les émissions de CO2. Par ailleurs, il divise par 2 les émissions sonores des moteurs et atténue les vibrations à tous les régimes de fonctionnement. Il existe aussi sous forme renouvelable avec le bioGNV.

Le Stralis AT 440S33 GNL est le dernier né de la grande famille des poids-lourds IVECO conçue depuis 1998 pour fonctionner au carburant gaz naturel et le premier à l'employer sous forme liquide. Son moteur Cursor 8 CNG turbo de 330 ch., produit depuis 2004 à l'usine FPT Industrial de Bourbon Lancy (Saône et Loire), utilise le principe de la combustion stœchiométrique afin d’atteindre un haut rendement énergétique et des émissions de NOx et de particules 3 fois inférieures aux limites qui seront imposées en 2014 par la règlementation Euro VI.

Un mot sur le GNL / BIOGNL (src - GNVert)

Le GNL (est le Gaz Naturel Liquéfié) est du méthane (CH4) simplement liquéfié par simple abaissement de température, à moins 160°C. C’est le moyen utilisé pour le transport du gaz naturel par voie maritime (méthaniers) sur de longues distances ou à des accès géographiquement éloignés. Le GNL est un liquide clair, transparent, inodore, non corrosif et non toxique.

Le BioGNL est constitué de biométhane liquéfié, produit à partir de la méthanisation de la biomasse ou des déchets. Ce gaz "100% renouvelable" est chimiquement strictement identique au méthane (CH4). Outre le fait qu'il ne nécessite aucune adaptation ni des véhicules ni des infrastructures de distribution, il bénéficie surtout de tous les atouts environnementaux du GNV avec en supplément un bilan GES dopé par son origine renouvelable.

La liquéfaction permet de stocker le GNL dans un espace réduit. Dans un espace réservoir identique, il est possible d'introduire environ 5 fois plus de carburant GNL par rapport à du GNV. C'est pour cette raison que le GNL ouvre la voie à la longue distance.

Les chimistes de l'Université de l'Oregon (UO) ont développé un matériau (solide) efficace de stockage d'hydrogène sous une forme chimique, fonctionnant en toute sécurité à température ambiante, un procédé qui ouvre la voie à des applications dans le domaine des transports.

L'inconvénient de l'hydrogène (gaz), reste qu'il peut être stocké uniquement dans des réservoirs à haute pression ou cryogéniques.

Dans une étude publiée en ligne dans le Journal de l'American Chemical Society (ACS), une équipe de 4 scientifiques de l'UO ont décrit le développement d'une plate-forme en amine, basée sur le cycle géochimique du borazane appelé BN-méthylcyclopentane. Car en plus de la température et des propriétés stables, elle dispose également de la faculté de désorption d'hydrogène, (... transformation inverse de la sorption, par laquelle les molécules sorbées se détachent du substrat) sans aucun changement de phase, a la fois propre, rapide et contrôlable. Le système mis au point utilise également du chlorure de fer (facilement disponible) comme un catalyseur pour la désorption, et permet le recyclage du combustible usé, même dans un état chargé.

Les grands défis pour que cette plate-forme de stockage décolle sont la nécessité d'augmenter le rendement de l'hydrogène d'une part et le développement d'un mécanisme plus efficace de régénération de l'énergie d'autre part.

« En plus de la production d'hydrogène renouvelable, le développement des technologies de stockage de l'hydrogène continue d'être un axe de recherche important afin d'aboutir à la mise en place d'une infrastructure énergétique basée sur l'hydrogène », a déclaré Shi-Yuan Liu, professeur de chimie et chercheur à l'Institut des Sciences de la Matière à l'UO.

Le département américain de l'Énergie (DOE), qui a financé cette recherche, s'efforce de développer un liquide viable et un support solide pour le "carburant hydrogène" d'ici 2017. La nouvelle approche de l'UO diffère de nombreuses autres technologies étudiées en ce qu'elle est à base de liquide plutôt que de solide, qui, selon Liu, "faciliterait une transition possible d'une infrastructure de type essence à celle d'hydrogène."

« Le champ des matériaux basés sur le stockage de l'hydrogène a été dominé par l'étude de la phase solide des matériaux tels que les hydrures métalliques, les matériaux absorbants et les boranes d'ammoniac », a précisé Liu. « La disponibilité d'un matériau de stockage d'hydrogène liquide pourrait représenter une option pratique pour les mobiles et les applications de transports qui bénéficieraient ainsi des infrastructures déjà existantes des carburants liquides."

La clé réside en fait dans la chimie. L'équipe de Liu a découvert initialement que 6 chaînons cycliques de borazane étaient facilement trimérisables - formant une molécule plus grande - avec un dégagement d'hydrogène. Ces matériaux de base, cependant, étaient des solides. En ajustant la structure, notamment en réduisant la taille du cycle de 6 à 5 chaînons, les chercheurs ont réussi à créer une version liquide qui possède une basse pression de vapeur et ne change pas sa propriété liquide lors de la libération d'hydrogène.

The Oslo area saw the opening of its third hydrogen refuelling station on November 21, 2011. This station, located at SINTEF's Oslo office, offers a fuel produced of water.

Together with the 17 new Fuel Cell Electric Vehicles showcased in Oslo the refuelling station puts Norway on the international map for zero emission vehicles.

The new station in Gaustad, Oslo is the first one in Norway where the hydrogen is produced exclusively by water and electricity, which in this case is entirely renewable. With no other emission than water vapor, any fuel cell car using this station is an actual zero emission vehicle.

EU-financed demonstration program

The new station and the large number of FCEVs (Fuel Cell Electric Vehicles) result from the largest EU-financed demonstration program for hydrogen and fuel cell cars, a program where SINTEF is one of four Norwegian participants.

The H2moves Scandinavia project has a total budget of nearly 20 million euro and the aim is to accelerate the market introduction of hydrogen powered FCEVs by gaining customer acceptance for the technology.

Greetings from Hyundai...

The opening ceremony at SINTEF was also the Korean car manufacturer Hyundai’s first showing of their hydrogen powered SUV ix35 FCEV to the Norwegian hydrogen project. The Nordic countries signed a letter of intent together with Hyundai earlier this year, aiming for advancing hydrogen as a fuel and preparing a market for fuel cell electric vehicles.

Allan Rushforth, Senior Vice President and COO of Hyundai Motor Europe, commented: “Hyundai believes hydrogen-powered vehicles will play an important role in guaranteeing the long-term sustainability of the European auto industry. The ix35 FCEV boasts the same convenience and performance as a conventional vehicle thanks to a top speed of 160 kilometres-per-hour, a driving range of 525 kilometers and the ability to start in temperatures as low as minus 25 degrees Celsius.
... and from Daimler

The cars in the project will be leased to private and industrial customers and used on an everyday basis. This will allow for a better understanding of regular customers’ satisfaction regarding the technology. The Nordic climate will be an additional check on how the fuel cells perform in real life.

Ten of the project cars are Mercedes-Benz B-class F-CELL.

“Electric vehicles with fuel cells are ready for the market and we will start with the serial production in 2014 already. But since alternative drives require alternative infrastructures, we work closely together with partners from governments, energy providers and several automobile manufacturers”, says Prof. Herbert Kohler, Vice President eDrive & Future Mobility of Daimler AG.

Refuelling station from H2 Logic

The hydrogen station at SINTEF is manufactured by the Danish company H2 Logic and provides fast refueling of hydrogen in 3 minutes and a comparable range to gasoline on one refueling. This way hydrogen enables electric driving with the same convenience as gasoline.

“The new hydrogen station in Oslo provides a significant step forward in ensuring a refuelling network in Norway as well as Scandinavia. It paves way for the market introduction of fuel cell vehicles. Next step is to ensure support mechanisms together with governments”, states Jacob Krogsgaard director of H2 Logic A/S.

http://www.sintef.com

29 nov.-11 Nanoparticle electrode for batteries could make grid-scale power storage feasible

The sun doesn't always shine and the breeze doesn't always blow and therein lie perhaps the biggest hurdles to making wind and solar power usable on a grand scale. If only there were an efficient, durable, high-power, rechargeable battery we could use to store large quantities of excess power generated on windy or sunny days until we needed it. And as long as we're fantasizing, let's imagine the battery is cheap to build, too.

Now Stanford researchers have developed part of that dream battery, a new electrode that employs crystalline nanoparticles of a copper compound.

In laboratory tests, the electrode survived 40,000 cycles of charging and discharging, after which it could still be charged to more than 80 percent of its original charge capacity. For comparison, the average lithium ion battery can handle about 400 charge/discharge cycles before it deteriorates too much to be of practical use.

"At a rate of several cycles per day, this electrode would have a good 30 years of useful life on the electrical grid," said Colin Wessells, a graduate student in materials science and engineering who is the lead author of a paper describing the research, published this week in Nature Communications.

"That is a breakthrough performance – a battery that will keep running for tens of thousands of cycles and never fail," said Yi Cui, an associate professor of materials science and engineering, who is Wessell's adviser and a coauthor of the paper.

The electrode's durability derives from the atomic structure of the crystalline copper hexacyanoferrate used to make it. The crystals have an open framework that allows ions – electrically charged particles whose movements en masse either charge or discharge a battery – to easily go in and out without damaging the electrode. Most batteries fail because of accumulated damage to an electrode's crystal structure.

Because the ions can move so freely, the electrode's cycle of charging and discharging is extremely fast, which is important because the power you get out of a battery is proportional to how fast you can discharge the electrode.

To maximize the benefit of the open structure, the researchers needed to use the right size ions. Too big and the ions would tend to get stuck and could damage the crystal structure when they moved in and out of the electrode. Too small and they might end up sticking to one side of the open spaces between atoms, instead of easily passing through. The right-sized ion turned out to be hydrated potassium, a much better fit compared with other hydrated ions such as sodium and lithium.

"It fits perfectly – really, really nicely," said Cui. "Potassium will just zoom in and zoom out, so you can have an extremely high-power battery."

The speed of the electrode is further enhanced because the particles of electrode material that Wessell synthesized are tiny even by nanoparticle standards – a mere 100 atoms across.

Those modest dimensions mean the ions don't have to travel very far into the electrode to react with active sites in a particle to charge the electrode to its maximum capacity, or to get back out during discharge.

A lot of recent research on batteries, including other work done by Cui's research group, has focused on lithium ion batteries, which have a high energy density – meaning they hold a lot of charge for their size. That makes them great for portable electronics such as laptop computers.

But energy density really doesn't matter as much when you're talking about storage on the power grid. You could have a battery as big as a house since it doesn't need to be portable. Cost is a greater concern.

Some of the components in lithium ion batteries are expensive and no one knows for certain that making the batteries on a scale for use in the power grid will ever be economical.

"We decided we needed to develop a 'new chemistry' if we were going to make low-cost batteries and battery electrodes for the power grid," Wessells said.

The researchers chose to use a water-based electrolyte, which Wessells described as "basically free compared to the cost of an organic electrolyte" such as is used in lithium ion batteries. They made the battery electric materials from readily available precursors such as iron, copper, carbon and nitrogen – all of which are extremely inexpensive compared with lithium.

The sole significant limitation to the new electrode is that its chemical properties cause it to be usable only as a high voltage electrode. But every battery needs two electrodes – a high voltage cathode and a low voltage anode – in order to create the voltage difference that produces electricity. The researchers need to find another material to use for the anode before they can build an actual battery.

But Cui said they have already been investigating various materials for an anode and have some promising candidates.

Even though they haven't constructed a full battery yet, the performance of the new electrode is so superior to any other existing battery electrode that Robert Huggins, an emeritus professor of materials science and engineering who worked on the project, said the electrode "leads to a promising electrochemical solution to the extremely important problem of the large number of sharp drop-offs in the output of wind and solar systems" that result from events as simple and commonplace as a cloud passing over a solar farm.

Cui and Wessells noted that other electrode materials have been developed that show tremendous promise in laboratory testing but would be difficult to produce commercially. That should not be a problem with their electrode.

Wessells has been able to readily synthesize the electrode material in gram quantities in the lab. He said the process should easily be scaled up to commercial levels of production.

"We put chemicals in a flask and you get this electrode material. You can do that on any scale," he said.

"There are no technical challenges to producing this on a big-enough scale to actually build a real battery."

28 nov.-11 Un module photovoltaïque novateur

L'entreprise Kaneka Corp a mis au point un module photovoltaïque hybride à base de cellules solaires à couche mince qui possède une efficacité de conversion énergétique de plus de 20%. Cette valeur représente à peu près le double de celle des modules hybrides existants, de l'ordre de 12-13%. La particularité du module développé par la société Kaneka réside dans sa structure, qui contient à la fois du silicium amorphe et du silicium polycristallin, afin d'exploiter une part plus important des longueurs d'ondes du spectre solaire. La compagnie vise avec ce nouveau module photovoltaïque le secteur industriel plus que le secteur résidentiel et annonce une commercialisation d'ici à mi-2013.

Source : Article sur le site du Japan Chemical Web (Anglais) : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/2ipLC

25 nov.-11 New system of intelligent management of street lighting enables 80% savings in energy

Until recently there did not exist any kind of system of illumination that had more than 30% energy saving. In 2009, ACR Grupo, Tecnalia and Eguzkitan created the Intelligent illumination company, LUIX, which currently markets an intelligent system for public lighting that achieves between 70% and 80% savings in the energy previously consumed.

The Luix company and the Luix System arose out of the Diversification Area of the ACR group, the Navarre-based construction company.

Today economic and energy savings is priority for Town Halls given that illumination tales up 55% of the energy costs. This new system, marketed by LUIX Intelligent Illumination and developed by TECNALIA as its technological partner, has been implemented in various urban areas of Gipuzkoa and neighbouring Navarre. The results obtained show that, for example, if the city of Donostia-San Sebastián (the capital of the Basque province of Gipuzkoa) were to implement this system for its 25,000 streetlamps, the annual saving would be close to 3 million euros. Moreover, at a (Spanish) state level, the annual saving would be more than 250 million euros.

The LUIX system regulates the illumination of the streetlamps depending on the persons and vehicles that are in transit at the time in the street. The streetlamps light up and dim gradually in the appropriate sequence and direction, depending on the prediction of movement and the direction of persons and vehicles present. This is possible thanks to the device incorporated into the streetlamps that detect both presence and movement. The system is configurable in such a way that the intensity of light can be regulated without having to switch off the streetlamp completely, adjusting the quantity of light to the needs of each instant, depending on the volume of persons and vehicles.

Another important advantage is the capacity for the remote management enabled by the system. At the moment a streetlamp switches off or undergoes an incident, the system itself remotely alerts the operator or client, reducing the repair time to a minimum, giving rise to a significant saving in the maintenance of the infrastructure, as well as the immediate resolution of the problem.

Additionally, the LUIX system is an important advance for application in future intelligent cities, where Town Halls and the public can be provided with a significant number of new services run through a network created by the LUIX system itself, such as outside communication, sensorisation, control of the degree of contamination, control of the traffic density at any point in the city, etc.
Thus, the most important advantage is that, through all this energy efficiency, the management of remote illumination of the public highway is and incorporating it into intelligent cites, can be undertaken without any need for huge investment, given that the LUIX system is coupled to the existing cable system.

Pilot projects

The system has undergone trials, in a partial manner, in a number of municipal boroughs in Gipuzkoa and Navarre. A year ago in the Gipuzkoan village of Gabiria, the LUIX system was installed in 16 streetlamps in one of its squares and the savings came to 1,671 euros: 974 euros in energy savings and 697 euros in maintenance. This has meant savings of 83.84% and the reduction of 7,720 kilos of CO₂ in just one year.

The city of Tolosa installed the system last July with 28 streetlamps in the Usaba Sports Centre area. It is anticipated that in one year the financial savings would be 3,200 euros and energy 77%. Also, the Navarre village of Ustárroz applied the same system some months ago to 35 of its streetlamps. The forecast is that the annual savings would be some 6,438 euros.

The efficacy of the system having been proven, the municipal boroughs in Navarre of Isaba and Salinas were the first (in Navarre) to install in an integrated manner throughout all their streets. The installation was undertaken in September and it is estimated that the savings for these borough councils would be 20,000 euros in one year, with an energy saving of nearly 80%.

http://www.basqueresearch.com/berria_irakurri.asp?Berri_Kod=3590&hizk=I

Michel Aguilar, un ingénieur français à la retraite s'est vu accordé une enveloppe budgétaire d'un million d'euros de la Délégation générale de l'armement (DGA) et du ministère français de l'Industrie, pour développer d'ici 5 ans un prototype d'engin futuriste hybride : mi voiture - mi avion.

Depuis 9 ans, l'ingénieur toulousain consacre tous ses efforts dans le projet "Xplorair" tout droit sorti d'un scénario de film de science-fiction.

Interrogé par Le Parisien, il explique son concept. L'engin ressemble à un aéronef monoplace capable de décoller grâce à de petits thermoréacteurs incorporés dans les ailes, "soufflant" sur un aileron mobile. "Quand vous prenez une feuille de papier entre vos mains, elle se gondole. En soufflant dessus, elle se relève. C'est ce qui permet le décollage" précise t'il. "Grâce aux subventions que j'ai obtenu, je vais pouvoir financer la validation du concept des thermoréacteurs, qui constitue une rupture technique importante dans le monde de l'aéronautique".

Le prototype qui pourra voler à 2.500 m d'altitude sera même en mesure de fonctionner avec du biocarburant à base d'algues, entrainant au passage une économie de carburant de 15% à 20%. La vitesse de croisière a été évaluée à 200 km/h. Enfin, le prix de commercialisation devrait tourner autour de 50.000 euros. Conçu dans un premier temps en monoplace, il sera ensuite décliné en biplace, puis en quadriplace.

"Le premier prototype volant devrait exister en 2015, sans pilote à l'intérieur", a affirmé Michel Aguilar Au Parisien. "On fera des essais l'année suivante afin de proposer le premier véhicule Xplorair sur le marché vers 2017-2018."

La voiture volante, bientôt une réalité avec Xplorair ?

Premier véhicule à décollage et atterrissage sans roulage ni voilure tournante, fondé sur l'utilisation de l'effet Coanda, le PX 200 (Personnal Xplorair 200 km/h) en version monoplace, d'une autonomie de près de 3 heures, bénéficiera aussi de l'effet Chilowski tout en faisant appel massivement aux agromatériaux autant qu'au biocarburants de 3ème génération.

La voiture volante, bientôt une réalité avec Xplorair ?

Mais le coeur de l'innovation de rupture repose sur son Thermoréacteur breveté dont la particularité est de réaliser une combustible pulsatoire à volume constant offrant des gains en consommation. Par ailleurs, sa très grande puissance volumique fait qu'il peut se loger directement dans les ailes.

L’effet Coanda (src : Wikipedia) est le résultat de l’attraction d’un jet de fluide par une paroi convexe voisine. Le fluide en suit la surface et subit une déviation avant de s'en détacher avec une trajectoire différente de celle qu'il avait en amont. Ce phénomène a été appliqué pour la première fois par l'aérodynamicien Henri Coanda : dans ces applications un gaz est émis par une fente mince dont une paroi est prolongée par une série de facettes planes de longueur croissante qui divergent progressivement de l’axe de la fente : le jet se réattache à la paroi après chaque discontinuité, il est ainsi progressivement dévié, en association avec une diminution de la pression à la paroi.

D'après l'Académie internationale d'astronautique basée à Paris, des programmes spatiaux pourraient être mis en oeuvre d'ici 30 ans, dans le seul but de capter l'énergie solaire directement de l'espace, un moyen rentable selon elle de pourvoir aux besoins en énergie des terriens.

Le schéma élaboré par des scientifiques du monde entier met en scène des centrales électriques en orbite qui captent les rayons du soleil avant de les transmettre vers la terre. Ce procédé serait techniquement réalisable d'ici une décennie ou deux, rien qu'en se basant sur les technologies existantes en laboratoires.

Concrètement, le projet consisterait à lancer en orbite géostationnaire des satellites chargés de capter l'énergie du soleil et pourvus de bras articulés orientables. L'avantage majeur du système proposé réside dans le positionnement des différents satellites en orbite sur l'équateur qui bénéficient d'un ensoleillement maximal et permanent (24h sur 24h).

Chaque satellite réfléchirait ensuite l'énergie captée vers un dispositif maître, qui à son tour convertirait l'énergie concentrée en électricité pour après les transmettre vers la terre via un laser ou une antenne à micro-onde. Au final, des équipements au sol s'occuperaient de récupérer ces flux extraterrestres et de les injecter dans les réseaux électriques.

"Un projet pilote visant à démontrer la faisabilité de cette technologie est tout à fait envisageable grâce notamment aux lanceurs à bas coûts actuellement en cours de développement" a déclaré John Mankins, - ancien responsable Concept à la NASA -, qui a dirigé cette étude.

Toutefois, des obstacles existent avant d'arriver à une telle réalisation, le rapport citant pêle-mêle : la problématique des débris spatiaux, le manque d'études ciblées et le coût final de développement. C'est pourquoi le rapport recommande que les acteurs à la fois des secteurs publics et privés financent ensemble des études de viabilité.

** L'académie est présidée par Madhavan Nair, l'ancien président de l'Organisation de recherche spatiale indienne.

22 nov -11 Eindhoven University to make ‘clean’ diesel and gasoline from own wood waste

Eindhoven University of Technology (TU/e) intends to make biofuels from its own wood waste.

Fuel pumps will be installed on the university campus at which staff will in the future be able to fill up their cars with diesel fuel or gasoline. Researchers at TU/e are developing a small-scale demonstration reactor that will process 40 tons of wood waste per year from the university into replacements for diesel fuel and gasoline. TU/e aims with this project to demonstrate the viability of small-scale, environment‑friendly fuel production from its own waste material at competitive prices.

Reduced soot emissions

One of the fuels which the university intends to produce is CyclOx, a TU/e-patented diesel variant that reduces soot emissions. A mixture of CyclOx and standard diesel fuel will be available at the TU/e pump in the near future. The addition of 10 percent CyclOx to standard diesel fuel reduces soot emissions by up to 50%, as shown by recent research by Michael Boot MSc PhD in the Combustion Technology group led by prof. Philip de Goey PhD. The principle of CyclOx is that it delays the start of combustion, giving the mixture of air and diesel fuel more time to mix thoroughly. This in turn results in a cleaner combustion process. In addition, this fuel meets the planned EU standard which specifies that fuels must have 10% biofuel content in 2020.

As well as CyclOx the university’s wood waste – such as pallets and wood packaging – will also produce other fuels, including ethanol (alcohol). This will be offered at the university pump in a 10:90 mixture with gasoline, which most gasoline-powered cars can use without modification.

‘Filling station’

In the first phase of the project the university will install fuel pumps, in 2012. At this ‘filling station’ the diesel/CyclOx mixture will initially be available for a selected test group. In exchange for free fuel these users will contribute to the research project into the short- and long-term effects of using this fuel. In this phase the CyclOx will still be produced by an external party from mineral oil.

Demonstration reactor

At the same time researchers at TU/e in the group led by prof. Emiel Hensen MSc PhD (chair of Inorganic Materials Chemistry) are working on a demonstration reactor to convert wood waste into the above fuels. The plant is scheduled to be operational by mid-2015, supplying all TU/e’s generating sets and vehicles. The production output is expected to far exceed the fuel needs of the university itself, so TU/e staff will later also be able to fill up their cars at the pump.

Low prices

Project leader Boot expects fuel from the TU/e pump to be no more expensive than at other filling stations because of the use of wood waste. This waste currently has a negative value as the university has to pay for its disposal. Using this wood waste will therefore reduce the price of the final fuels.

Example

The university intends with this project to show that it is possible for organizations to produce environment-friendly fuels themselves at a competitive cost. “I hope other universities and organizations will follow our example at TU/e”, says Michael Boot. “It’s also high time for industry to become enthusiastic about this pilot project. But we can’t expect industry to embrace our technology if we don’t first do the same ourselves.” The project also fits TU/e’s aim of applying the technologies developed at the university itself in pilot studies or ‘Living Labs’.

21 nov.-11 Toward more cost-effective production of biofuels from plant lignocellulosic biomass

Unraveling the mechanism of hemicellulose acetylation may lead to cheaper bioethanol

In 1925, Henry Ford observed that fuel is present in all vegetative matter that can be fermented and predicted that Americans would some day grow their own fuel. Last year, global biofuel production reached 28 billion US gallons, and biofuel accounted for 2.7% of the world's transportation fuel. Bioethanol, a popular type of biofuel, is largely derived from sugary food crops such as corn and sugarcane. However, technologies are being developed to generate bioethanol from non-food sources, such as the lignocellulosics present in switchgrass and trees. The sugars locked in the polymers of cell walls, i.e., cellulose, hemicellulose and lignin, can be extracted and fermented by yeast into bioethanol.

A major obstacle to this strategy is that most wall polysaccharides are O-acetylated (i.e., chemically bonded to acetate groups), and the acetate released from these molecules during processing inhibits the activity of the microbes that ferment sugars into alcohol. Based on techno-economical models, a 20% reduction in biomass acetylation is predicted to translate into a 10% reduction in bioethanol price. Thus, a major goal in the field of plant biofuel research is to diminish the O-acetate content in the cell walls of plants, possibly by blocking the enzymes that acetylate the cell wall polymers. However, little is known about the acetylation enzymes in plants.

A team of researchers at the Energy Biosciences Institute, University of California, Berkeley, set out to identify the enzymes that acetylate the polysaccharides that are present in lignocellulosic feedstocks. Their initial work focused on xyloglucan, a type of hemicellose that is abundant in plant cell walls. Using a mass spectrometric technique, the scientists isolated a mutant from amongst a mutagenized population of the model plant Arabidopsis (a member of the mustard and cabbage family) that exhibited a 20-45% reduction in xyloglucan O-acetylation. The researchers mapped the mutation to a physical location in the Arabidopsis genome, and named the gene locus ALTERED HEMICELLULOSE XYLOGLUCAN 4 (AXY4). Blocking the expression of AXY4 in Arabidopsis eliminates xyloglucan O-acetylation.

A natural variety of Arabidopsis growing in northern Scotland also has low levels of xyloglucan O-acetylation. Intriguingly, this variety was found to have a natural mutation in the same gene - AXY4. This finding demonstrates that lack of xyloglucan O-acetylation does not represent a selective disadvantage for the plant, and supports the feasibility of genetically blocking the expression of the protein that controls O-acetylation in plants destined for biofuel production.

"The identification of the first gene to encode a polysaccharide O-acetyltransferase opens the door for identifying similar genes in bioenergy crop feedstocks, such as miscanthus or other energy-grasses. These genes can be used as genetic markers to facilitate breeding programs that aim to generate biofuel feedstocks with reduced lignocellulosic acetate content," says Markus Pauly, a plant biologist at Berkeley’s Energy Biosciences Institute.

This research was supported by the Energy Biosciences Institute and the Fred Dickinson endowment.

The Plant Cell (http://www.plantcell.org/) is published by the American Society of Plant Biologists. ASPB is a professional scientific society, headquartered in Rockville, Maryland, devoted to the advancement of the plant sciences worldwide. With a membership of nearly 5,000 plant scientists from throughout the United States and more than 50 other nations, the Society publishes two of the most widely cited plant science journals: The Plant Cell and Plant Physiology. For more information about ASPB, please visit http://www.aspb.org/. Also follow ASPB on Facebook at facebook.com/myASPB and on Twitter @ASPB.

Les carburants écologiques ne sont pas seulement intéressants pour les voitures: l’Université de Birmingham fait naviguer depuis trois ans déjà un bateau fluvial propulsé par une pile à combustible.

Les principes applicables en construction navale sont toutefois différents de ceux valables en construction automobile ou aéronautique: là le poids ne joue pratiquement aucun rôle mais la durée de vie du moteur doit être égale à celle du bateau lui-même. L’accumulateur à hydrure – autrement dit le réservoir à hydrogène – pour cette solution longue durée high-tech est un développement de l’Empa (Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche).

Le bateau fluvial à hydrogène transformé équipé d’un accumulateur à hydrure de l’Empa.

Le bateau est le mode de transport le plus efficient pour les marchandises. Et c’est pourtant précisément là que de nombreux vieux moteurs diesel sont encore en utilisation – sans épuration des gaz d’échappement et sans électronique moderne. Il y a trois ans, l’Université de Birmingham a lancé un projet ambitieux: la transformation à la propulsion par hydrogène d’un vieux bateau fluvial. Son moteur diesel avec son réservoir de fuel ont été enlevés et remplacés par un moteur électrique à haut rendement, une batterie d’accumulateurs électriques pour l’alimentation de pointe et une pile à combustible avec un accumulateur d’hydrogène pour recharger les accumulateurs électriques. En septembre 2007 le bateau «Ross Barlow» est parti pour son premier voyage sur le réseau fluvial britannique qui compte pas moins de 3500 kilomètres. L’année dernière il a effectué son plus long périple: en quatre jours il a parcouru 105 kilomètres en passant par pas moins de 58 écluses – le moment venu de dresser un bilan

Une propulsion de série associée à une technique de stockage de pointe pour l’hydrogène

Pour la transformation de ce bateau en acier d’une longueur de 18 mètres, il s’agissait de déterminer tout d’abord la puissance nécessaire à sa propulsion. Sur la base de l’expérience acquise avec d’autres bateaux fluviaux électriques, la choix s’est porté sur un moteur électrique à aimant permanent de 10 kilowatt. L’énergie nécessaire pour les longs déplacements est fournie par une pile à combustible d’une puissance continue de 1 kilowatt, développée initialement pour l’alimentation sans interruption de réseaux téléphoniques. La puissance de la pile à combustible ne suffit toutefois pas pour propulser le bateau. C’est aussi pourquoi le «Ross Barlow» abrite dans ses cales une batterie tampon de 47 kWh. Pour cette batterie, le choix s’est porté sur des accumulateurs au plomb qui demandent peu d’entretien, sont bon marché et faciles à charger. Ces accumulateurs au plomb sont certes lourds mais le poids ne joue pour ainsi dire aucun rôle en navigation fluviale.

L’alimentation en hydrogène de la pile à combustible est assurée par un accumulateur à hydrure, développé par l’Empa avec le soutien financier de l’Office fédéral de l’énergie (OFE), qui est capable de stocker 50 kWh d’énergie; cette capacité correspond à 20 bouteilles de gaz sous pression d’une contenance de 10 litre. Le matériau servant au stockage de l’hydrogène est une poudre d’un alliage de titane, zirconium, manganèse, vanadium et fer. Cette poudre métallique, enfermée dans des tubes d’acier hermétiques, est capable de stocker l’hydrogène et de le relâcher lorsqu’on la chauffe. C’est aussi pourquoi chaque module de stockage est placé dans un réservoir d’eau qui peut être chauffé ou refroidi – car lors de la «charge» la poudre métallique dégage de la chaleur. Le bateau est encore équipé de cellules photovoltaïques qui fournissent jusqu’à 320 Watt d’électricité.

Charges et décharges – 100 ans durant

La navigation sur les canaux avec leurs écluses demande une puissance électrique qui varie fortement. Pour ménager la pile à combustible, le moteur tire son électricité des accumulateurs au plomb. Un trajet typique dure de quatre à six heures pour lequel le bateau consomme de 12 à 18 kWh de courant. La pile à combustible fournit en exploitation constante 24 kWh d’énergie par jour. Les systèmes de contrôle et de surveillance électroniques consommant eux aussi de l’énergie, il reste environ 19 kWh pour recharger les accumulateurs tampons. – soit suffisamment d’énergie pour un trajet de six heures par jour.

La durabilité et la fiabilité de l’accumulateur d’hydrogène à hydrure métallique ont tout d’abord été testées en laboratoire. Pour l’exploitation du «Ross Barlow» cela signifie que s’il navigue 650 kilomètres par année sur les canaux anglais, il lui faut s’alimenter 12 fois par année en hydrogène. Dans ce cas, la durée de vie de l’accumulateur à hydrure dépasserait 100 ans – soit bien plus que la durée de vie du bateau lui-même.

Les résultats du test en navigation

Lors de sa navigation de 105 kilomètres en quatre jours effectuée l’été dernier, le «Ross Barlow» a consommé 106 kWh – y compris le courant pour l’éclairage et la recharge des téléphones mobiles et des ordinateurs portables de l’équipage. La batterie d’accumulateurs électriques a fourni 71 pour-cent de cette énergie, la pile à combustible 25 pour-cent et les cellules photovoltaïques 4 pour-cent. L’équipage a loué de façon unanime le déplacement pratiquement exempt de bruit du bateau et l’absence de dégagement de gaz d’échappement désagréables lors du passage des écluses. Le bateau à moteur diesel de taille comparable qui accompagnait le «Ross Barlow» a consommé 50 litres de carburant diesel, ce qui correspond à 133 kilogrammes d’émissions de CO2. Les émissions de CO2 du «Ross Barlow» sont elles égales à zéro, à condition toutefois que l’hydrogène soit produit à partir de ressources renouvelables et qu’il soit transporté sans émissions sur les rives du canal pour faire le plein d’hydrogène du bateau.

La branche solaire d'EDF ENR a annonçé son intention de développer en France une nouvelle technologie basée sur un système de façade modulaire photovoltaïque ultra-design, unique en Europe, après avoir signé fin septembre une convention de partenariat avec Allouis Face InTec®, un spécialiste de la conception de façades « haute technologie ».

A cette occasion, EDF ENR Solaire, GR Groupe, promoteur et constructeur de l'Immeuble et Allouis SA, ont inauguré une centrale solaire photovoltaïque en façade ultra-design, installée sur le bâtiment 911, située à Caluire et Cuire (69).

Non seulement, EDF ENR Solaire commercialisera le système Face InTec® en exclusivité à ses clients, mais il réalisera également les parties ingénierie photovoltaïque et électrique du projet, prendra en charge les démarches administratives jusqu'à la mise en service de la centrale et proposera pour finir un contrat de maintenance. Pour Allouis Face InTec®, l'intérêt est de passer par un expert du photovoltaïque, leader sur son marché, et de bénéficier de sa notoriété et de son réseau commercial présent sur toute la France.

Le système Face InTec® permet l'intégration de panneaux photovoltaïques Micromorph® en façade et garantit une production d’électricité, à la verticale, tout au long de la journée, même par temps nuageux. Il offre également des performances phoniques et thermiques de haute qualité, intégrant les nouvelles exigences de la RT 2012, des labels BBC et BEPOS.

Avec ce concept Face InTec® lancé en 2009, Allouis Face InTec® avait l'idée de rendre actives énergétiquement toutes les parties inertes de la façade.

Sa performance photovoltaïque est optimisée, comparée à des murs rideaux classiques, grâce à des panneaux photovoltaïques Micromorph®, c'est-à-dire composés d’une couche supérieure de silicium amorphe et d’une couche inférieure de microcristallin. Cette technologie assure un rendement optimal pour une installation en façade, car elle réagit davantage avec la lumière diffuse et se montre moins sensible aux variations de températures que le silicium cristallin.

Il permet aussi de revaloriser des bâtiments tertiaires et industriels, et d'obtenir de meilleurs bilans énergétiques et carbones. En effet, le système Face InTec® permet un gain de performance énergétique. L'indice de performance thermique de la façade est ainsi multiplié par trois.

Ensuite, de par son esthétisme, le système est davantage intégré au bâti, et s'apparente à des solutions de parements vitrés, contrairement à des habillages de façade en couches supplémentaires ou en bardage. Les architectes ont noté la discrétion de la menuiserie du système VEC.

Par ailleurs, le système Face InTec® est conforme aux règles d’intégration au bâti, validées par le CEIAB (Comité d'Evaluation de l'Intégration Au Bâti)

Enfin, grâce aux procédés de fabrication et de pose (système d’éléments préfabriqués), Face InTec® est un système adaptable à tous les types de façade, en construction ou en rénovation, sur des structures en béton ou en métal, et rapide à mettre en œuvre.

La société Renolit, spécialisée dans la fabrication de films et de produits plastiques de haute qualité, a développé en partenariat avec EDF ENR Solaire, un "système innovant" d'intégration de modules photovoltaïques pour tous types de toiture qu'il s'agisse de bâtiments industriels, agricoles ou relevant de collectivités locales.

L'Alkorsolar STP utilise la membrane Alkorplan F - disposant d'un avis technique depuis plus de 20 ans - et le procédé d'intégration Alkorsolar approuvé cet été par un bureau de contrôle agréé dans le cadre d'une enquête de technique nouvelle.

Ce système peut être utilisé en construction neuve comme en rénovation, conformément au DTA 5/08-2025 de l'Alkorplan F. Le Comité d'Evaluation de l'Intégration Au Bâti, (CEIAB) a validé la conformité de la solution aux règles d'intégration simplifiée au bâti.

L'Alkorsolar STP permet également d'isoler les toitures et d'améliorer ainsi la performance énergétique des bâtiments en satisfaisant aux exigences des normes RT 2012 et 2020 et du label BEPOS.

Une vingtaine de centrales a déjà été installée avec ce système.

Conçu spécialement pour l'installation de centrales solaires photovoltaïques sur les toitures de professionnels à faible pente (entre 0 et 45°), l'Alkorsolar STP met l'accent sur la légèreté :

· léger : l'ensemble « membrane d'étanchéité + système d'intégration + panneaux » est inférieur à 17kg/m², limitant les renforts de charpente ;

· compatible avec les supports d'étanchéité les plus courants : bois (toiture tuiles, ardoises), acier (toiture chaude), béton (collèges, lycées, logements collectif, etc.), y compris sur les rénovations avec étanchéité bitume existante ;

· sans aucune pénétration d'étanchéité : l'intégration des modules photovoltaïques en toiture se fait sans lestage, ni perforation de la membrane d'étanchéité, mais par thermo-soudure ;

· entièrement recyclable (membrane en PVC et panneaux recyclables) : EDF ENR est en effet adhérent à l'association PV Cycle et Renolit est adhérent à l'association RoofCollect ;

· pérenne, avec une espérance de vie certifiée par le BBA (British Board of Agreement) supérieure à 30 ans.

Le 20 octobre dernier la société DBT (Douaisienne de Basse Tension) spécialiste des solutions de recharge pour véhicules électriques a participé à l'inauguration de la première station solaire de recharge à Amman, en Jordanie.

La cérémonie a eu lieu à l'Université « El-Hassan Science City » en présence de la Princesse SUMAYA de Jordanie, qui suit de très près les avancées technologiques de son pays dans le domaine des énergies alternatives.

Le projet a été développé avec plusieurs partenaires dont la principale NetEnergy, une société jordanienne spécialisée dans la recharge solaire, mais aussi Nissan, Matra, AllCell Technologies et le Ministère jordanien de l’Environnement.

Cette station, ouverte à tous, pourra être utilisée "gratuitement" par les utilisateurs de véhicules électriques.

La station est équipée d'une borne DBT modèle SXB 7kW (220V-32A), pouvant recharger une Nissan Leaf en moins de 4 heures. Equipée de deux prises, cette station permet d'être utilisée simultanément par deux véhicules électriques de tous types (voiture, scooter, vélo…). DBT estime que la station solaire pourra produire jusqu'à 25.000 kW par an, les panneaux étant également capables d'alimenter d'autres installations sur le campus de l'Université, le tout sans émission de carbone.

Ce projet, qui a nécessité plusieurs années de recherche, permet à DBT de confirmer son implication dans les initiatives technologiques « durables » ainsi que sa capacité à s’allier à des partenaires essentiels pour créer la mobilité de demain. La solution de recharge solaire « clés en main » vient ainsi enrichir l'offre d’infrastructures pour véhicules électriques de DBT.

A new material, patterned at the nanoscale, absorbs a broad spectrum of light and could make thin-film solar cells more efficient.

A new nanostructured material that absorbs a broad spectrum of light from any angle could lead to the most efficient thin-film solar cells ever.

Researchers are applying the design to semiconductor materials to make solar cells that they hope will save money on materials costs while still offering high power-conversion efficiency. Initial tests with silicon suggest that this kind of patterning can lead to a fivefold enhancement in absorbance.

Conventional solar cells are typically a hundred micrometers or more thick. Researchers are working on ways to make thinner solar cells, on the order of hundreds of nanometers thick rather than micrometers, with the same performance, to lower manufacturing costs. However, a thinner solar cell normally absorbs less light, meaning it cannot generate as much electricity.

Some researchers are turning to exotic optical effects that emerge at the nanoscale to solve this conundrum. Harry Atwater, a professor of applied physics and materials science at Caltech and a pioneer of the field, has now come up with a way of patterning materials at the nanoscale that turns them into solar super-absorbers.

Atwater worked with Koray Aydin, now an assistant professor of electrical engineering and computer science at Northwestern University, to develop the super-absorber design, which takes advantage of a phenomenon called optical resonance. Just as a radio antenna will resonate with and absorb certain radio waves, nanostructured optical antennas can resonate with and absorb visible and infrared light. The length of a structure determines what wavelength of light it will resonate with. So Atwater and Aydin designed structures that effectively have many different lengths: wedge shapes with pointy tips and wide bases. The thin, nanoscale wedges strongly absorb blue light at the tip and red light at the base.

Atwater and Aydin demonstrated this broadband effect in a 260-nanometer-thick film made of a layer of silver topped with a thin layer of silicon dioxide and finished with another thin layer of silver carved with arrays of wedges that are 40 nanometers at their tips. Atwater says they chose these materials because they are particularly challenging: in their unpatterned state, they're both highly reflective; but the patterned films can absorb an average of 70 percent of the light across the entire visible spectrum. This work is described in the online journal Nature Communications.

Kylie Catchpole, a research fellow at the Australian National University in Canberra, says the design is promising because it works over a broad band of the spectrum. These effects, Catchpole says, "are usually very sensitive to wavelength." However, she notes, the designs will have to be applied to other materials to work in solar cells.

Aydin and Atwater are now doing just that. The researchers have made a 220-nanometer-thick silicon film that absorbs the same amount of light as an unpatterned film 25 times thicker.

A performance boost for "small-molecule" solar cells could make the materials more practical.

A new way of manufacturing printable organic solar cells could eventually lead to new kinds of low-cost, cheap, and flexible solar panels.

The work is being led by Alan Heeger and Guillermo Bazan, both professors of chemistry at the University of California, Santa Barbara. Heeger shared the Nobel Prize in Chemistry in 2000 for developing the kind of conductive polymers that are already used to make plastic solar cells and organic light-emitting diodes.

Polymer solar cells are inefficient compared to silicon solar cells, but they are much cheaper to make. Organic materials—whether made of polymers or so-called "small molecules," which are organic compounds with a low molecular weight—can be made into inks and printed over large areas. They're also lightweight and flexible, which makes them promising for applications like rooftop installations or solar-cell patches for charging portable electronics.

Using a new small molecule designed by Bazan, Heeger built a solar cell that converts 6.7 percent of the light energy that strikes it into electricity. Bazan expects to reach 9 percent efficiency within a year. Although efficiencies in lab tests tend to be much greater than those in a manufactured cell, this would put these materials on par with the best polymer solar cells on the market.

Until now, most efforts to improve the performance and cost of organic solar cells have focused on developing new polymer materials.

Bazan used a combination of theory and trial-and-error to develop the new small molecule material. He started by optimizing its electrical properties, so that the molecule would be able to support the high current and voltage needed to get power out of a solar cell. It's especially tricky to create a small-molecule material that makes a good film; while polymers are long and get tangled into a stable film, small molecules don't tend to make the kind of planar films needed to make a layer in a solar cell.

After a lot of tinkering on the lab bench, Bazan's group came up with a suitable small molecule and process for making a high-efficiency small-molecule solar cell. The work is described in the journal Nature Materials. Bazan expects to further improve the performance by tailoring the design of the materials.

Heeger says he had not taken small-molecule solar materials seriously in the past because the performance was dismal. "Other people have utilized small molecules, but the performance was far below that of polymers," he says.

Still, it may be hard for organic solar cells to become real contenders in the energy market, especially when silicon cells are getting cheaper. "The performance and lifetimes are not there yet," says Yang Yang, professor of materials science and engineering at the University of California, Los Angeles. Yang is working on polymer solar materials at his company, Solarmer, as well as small-molecule solar cells in his academic lab; his goal is 15 percent efficiency in a lab-made cell. But Yang says the Santa Barbara work is an important demonstration of the potential of small-molecule solar.

As for how these materials will fare in the market, Heeger says, "it's too soon to know," but he believes that the efficiencies have reached a respectable level and that these solar materials show promise. "Now we should take them seriously," he says.

14 nov.-11 Revolutionary ultrasonic nozzle that will change the way water cleans

A team of scientists from the University of Southampton have developed a revolutionary ultrasonic attachment for taps, which massively enhances the ability of water to clean.

Currently, industry uses excessive water, power and additives for cleaning. For example, it can take up to 100 tonnes of water to produce 1 tonne of clean wool after shearing. Many industrial processes also generate large quantities of contaminated run-off. The water from hosing down an abattoir represents a real health risk and cannot be allowed to enter the water supply. Purifying run-off is costly - each cubic metre of water used for cleaning in the nuclear industry can cost around £10,000 to subsequently treat.

Professor Tim Leighton and Dr Peter Birkin's device works with cold water, minimal additives and consumes as much electrical power as a light bulb. Its application will be wide - licenses have already been sold to a number of industries to look at cleaning in food preparation, hospitals, manufacturing and the home. The new technology consumes less water and power than the established competitor technologies.

Talking about the need for such a technology, Professor Leighton says:

"Society runs on its ability to clean. Ineffective cleaning leads to food poisoning; failure of manufactured products such as precision watches and microchips; and poor construction - from shipbuilding to space shuttles - since dirty surfaces do not bond. The impact in healthcare is huge - hospital-acquired infections, from instruments that aren't properly cleaned, cost the NHS £1 billion per year. There's a very obvious need for technologies that improve our ability to clean while saving on our most important resources, water and energy."

In recognition of their invention, Professor Leighton and Dr Birkin were today (10 November) awarded the Royal Society Brian Mercer Award for Innovation 2011.

Using the £250,000 award from the Royal Society, the team will develop products based on an ultrasonic nozzle which can fit on the end of a tap or hose. The device uses less water and power than the equivalent pressure washer (approximately 2 litres/minute compared to 20 litres/minute and less than 200 W compared to 2kW). It is also far less damaging as the stream pressure is less that 1/100th that of a pressure washer. Another advantage is that it generates far less runoff and aerosol (tiny atmospheric particles of water that can carry contaminates into the air to then settle and contaminate other surfaces). As it is able to use cold water, energy is saved on heating water.

Power washing generates large volumes of contaminated run-off and aerosols, presenting a hazard when used e.g. cleaning sewage systems or nuclear contamination. One of the main pieces of equipment currently used for industrial cleaning, ultrasonic cleaning baths, can only clean objects small enough to fit in them and the devices to be cleaned sit in a soup of contaminated liquid. Neither power washing (high-power pressure washing) nor ultrasonic cleaning baths can easily be scaled up and neither can be used on delicate materials such as hands or salad.

The new nozzle generates both bubbles and ultrasound. Both travel down the water stream to the dirty surface and there the bubbles act as microscopic 'smart scrubbers', seeking and entering crevices to remove dirt there using shear forces in the same way that currents in a babbling brook can strip off riverbank soil . The device can be used at a high-power and a low-power setting - the latter being suitable for delicate products like hands and foodstuffs.

Licences to enable companies to bring the technology into their product lines have been negotiated with a number of companies to explore cleaning products for hospital hygiene, dentistry, food preparation, manufacturing and the power industries.

Dr Birkin says of the award:

"The Brian Mercer award represents a significant milestone for the development of this technology and its possible exploitation. There is a clear gap in the funding system with ground breaking technology produced by universities, unexploited by industry. It is also difficult to find other suitable sources to take the technology further. It is in this situation that our invention found itself.

"In these trying times for innovative research, the foresight of the Royal Society to regularly sponsor and support these initiatives, should be congratulated. It is also pleasing that a significant 'blue skies' research effort within our team, over the last 10-15 year time period, has led to an understanding of the basic physical and chemical processes that underpin this technology. The Brian Mercer award, as well as being timely, will significantly enhance the chances of this novel technology making the leap from the lab and into wider society."

Professor Leighton adds:

"Support for step changing innovation is vital if we are to have marketable technology to address the problems that will face society on the 10-50 year timescale, rather than just responding to today's problems."

The Brian Mercer Awards for Innovation were established by the Royal Society in 2001 following a bequest from the late Dr Brian Mercer, an enthusiastic inventor and entrepreneur. The awards aim to encourage these qualities in the next generation of scientists and provide a grant of £250,000 to develop an already proven concept or prototype into a near-market product.

13 nov.-11 Energie solaire : un nouvel outil pour déterminer l'efficacité des toits

Installer des panneaux solaires sur le toit de sa maison est de plus en plus pratiqué. Pourtant, la place au soleil n'est pas la même en fonction des toits : direction, inclinaison, ombre des bâtiments ou de la végétation, angle d'incidence du soleil en fonction de la saison, etc. Des scientifiques de l'Université de Göteborg, en collaboration avec un cabinet de consultants du groupe WSP [1], ont développé un outil SIG (Système d'Information Géographique) permettant de déterminer précisément la quantité d'énergie solaire qu'un toit peut potentiellement recevoir. Les données climatiques sont aussi prises en compte. Ce système est appelé SEES (Solar Energy from Existing Structures) et sera disponible gratuitement pour les entreprises et les municipalités.

Un tel outil peut se révéler intéressant pour les acteurs de l'énergie solaire. Par exemple, un toit dont les caractéristiques semblent optimales (direction, inclinaison) peut être inadéquat si l'ombre des bâtiments ou de la végétation alentour est importante.

Göteborg est la ville-pilote mais ce système est applicable partout où les données nécessaires sont disponibles.

Alors que l’hydrogène pourrait devenir un des carburants les plus importants dans une économie durable, il n’existait pas encore de matériau idéal capable de le stocker.

Une équipe internationale de chercheurs, parmi lesquels Yaroslav Filinchuk, professeur à l’UCL, a réussi, pour la première fois, à synthétiser et caractériser un matériau poreux capable de stocker une quantité importante de gaz, mais aussi de la délivrer à la demande, à l’instar d’une bouteille de gaz.

Les résultats de ces travaux, menés par des chercheurs des universités de Louvain (UCL, site de Louvain-la-Neuve), d’Aarhus, de Genève et de l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF – Grenoble), sont publiés dans un article récent de Angewandte Chemie.

Jusqu’ici, la recherche dans ce domaine portait sur deux classes de matériaux: des hydrures complexes contenant des éléments légers tels que le bore, l’azote, l’aluminium ou des matériaux poreux combinant une architecture faite d’éléments métalliques et de ligands organiques (MOFs pour metal-organic frameworks). Les premiers ne libèrent l’hydrogène qu’à haute température alors que les seconds ne sont capables de le faire qu’à très basse température. Le nouveau matériau combine les propriétés des deux : il entrepose au total 18% en masse d’hydrogène et peut en libérer une partie de manière réversible. Le volume des pores occupe 33% du volume total du matériau, ce qui laisse la place pour stocker d’autres molécules de gaz telles que l’azote ou des petites molécules organiques.

"Ces travaux, explique Yaroslav Filinchuk, inaugurent un nouveau champ de la chimie de matériaux qui combine les hydrures complexes et les propriétés des MOFs, ce qui pourrait permettre d’améliorer considérablement les propriétés du stockage et de séparation de gaz. Les prolongements de ces recherches laissent entrevoir de nouvelles possibilités prometteuses dans le domaine des énergies de demain, en particulier dans le domaine automobile", conclut-il.

11 nov.-11 Sharp met au point une cellule photovoltaïque avec la plus importante efficacité de conversion à ce jour

L'entreprise japonaise d'électronique Sharp Corporation a développé une cellule photovoltaïque possédant une efficacité de conversion de 36,9%, ce qui constitue un record mondial pour des cellules fonctionnant sans concentrateur de lumière. Cette avancée est possible grâce à la structure en trois couches de la cellule photovoltaïque.

Ce type de cellules photovoltaïques multijonction utilise différentes couches de photoabsorption : une première couche d'arséniure d'indium-gallium, une seconde couche d'arséniure de gallium au milieu, puis une couche d'arséniure d'indium-gallium pour la couche supérieure. Cette structure permet d'atteindre à la fois une absorption maximale et une efficacité de conversion très importante. Elle est utilisé pour les satellites spatiaux.

Cette avancée est le fruit de recherches engagées depuis l'an 2000 par Sharp. En effet, la compagnie avait déployé des efforts conséquents de recherche dans le développpement de cellules photovoltaïques tri-couches. En 2009, Sharp avait atteint une efficacité de conversion de 35,8%, grâce à la présence d'une couche inférieure d'arséniure d'indium-gallium. Sharp annonce avoir atteint cette efficacité de conversion grâce à la réduction de la résistance des jonctions entre les couches de cellules photovoltaïques en série.

Ce projet a été réalisé en partenariat avec l'agence NEDO [1], dans le cadre du thème de recherche "Recherche et Développement des cellules photovoltaïques innovantes" et le record d'efficacité de conversion a été enregistré et confirmé par l'AIST [2]. Dans l'avenir la compagnie prévoit de réaliser des couches photovoltaïques ultrafines sous forme d'un film, dans l'espoir de rendre possible la fabrication de cellules photovoltaïques flexibles.

Un projet de démonstration va être monté en 2012. L'entreprise vise l'utilisation des nouvelles cellules photovoltaïques sur les panneaux solaires des satellites. La commercialisation est annoncée pour 2014-2015, de possibles applications dans le domaine automobile sont également envisagées.

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[1] NEDO : New Energy and Industrial Technology Development Organization

[2] AIST : National Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Dans le cadre d'un partenariat avec une entreprise française qui développe des véhicules à air comprimé, les chercheurs de l'EPFL ont résolu le problème inhérent à cette technologie : le temps de recharge. Ils ont développé un prototype de station-service rapide, permettant de faire le plein en moins de 3 minutes.

Déjà en circulation dans plusieurs aéroports, les voitures à air comprimé de l'entreprise française Motor Development International (MDI) pourraient bientôt se recharger en moins de 3 minutes, en lieu et place des quelques heures requises jusqu'ici.

Dans le cadre d'un partenariat avec cette société, les scientifiques du Laboratoire d'Electronique Industrielle (LEI) d'Alfred Rufer ont développé un prototype de station de recharge rapide, qui permet de faire le plein d'air comprimé de manière aussi rapide que pour un plein d'essence, pour une autonomie d'environ 70km.

Plus avantageuse que la voiture électrique ?

De plus en plus perfectionnée, la voiture à air comprimé pourrait, dans ce contexte, se faire une place de choix en matière de mobilité douce. Elle comporte en effet de sérieux avantages par rapport aux voitures électriques, qui posent des problèmes aussi bien techniques qu'environnementaux : les accumulateurs électrochimiques ont une durée de vie restreinte, les ressources mondiales de lithium sont loin d'être éternelles et le temps de recharge est colossal par rapport aux voitures à essence. Il équivaut pratiquement au temps de conduite du véhicule (cf. schéma) et il n'est techniquement pas possible de le réduire. Sans compter que les batteries d'un véhicule électrique se déchargent sur le long terme, même sans activité. Dans la voiture à air comprimé, en revanche, il n'y a pas d'éléments qu'il faut remplacer régulièrement.

Par ailleurs, la pression contenue dans le réservoir de ces véhicules ne diminue pas lors d'un stationnement prolongé. Grâce aux dernières recherches des scientifiques de l'EPFL, le temps de recharge s'est également réduit de manière drastique, passant de quelques heures (selon la nature du compresseur utilisé) à moins de 3 minutes.

Moins de chaleur, plus d'autonomie

Ce nouveau processus de recharge rapide a d’ailleurs donné du fil à retordre aux chercheurs de l’EPFL, de par sa complexité. Il se déroule en deux étapes (voir schéma ci-dessous) : l’air est tout d’abord comprimé dans une station de compression performante et transféré dans une station de stockage intermédiaire. Cette première opération, qui permet de renflouer constamment la station intermédiaire, s’effectue de manière lente, dans des conditions pratiquement isothermales. Cela signifie que la chaleur engendrée par la compression de l’air est évacuée continuellement à l’aide d’un échangeur de chaleur intégré. La deuxième étape consiste à transférer l’air comprimé de la station de stockage intermédiaire au réservoir de la voiture, mais cette fois de manière très rapide, par un procédé de limitation du débit qui ne dissipe que très peu d’énergie.

Seul problème : à cause de cette compression rapide, l’air se réchauffe dans le réservoir du véhicule et la densité est réduite. Par la suite, lorsque le véhicule quitte la station, l’air se refroidit progressivement, provoquant une réduction de la pression dans le réservoir et en conséquence, une dégradation de l’autonomie du véhicule.

En effet, lorsque la température d'un gaz augmente, ce dernier prend du volume et perd en densité. Le chargement rapide en air comprimé pose donc problème. Lors du chargement, le réchauffement de l'air dû à la compression ne permet pas d'obtenir la densité d'air requise dans le réservoir. Plus tard, lorsque l'air se refroidit et perd en volume, on remarque que le réservoir n'est en fait pas rempli à 100%.

La solution : la recirculation de l'air

Afin que le plein se fasse de manière optimale, l'équipe d'Alfred Rufer a élaboré un système de recirculation de l'air pour refroidir le réservoir instantanément. L'air réchauffé par la pression est ramené du réservoir de la voiture à la station de stockage et remplacé par de l'air plus froid, le tout dans des conditions de pression égale. Le remplissage s'effectue donc en deux étapes, permettant d'augmenter la densité de l'air dans le réservoir et de stabiliser la température. « Grâce à cette méthode, le rendement du transfert approche théoriquement les 95% », note Alfred Rufer.

La décroissance sur le long terme ?

En raison de leur autonomie restreinte, les voitures à air comprimé ne peuvent toutefois pas rivaliser avec les véhicules à essence pour l'instant. Elles conviendraient cependant parfaitement pour effectuer de courts trajets en ville, pour livrer le courrier, par exemple, ou pour circuler dans les aéroports.

Dans tous les cas, Alfred Rufer estime pour sa part que les êtres humains doivent réduire leur consommation énergétique et rediscuter les paramètres de fonds. « Il arrive que les personnes habituées au confort des véhicules à combustion interne nient l’utilité de solutions moins performantes et moins voraces en énergie, comme la voiture à air comprimé, note-t-il. Elles seront toutefois obligées de réfléchir autrement lorsqu’il n’y aura plus de ressources disponibles. » Et le professeur de conclure : «Nulle besoin pour l’être humain d’aller activement vers la décroissance. Si les réserves d’énergie et de matières premières s’épuisent, nous allons la subir tôt ou tard. »

Le coup d'envoi a été donné au chantier de l'Alpha à Echirolles, sur le Parc Sud Galaxie par le promoteur immobilier Urbiparc, filiale de Bouygues Immobilier, qui affiche clairement son objectif : devenir leader national des bâtiments tertiaires modélisés, basse consommation.

Sous le nom d'Ecospace, l'entreprise grenobloise présente une gamme modélisée d'immeubles de bureaux BBC qui, complétés par un système de production photovoltaïque, deviennent à énergie positive. Le premier né de la famille Ecospace, baptisé Alpha, fera parti du paysage échirollois courant juin 2012.

Ce bâtiment de bureaux "confortable", "modulable" et à "énergie positive" de 3.320 m², signé par l'architecte Bruno Tomasini (en photo ci-contre), sera livré en juin 2012. Le chantier se veut ultra-performant.

Urbiparc s'appuie sur les principes de l'industrialisation et de la préfabrication (ossature béton, panneaux de façade en bois préfabriqués assemblés en usine, menuiseries intégrées…) permettant des coûts de construction optimisés et un gain de temps considérable dans la réalisation du bâtiment.

"Inscrits dans une démarche d'amélioration continue, nous avons capitalisé sur nos expériences et sommes allés encore plus loin dans la performance de ce bâtiment. Notre valeur ajoutée réside à la fois dans le choix des assemblages de plusieurs procédés constructifs qui ont fait leurs preuves et dans la pertinence des solutions et équipements techniques qui améliorent le confort et la performance énergétique du bâtiment" a indiqué Jean-Christophe Portay, responsable du programme.

L'innovation consiste à réduire l'empreinte écologique du bâtiment (chantier à faible nuisance, qualité des matériaux, recyclage des déchets…) et répondre aux exigences des utilisateurs (très faibles charges, ergonomie du poste de travail, bâtiment évolutif…), tout en proposant un coût de construction inférieur de 30% par rapport à un bâtiment non « réplicable », à performance énergétique équivalente.

L'Alpha est en cours de certification « NF bâtiments tertiaires associée à la démarche HQE » et sera labellisé BBC Effinergie grâce à sa compacité et aux systèmes constructifs retenus (performance de l'enveloppe, ventilation double flux à haut rendement, pompe à chaleur sur eau de nappe, éclairage à détection de présence et gradation…). Avec la présence de 500 m2 de panneaux photovoltaïques en toiture, le bâtiment atteindra une autonomie énergétique.

L'utilisateur verra ses consommations de chauffage, rafraîchissement, ventilation et éclairage réduits de plus de 60%. Cette performance est réalisée par rapport à un bâtiment aux normes RT 2005 (soit un gain de 10 euros HT /m2/ an par rapport à un bâtiment RT 2005).

Enfin, le prix du loyer de l'Alpha est identique à celui d'un bâtiment neuf RT2005, pour une comparaison en coût global “loyer + charges”.

" Procédés constructifs "

Better Place's switching stations allow electric cars to swap batteries during long trips.

Gal Perl, a product manager at the Israeli-based company Better Place, disconnects his electric Renault Fluence from a charge point at his company's parking lot in Rosh Ha'Ayin. He enters his next destination into the car's computer—which quickly calculates that the 70-mile journey is longer than his battery's charge level will allow. The computer maps out a route that passes a battery switching station operated by Better Place. There, an industrial robot will quickly change the car's battery for a fully charged one that will last the rest of the trip.

Better Place's switching stations are an attempt to work around the limited battery capacity that is the biggest technological barrier to wider use of electric cars. Even the newest models cannot match the range of a conventional car with a full gas tank.

Comme l'a expliqué Steven Chu, secrétaire à l'énergie des Etats-Unis, lors de la dernière réunion de l'Agence Internationale de l'Energie en octobre 2011, la demande mondiale en énergie va augmenter de 35% d'ici 2035 alors que les investissements pour le développement des énergies renouvelables et alternatives resteront largement insuffisants. L'Association Nationale des Algues et les parties prenantes publiques et privées impliquées ne cessent de sensibiliser le gouvernement sur l'importance de poursuivre le développement des projets relatifs aux nouvelles énergies et notamment aux biocarburants de 2e et 3e générations. Mais la publication d'un rapport du département de l'énergie américain, "U.S. Billion-Ton Update: Biomass Supply for a Bioenergy and Bioproducts Industry", mentionne que la production de biocarburants à partir d'algues ne figure pas parmi les projets qui seront financés prioritairement.

Malgré ce contexte, les chercheurs se concentrent sur la recherche de nouvelles sources d'énergie durables. Après le maïs et le soja, les algues ont été mises en avant. Leurs caractéristiques écologiques et renouvelables sont deux atouts essentiels à la réussite du développement de biocarburants à partir d'algues. L'autre avantage des algues comparativement au maïs et au soja est que cette ressource est peu utilisée pour l'alimentation humaine. Il y aurait donc, selon les premières hypothèses de développement, peu de conflits entre ces deux secteurs.

Le procédé général d'obtention du biocarburant à partir de cultures d'algues est le suivant :

Procédé général de transformation des algues en biocarburant et produits dérivés
Crédits : MS&T à partir de données Oilgae

* Le procédé de transformation consiste à mélanger l'huile avec un catalyseur, par exemple hydroxyde de sodium et alcool, puis avec du glycérol. L'extraction du glycérol permettra d'obtenir le carburant biologique pur.

Les résidus découlant de la production et du traitement des algues sont retraités afin d'être réutilisés pour les animaux, pour l'alimentation humaine ou pour d'autres utilisations chimiques. Les principaux avantages des algues résident dans leur capacité de croissance rapide, jusqu'à dix fois supérieure aux plantes terrestres, et dans leur teneur en huile, de 30 à 50% de leur poids alors que le soja n'en contient que 15 à 20%.

Cependant, le procédé est peu compétitif : le prix du baril d'huile d'algues, estimé à 300 dollars, est une contrainte dans le développement de ce projet. Néanmoins, si l'on réussit à cultiver les algues avec des produits recyclés (eau de recyclage et fertilisants à partir des rejets animaux) et que l'on réutilise tous les produits issus de la transformation, le prix du baril devrait diminuer. Cependant, plusieurs institutions telles que l'université de Nebraska-Lincoln dans le Nebraska, devraient pouvoir poursuivre les recherches grâce au déblocage de 510 millions de dollars par le président Obama pour les trois prochaines années afin de développer du biocarburant à base d'algues pour l'aviation, la marine et à des fins militaires et commerciales. Néanmoins, ces recherches ne devraient pas aboutir avant 5 ans minimum. Le montant initial qui aurait dû être attribué était de 800 millions de dollars mais celui-ci a été réduit suite aux coupes budgétaires du Département de l'Energie américain.

La seconde difficulté est de mettre en place des systèmes de production aquatique à l'échelle industrielle permettant la croissance des algues et l'extraction des composés lipidiques. Afin d'optimiser cette croissance, ces systèmes doivent être capables de fournir des apports suffisants en eau et en lumière. Le système de transformation de l'huile en biocarburant est, quant-à-lui, un procédé classique, il ne comporte pas d'innovation.

Une alternative pour obtenir un rendement en huile plus important par hectare de culture d'algues est de cultiver des algues génétiquement modifiées. La société Solazyme, basée au Sud de San Francisco, travaille actuellement sur ce projet. Elle développe des cultures d'algues qui contiendraient plus d'huile mais auraient une croissance moins rapide. Différentes cultures sont étudiées, certaines produisent des triglycérides tels que ceux produits par le soja, d'autres produisent un mélange semblable aux hydrocarbures du pétrole brut léger.

Une autre alliance, Craig Venter, biologiste et homme d'affaire américain, et la société Exxon, qui finance ses recherches, étaient très optimistes dans le lancement d'algues génétiquement modifiées, mais les difficultés rencontrées lors de ce projet les ont contraints à abandonner cette idée. Ils tentent, désormais, de réaliser un projet plus innovant avec le développement d'algues pouvant croître ex-nihilo. Ce projet est plus risqué que le précédent et ne fournira pas de résultats avant plusieurs années. Ces recherches seraient utilisées en premier lieu par l'armée américaine.

Dans le contexte budgétaire difficile, les Etats-Unis ne pourront octroyer tous les soutiens financiers escomptés pour le développement des biocarburants de la troisième génération qui font partie du portefeuille énergétique à développer pour les années futures en vue d'assurer l'indépendance énergétique des Etats-Unis.

L'Europe développe également des projets en ce sens avec le 7e Programme-Cadre de Recherche et Développement de l'Union Européenne (FP7) qui met en place le projet BIOfuel from Algae Technologies (BIOFAT). Ce programme a pour but de démontrer la faisabilité économique ainsi que de quantifier l'impact environnemental pour l'obtention de biocarburants à base d'algues. La société Abendoa Bioenergy Nuevas Tecnologias coordonne ce projet d'un coût total de 31 millions d'euros dont 20 millions financés par l'Europe. Un des partenaires de ce projet est une agence de communication américaine, Hart Energy, qui est en charge de disséminer l'information à travers le monde sur l'avancée du projet.

A partir d'herbe, de foin ou encore de déchets biodégradables, des chercheurs de l'Ecole supérieure de la Ruhr occidentale (HRW) - région connue pour son passé d'exploitation du charbon - ont mis au point une méthode permettant de créer du charbon "bio", ou du biocharbon, qui n'est autre que du charbon créé de manière artificielle.

Avec un procédé breveté sous le nom de "carbonisation vapo-thermale" (VPC), mettant en oeuvre de fortes variations de pression (entre 16 et 42 bar) et de température (180 - 250°C), l'équipe de l'Institut des systèmes énergétiques et de l'économie de l'énergie de la HRW peut transformer en moins de quatre heures de la biomasse en charbon. Il s'agit d'une réaction exothermique permettant de convertir de la biomasse en un combustible dont la composition est proche de celles de la houille ou du lignite. En principe, tous les matériaux organiques peuvent être transformés en charbon : écorces d'arbre, sciures et copeaux de bois, restes de fermentation, déchets organiques ménagers ou industriels... l'idée étant de valoriser des substances n'ayant pour l'instant aucune autre utilité.

La fabrication de charbon par un procédé de carbonisation hydro-thermale était connue depuis 1931 (prix Nobel de chimie attribué à Friedrich Bergius). Néanmoins, c'est la première fois que la carbonisation dans une atmosphère de vapeur est réalisée. Selon les chercheurs, les conditions de production sont plus facilement maîtrisables avec cette méthode et, surtout, le processus est plus rapide et donc plus économique. L'argument de l'efficience de ce procédé est par ailleurs avancé, car le charbon obtenu possède d'une part une meilleure valorisation thermique (une meilleure combustion) que les matières dont il est issu, et d'autre part, il peut être utilisé comme fertilisant pour les sols agricoles en tant qu'accélérateur de l'activité biologique. Ce charbon garantit en effet un enrichissement en carbone qui permet à la terre d'être fertile à une profondeur plus grande.

L'institut a aussi démontré en collaboration avec l'entreprise Firma Revatec GmbH que ce procédé serait utilisable à l'échelle industrielle. Cependant, le bilan carbone doit encore être évalué et les rendements améliorés.

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27 oct.-11 Efficacité énergétique dans les bâtiments : nouvelles recherches dans les matériaux d'isolatio

Un nouveau projet de recherche sur l'association de bois massif avec d'autres matériaux d'isolation va être subventionné pendant deux ans par le Ministère fédéral de l'agriculture (BMELV) via l'agence des matières premières renouvelables (FNR) [1]. Ce projet sera intégré à la Chaire de bois et maçonnerie de l'Université Bauhaus de Weimar (Thuringe).

Il s'agira principalement de développer des éléments de construction constitués de bois massif et de couches minérales qui pourront, selon les cas, être utilisés dans les murs, les planchers ou les toits. Ces éléments seront particulièrement adaptés pour les bâtiments de plusieurs étages. Pour la couche minérale, c'est le sulfure de calcium qui est particulièrement visé. Celui-ci est en effet disponible localement et a la capacité de retenir d'une part la chaleur et d'autre part l'humidité de l'air.

La première difficulté à résoudre dans ce projet de recherche sera l'ajustement de l'assemblage du bois avec la couche minérale avant de pouvoir adapter le matériau aux impératifs techniques de construction.

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[1] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Le Cetim (Centre technique des industries mécaniques) en codéveloppement avec la société CITA Productions, a annoncé la mise au point d'une éolienne destinée à récupérer le vent des camions sur les autoroutes.

Chaudronnerie spécialisée dans les supports de tuyauterie mécano-soudés pour l'industrie nucléaire, la société bourguignonne Cita Productions a souhaité se diversifier et s'investir dans les technologies "vertes" et le développement durable.

Elle a ainsi développé, avec l'aide du Cetim, une éolienne à axe vertical conçue par un inventeur bourguignon. Placée sur l'autoroute des vacances près d'Auxerre, l'éolienne récupère et exploite le vent ambiant et l’air déplacé lors du passage des camions. Une première !

L'initiative a immédiatement séduit le groupe Autoroutes Paris Rhin Rhône (APRR) qui a décidé d'équiper ses axes autoroutiers de caméras et de stations de comptage. Installés tous les 10 à 15 kilomètres, ces équipements pourraient être ainsi alimentés en énergie de manière entièrement autonome grâce à cette éolienne qui outre le vent peut aussi récupérer l'air déplacé par le passage des camions. Plus besoin de tirer des lignes électriques de plusieurs kilowatts pour des besoins réels de quelques centaines de watts ! Avec ce nouvel équipement, le coût de ces installations pourraient être divisé par dix.

L’éolienne a été développée avec l'appui du Cetim pour les calculs de la structure notamment pour les contraintes au vent. Un premier site expérimental a été installé dans la région Bourgogne.

It is becoming more and more common to install solar panels on roofs in order to obtain green electricity, but not all roofs are equally suitable. Scientists from the University of Gothenburg, Sweden, have launched a tool that uses the actual conditions to determine the maximum possible magnitude of solar incidence - in a whole town, a neighbourhood, or a particular roof. The scientists have surveyed Gothenburg in a pilot project.

"The roofs structures of a town may be more or less suitable for the installation of solar panels, depending on such factors as how much a particular roof is shadowed by surrounding buildings and vegetation, the gradient of the roof, and the angle of incidence of sunlight. It is now possible for the first time to determine how much solar energy a particular roof will receive during the year", says Fredrik Lindberg of the Department of Earth Sciences at Gothenburg University.

The scientists at the University of Gothenburg have worked together with consultants WSP to develop a GIS system that can calculate the potential of actual roofs to produce energy from solar panels. The system is called "SEES" – Solar Energy from Existing Structures – and will be freely available to both companies and municipalities.

The new tool is based on computer-based geographical information systems (GIS) that collect, store, analyse and present geographical data. This means that the tool describes real roofs in the correct surroundings. The sun in the model illuminates the three-dimensional built environment and simulates how surrounding buildings, terrain and vegetation throw shadows.

The shadow effect can be calculated for each month or for a complete year, and this means that certain parts of a roof may turn out to be unsuitable for collecting solar energy, even though the roof has both optimal direction and gradient. In this way, it is possible to calculate the total solar radiation on each part of a roof structure within a given area, calculated as kilowatt hours per square metre.

Thus, SEES can provide a map over the suitability, based on the user's requirements for good, less good and poor annual solar incidence. Climate data (either measured or calculated values) with a resolution as high as 1 hour is used for the location at which SEES is being used, in order to obtain as accurate an estimate of solar incidence as possible.

"We have used Gothenburg as pilot town in the project, but the method can be used in all municipalities where the necessary data is made available. The users can judge the suitability of a roof for solar voltaic panels or solar thermal panels across a wide range, based on this", says Fredrik Lindberg.

The solar energy project has been carried out by the University of Gothenburg in collaboration with WSP Analys & Strategi, and it has just presented its final report. The project has been financed by the SolEl programme, the Research Foundation of Göteborg Energi, the City Planning Administration of Gothenburg and the Region Västra Götaland County Council.

Caption: The new SEES tool provides a map of the solar efficiency of individual roofs, based on their surroundings. Warmer colors show where the solar irradiance is highest. The figure shows the old Härlanda jail and its surroundings, and it has been produced by SEES.

Credit: University of Gothenburg

New findings on hydrogen production

For the first time, scientists at Charité – Universitätsmedizin Berlin and Humboldt-Universität zu Berlin succeeded in unmasking the exact structure of a hydrogen generating enzyme.Therewith the authors deliver new findings on the development of biotechnological procedures for the production of hydrogen that can be used to generate and store energy. The results were now published online in the renowned Journal Nature*.

Molecular hydrogen is thought of as the energy carrier of the future and is already being tested as a promising renewable energy source, for example as fuel for vehicles.

Certain microorganisms like bacteria and algae possess enzymes that release hydrogen. With the help of these hydrogen producing enzymes, the so called hydrogenases, scientists aim to produce hydrogen in artificial systems in order to generate energy. However, most of the hydrogenases are irreversibly inactivated or even destroyed by oxygen, which limits their biotechnological application. For this reason, hydrogenases that maintain their activity in the presence of oxygen are increasingly becoming the center of scientific interest. The research group of Prof. Spahn, director of the Institut für Physik und Biophysik of the Charité and Patrick Scheerer, head of the working group Proteinstrukturanalyse at the institute, succeeded for the first time in depicting the three-dimensional structure of such a hydrogenase. In cooperation with Prof. Bärbel Friedrich and Dr. Oliver Lenz from Humboldt-Universität zu Berlin they were able to identify a novel iron-sulphur cluster in the enzyme´s centre. This iron-sulphur centre acts as an electronic switch in the course of detoxification of detrimental oxygen. With this discovery, the scientists could substantiate the hypothesis that these particular hydrogenases are able to convert both hydrogen and oxygen in a catalytical manner. During catalysis, oxygen becomes reduced to harmless water.

“These discoveries can have great impact on the design of biotechnological hydrogen-converting catalysts”, says Patrick Scheerer. This is already the fifth study since 2008 that the Institut für Physik und Biophysik of the Charité publishes in “Nature”.

http://www.charite.de

· Informations bibliographiques complètes Johannes Fritsch, Patrick Scheerer, Stefan Frielingsdorf, Sebastian Kroschinsky, Barbel Friedrich, Oliver Lenz, Christian M. T. Spahn: The crystal structure of an oxygen-tolerant hydrogenase uncovers a novel iron-sulphur centre. Nature, [epub ahead of print], doi: 10.1038/nature10505 (2011)

Poly-3-hydroxybutyrate (PHB) is a thermoplastic polyester which occurs naturally in bacteria as Ralstonia eutropha and Bacillus megaterium. Even though PHB is biodegradable and is not dependent on fossil resources, this bioplastic has been traditionally too expensive to produce to replace petroleum-based plastics. New research reported in BioMed Central's open access journal Microbial Cell Factories describes an alternative method of producing PHB in microalgae.

PHB is synthesised in bacteria from acetyl-CoA using the enzymes ß-ketothiolase, acetoacetyl-CoA reductase and PHB synthase. The genes coding for these proteins were inserted into a diatom (Phaeodactylum tricornutum) resulting in expression of the enzymes and synthesis of PHB in cytosolic granules. After only seven days, about 10% of the dried weight of the diatoms was PHB.

Dr. Franziska Hempel and Prof Uwe Maier from the LOEWE-Centre Synmikro in Marburg, and Prof Alexander Steinbüchel from Westfälische Wilhelms-Universität, explained, "Millions of tons of petroleum-based plastic are consumed every year worldwide causing immense amounts of waste that can take thousands of years to biodegrade – if at all. Bacterial fermentation is expensive and while people have introduced a similar system into plants, plants are relatively slow growing and biofuel agriculture uses up valuable land. P. tricornutum needs little more than light and water to grow and can produce similar amounts of PHB to the plant systems in weeks rather than months."

In the quest to find biodegradable and renewable sources of plastics these photosynthetic bioreactors may well provide an answer.

Media Contact
Dr Hilary Glover
Scientific Press Officer, BioMed Central
Tel: 44-20-3192-2370
Email: hilary.glover@biomedcentral.com

Notes to Editors

1. Microalgae as bioreactors for bioplastic production
Franziska Hempel, Andrew S. Bozarth, Nicole Lindenkamp, Andreas Klingl, Stefan Zauner, Uwe Linne, Alexander Steinbuchel and Uwe G. Maier
Microbial Cell Factories (in press)

2. Microbial Cell Factories is an open access, peer-reviewed, online journal that covers any topic related to the development, use and investigation of microbial cells as producers of recombinant proteins and natural products, or as catalyzers of biological transformations of industrial interest.

3. BioMed Central (http://www.biomedcentral.com/) is an STM (Science, Technology and Medicine) publisher which has pioneered the open access publishing model. All peer-reviewed research articles published by BioMed Central are made immediately and freely accessible online, and are licensed to allow redistribution and reuse. BioMed Central is part of Springer Science+Business Media, a leading global publisher in the STM sector.

20 oct.-11 Un nouveau film photovoltaïque : vers une isolation thermique efficace des fenêtres ?

Le salon CEATEC (Exposition Combinée des Technologies Avancées) présente les nouveautés en matière de technologie de l'information et de l'électronique mais récèle parfois des nouveautés d'un autre genre. Sous le nom temporaire de "See-Through Photovoltaic Power Generation Film", le groupe 3M Sumitomo y a présenté un nouveau type de film photovoltaïque organique offrant une isolation thermique.

Ce film peut être appliqué sur des vitres de fenêtres et offrir par là une source d'énergie électrique en même temps qu'une isolation thermique. Il pourrait se réveler particulièrement utile pour les immeubles de bureaux possédant une facade entièrement vitrée.

Le film a été développé en déposant un film photovoltaïque organique sur une résine transparente qui possède de bonnes propriétés d'isolation thermique. De plus cette résine est caractérisée par une conductivité électrique suffisamment élevée pour qu'elle puisse servir d'électrode au film photovoltaïque. Ainsi la structure, ne nécessitant pas d'électrode métallique, garde de bonnes propriétés de transparence. Sa fonction d'isolation thermique a été démontrée au salon en positionnant une lampe à incandescence d'un côté du film et deux capteurs de température de chaque côté.

L'efficacité du dispositif a été mise en évidence par une différence de 13 degrés entre les 2 côtés (40,8°C pour ce qui modélisait "l'exterieur" à 27,6°C pour "l'intérieur"). L''utilité de ce dispositif apparait alors clairement en cas de fortes chaleurs. Aucune information n'est communiquée quant au rendement énergetique du dispositif.

3M Sumitomo annonce la commercialisation de ce nouveau produit en 2012.

Amsterdam, The Netherlands, October 13, 2011 –Studies have estimated that converting manure from the 95 million animal units in the United States would produce renewable energy equal to 8 billion gallons of gasoline, or 1% of the total energy consumption in the nation. Because more and more farmers and communities are interested in generating renewable energy from farm waste, there is a growing need for information on the economic feasibility and sustainability of such programs.

Now, in a case study published in the Journal of Dairy Science, researchers at the University of Vermont and the Central Vermont Public Service Corporation (CVPS) confirm that it is technically feasible to convert cow manure to electricity on farms, but the economic returns depend highly on the base electricity price; the premium paid for converted energy; financial supports from government and other agencies; and the ability to sell byproducts of the methane generation.

The CVPS Cow Power program assists farms in planning and installing anaerobic digesters and generators to convert cow manure into electricity, and markets the resulting power to its customers. Dairy farms apply for grants from CVPS, government agencies, and other organizations, and draw on their own funds and loans from local banks to install the necessary equipment. CVPS customers voluntarily participate in and agree to pay a premium of $0.04 per kWh for a proportion or all of their electricity use.

"With more than 4,600 CVPS electricity customers voluntarily paying $470,000 in premiums per year, the Cow Power program represents a successful and locally sourced renewable energy project with many economic and environmental benefits," says lead author Dr. Qingbin Wang, a professor in the Department of Community Development and Applied Economics, University of Vermont. However, the study found that because of the huge initial investment of about $2 million for equipment per farm, grants and subsidies from government agencies have been necessary; without them, few dairy farms are able to fund such a system. The price farmers received for their electricity and revenue from byproducts of the system were also critically important.

Scenario analysis presented in the case study also suggests that relatively small changes in the premium price can have a significant impact on the cash flow of an average operation. Also, waste heat from biogas combustion can be captured and used on the farm and byproducts from the digester, in the form of animal bedding and compost, contributed significantly to the cash flow of farms – up to 26% of the total revenues in 2008.

Dr. Wang concludes, "For any community interested in a locally sourced renewable energy project like the CVPS Cow Power Program, the strong commitment and collaboration of utilities, dairy farmers, electric customers, and government agencies at the state and local level is essential."

The article is "Economic Feasibility of Converting Cow Manure to Electricity: A Case Study of the CVPS Cow Power Program in Vermont," by Q. Wang, E. Thompson, R. Parsons, G. Rogers, and D. Dunn. Journal of Dairy Science, Vol. 94, Issue 10 (October 2011), DOI 10:3168/jds.2010-4124. Published by Elsevier.

So much potential coexists with so many scientific, environmental and economic challenges

The drive to develop and expand alternatives to fossil fuel engages scientists and entrepreneurs around the world at levels never before witnessed. Increasingly, consumers are being urged to imagine a future when their vehicles and commercial machinery are powered not just by gasoline or traditional diesel but also by liquid biofuels; electricity generated by wind and solar; and, perhaps, even hydrogen. Ethanol, a gasoline replacement usually made with corn in the United States, already replaces nearly 10 percent of U.S. gasoline. But researchers have made a strong case that multiple types of biomass feedstock are needed to create adequate supplies of biofuel.

The report “Biomass Feedstock For a Bioenergy and Bioproducts Industry: The Technical Feasibility of a Billion-Ton Annual Supply,” published in 2005 by U.S. Department of Energy and Department of Agriculture researchers, has just been revised. Widely known as the “billion-ton study,” the update indicates that as much as 1.6 billion tons of terrestrial biomass from agricultural wastes, forestry waste, municipal solid wastes and energy crops such as miscanthus and switchgrass could be harvested sustainably in the United States annually for biofuels, bioenergy and bio-based products. Considering the theoretical fermentation yields on biomass sugars and the energy content of ethanol, this projection also establishes the theoretical maximum production of bio-based gasoline equivalents at close to 96 billion gallons.

Since the United States uses approximately 140 billion gallons of gasoline, 40 billion gallons of road diesel and 20 billion gallons of jet fuel (all derived from crude oil) per year, it is clear that biofuels based on terrestrial feedstocks can never meet that demand. At the National Renewable Energy Laboratory (NREL), where we conduct our research, we concluded the same thing when the original billion-ton study was released. That prompted us to rebuild the Aquatic Species Program, previously funded from 1978 to 1996 by the U.S. Department of Energy, to evaluate the potential of algae-based biofuels.

We are confident that lipids derived from algae hold great promise as a supplemental biofuel feedstock. Algae have many inherent advantages in this context, with the high-lipid content found in some species being a fundamental edge. Another advantage is algae’s high per-acre productivity. Also, since microalgae are not a common food source, algal cultivation for fuel is unlikely to interfere with food production at the levels that cultivation of other feedstocks, such as corn, might. Because algae grow in many different environments, it could be produced on acreage that is not agriculturally productive. Algae farming could also make use of multiple types of water: fresh, brackish, saline and wastewater. It is widely believed—though research is needed to confirm this—that the use of algal-based fuel would result in a tiny fraction of the net greenhouse gases that can be traced to fossil-fuel use today. And scaling up algae farming could lead to yields of other commercially viable products besides fuel.

All this promise is conditional, of course. Many scientific, environmental and economic hurdles stand between today and a time when the world’s population is reaping benefits from algae-produced fuel. Highly productivity algal strains must be identified. New and reliable algae-farming methods must be developed. A means must be found to farm algae with the limited amount of water that’s available for the job. Hyper-efficient systems for extracting lipids and any other commercial products grown in algae must be invented too. If all that can be accomplished, there is still one potential deal breaker. All of this must be done at a cost that makes algae-derived biofuel competitive with petroleum-based fuels. Research at NREL is attempting to address some of these challenges.

It’s a fact of the laws of thermodynamics: There’s always going to be some energy lost as heat when a device is doing work. Car engines, for instance, create a tremendous amount of heat in the process of moving vehicles. Industrial processes, such as glass making and steel milling, also produce a lot of thermal waste. Although it’s not possible to reclaim 100 percent of the loss, waste heat is potential energy that could be put to work making electricity—if it could be captured and converted efficiently.

One possible method is called thermoelectrics. NASA has been doing extensive work in this field since the 1950s, and has developed semiconductor materials that can turn heat directly into electricity with reasonable efficiency. A thermoelectric generator looks a lot like a transistor circuit, with electrons flowing from a hot side to a colder side. “These systems, being all solid state, are very reliable and were used on space missions where there’s no chance to maintain them,” says Jeff Snyder, a materials scientist at the California Institute of Technology. “For example, thermoelectric generators have been used by NASA to power deep-space probes, such as Voyager, that go beyond the orbit of Mars and can’t use sunlight to make electricity.”

Back on Earth, Snyder and his colleagues have been working on improving the efficiency of thermoelectrics for use on the ground. As is the case in much current research in materials, nanotechnology has been a popular approach: Researchers, including Snyder, have looked at ways to restructure thermoelectric materials on the nanometer level. “But we were getting confused as to where the improvements were coming from. So we decided to keep stripping off the complexity and try to make a simpler material,” Snyder says. He and his colleagues realized that some of these simpler materials, made with careful alloying of certain metals, worked just as well as the nanostructured ones. “In the end we said, okay, let’s forget the nano for now and see how well we can do with just alloys. In a sense, it can be thought of as a low-tech, old-fashioned method. But the problem with nanostructures is that the understanding of what they do is a lot poorer than we like to make it out to be.” Once the researchers have a better idea of the alloys’ capabilities, says Snyder, further improvements with nanostructures could be possible.

Snyder’s group began by working with the standard semiconductor for thermoelectrics, lead telluride. A thermoelectric material’s efficiency in turning heat input into electrical output is based on its figure of merit, a complicated calculation that involves conductivity and other properties that change with temperature. Lead telluride typically has a figure of merit of 1, but as Snyder’s group reported in the May 5 issue of the journal Nature, they have been able to show reproducibly that their alloy has a figure of merit of about 1.8, a significant improvement. Their accomplishment depends on maximizing the number of channels available for electrons to flow through the semiconductor.

Lead telluride, like other semiconductors, has what can be thought of as multiple “valleys” of energy that can conduct electrons. But the valleys don’t inherently conduct at the same energy levels unless they are “tuned” to do so. Snyder and his colleagues accomplished this tuning by adding precise amounts of dopants, materials that are similar to lead and telluride but have different numbers of electrons. When they replaced some of the tellurium with selenium, it shifted the energies of the conducting valleys just enough to converge them. “If one band is a much higher energy than the other, when you pour the electrons in, they only go to the lowest-energy one; they don’t touch the highest-energy band,” Snyder says. “So what you do is match the energy of the two bands, so that when you pour the electrons in, they go to both bands, and you get extra channels of conduction.”

Additionally, they replaced some of the lead, which donates two electrons in chemical bonds, with sodium, which only donates one. This substitution creates “holes” in the material where electrons should have been, which gives the electrons space to move into, thereby conducting electricity. The different masses of the added dopants also break up vibrations and reduce the thermal losses of the material, meaning it can channel heat better and thus capture more of its energy. “Heat is vibrating atoms, so when the atoms are well glued to each other, they conduct heat,” Snyder explains. “When they wiggle on one side, the wiggling quickly moves to the other side and conducts that wiggling energy, heat, from one side to the next.”

In the end, the team’s breakthrough wasn’t in a single area, but in a set of smaller factors combining correctly. “If you were missing one step, if you didn’t have the doping right but you had the selenium, you would not have gotten the high figure of merit. So we’ve got to have all our stars aligned in order to get this convergence,” Snyder says.

Snyder hopes that the improved thermoelectric material might be used in smaller waste-heat applications. Large systems, such as power plants, can use steam engines with higher efficiency for heat recovery. “It would be very costly, heavy and difficult to put a steam engine in your car to recuperate the exhaust heat,” Snyder says.

“The advantage of thermoelectric is it’s all solid state, the system is relatively compact and has low maintenance, so we’re hoping that gives us a bit of a benefit in industrial and automotive waste-heat recovery.”

14 oct.-11 New Saudi Arabias of solar energy: Himalaya Mountains, Andes, Antarctica

Mention prime geography for generation of solar energy, and people tend to think of hot deserts. But a new study concludes that some of the world's coldest landscapes -- including the Himalaya Mountains, the Andes, and even Antarctica -- could become Saudi Arabias of solar. The research appears in the ACS journal Environmental Science & Technology.

Kotaro Kawajiri and colleagues explain that the potential for generating electricity with renewable solar energy depends heavily on geographic location. Arid and semi-arid areas with plenty of sunshine long have been recognized as good solar sites. However, the scientists point out that, as a result of the limited data available for critical weather-related conditions on a global scale, gaps still exist in knowledge about the best geographical locations for producing solar energy. To expand that knowledge, they used one established technique to estimate global solar energy potential using the data that are available. The technique takes into account the effects of temperature on the output of solar cells. Future work will consider other variables, such as transmission losses and snow fall.

As expected, they found that many hot regions such as the U.S. desert southwest are ideal locations for solar arrays. However, they also found that many cold regions at high elevations receive a lot of sunlight — so much so that their potential for producing power from the sun is even higher than in some desert areas. Kawajiri and colleagues found, for instance, that the Himalayas, which include Mt. Everest, could be an ideal locale for solar fields that generate electricity for the fast-expanding economy of the People's Republic of China.

The authors acknowledge funding from the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology and the Japan Society for the Promotion of Science.

The American Chemical Society is a non-profit organization chartered by the U.S. Congress. With more than 163,000 members, ACS is the world's largest scientific society and a global leader in providing access to chemistry-related research through its multiple databases, peer-reviewed journals and scientific conferences. Its main offices are in Washington, D.C., and Columbus, Ohio.

Designed to teach math to students in poor countries, the device will be the first to use a new energy-efficient computing strategy.

After a year of testing in a remote village in India, researchers are ready to scale up production of an ultra-low-power $35 tablet called the I-slate.

The I-slate is designed to teach math and other subjects to students whose schools lack electricity or to students who don't have access to teachers at all. The device will enter full-scale production next year, and will be the first device to apply a low-power technology called probabilistic CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) to achieve a longer battery life.

The probabilistic CMOS approach is simple: run an ordinary microchip less stringently, sacrifice a small amount of precision, and get huge gains in energy efficiency in return. Probabilistic CMOS (CMOS refers to the technology behind most of today's chip technologies) works particularly well in graphics and sound processing, since human vision and hearing aren't perfect, and small errors are therefore undetectable.

Krishna Palem, a professor at Rice University and director of the Institute for Sustainable Nanoelectronics at Nanyang Technological University, first demonstrated probabilistic CMOS in 2006. Palem is now working on getting the technology into applications including a low-power hearing aid. In the educational tablet device, Palem says, probabilistic chips will enable huge power savings: the educational tablet will require just three watts of power, meaning it can be powered entirely by small solar cells like those on a pocket calculator.

The I-slate looks similar to an iPad, with a seven-inch liquid-crystal touch screen display. But it's not a full tablet computer—in fact, unlike other hardware supplied to disadvantaged children through efforts such as One Laptop Per Child, it's not a computer at all, and does not have an operating system. "It's an elaborate, single-function device," says Palem. Kids can read from a preloaded textbook or take notes and work out math problems using a stylus on a "scratch pad" to one side of the screen. The device can store a few pages of notes.

Palem's group at Nanyang Technological University is developing the I-slate in collaboration with the Indian nonprofit organization Villages for Development and Learning Foundation and the Los Angeles design firm Seso. Last year, the group tested prototype I-slates loaded up with a math textbook and exercises at a school in Mohd Hussainpalli, a village about 70 miles southwest of Hyderabad. In this region, electricity is unreliable, and some villages don't have teachers.

Marc Mertens, the CEO of Seso, designed the I-slate interface. The challenge, he says, has been to figure out "what is the ideal way to work with students, while making sure the device does as little as it can." That approach keeps hardware costs and power consumption low. Animations and other complex, media-rich tools are just not possible. The math program is based on the standard textbook used in the region and allows students to move at their own pace. They can skip problems if they get stuck. Teachers can download information from each student's device to monitor their progress.

The field tests, which showed that the students' math skills improved when they used the I-slate, were done using prototypes based on conventional chips. Next year, the researchers will begin producing the three-watt, solar-powered model.

"We keep chewing the hardware down, then evaluating the effectiveness of the interface and the lessons on it," says Palem. "Once we are comfortable with the user interface, we will switch in the [probabilistic] chip."

As Palem's team works on upgrading the hardware, Mertens is working on broadening the curriculum that can be put on the I-slate. It's much easier to design a program to grade math tests than written work, he says. "We're exploring how this device could go beyond math and support more creative curricula," he says.

Selected writings

By Amory B. Lovins

Edited by Cameron Burns

Amory Lovins is one of the world’s leading authorities on energy – especially its efficient use and sustainable supply – and a prolific innovator in integrative design.

ENERIA, une société experte dans les centrales de cogénération équipées de moteurs à gaz et XYLOWATT, société belge (Charleroi) développeur d'une technologie de gazéification qui transforme de la biomasse sèche (bois) en un gaz combustible de haute qualité ont décidé ensemble de signer un accord de collaboration.

Ils entendent ainsi développer la filière de la biomasse énergie renouvelable de petite taille avec plusieurs projets en France et en Belgique, dont un projet de 5 MWe dans les Vosges, pour un investissement supérieur à 20 millions d'euros.

Cette filière de la biomasse « énergie moteur » buttait depuis plusieurs années sur un verrou technologique : la présence de goudrons dans le gaz. Ces goudrons sont présents en grandes quantités dans la biomasse (50 % de la masse du bois) et finissent toujours par se retrouver dans le gaz qui alimente le moteur.

La technologie de XYLOWATT, véritable technologie "propre", garantit la complète conversion de ces goudrons dans le réacteur de gazéification lui-même, réduisant tous les problèmes de maintenance et de fiabilité des équipements développés jusqu’à présent. « J’ai constaté que la composition du gaz était constante et qu’il sortait du gazogène avec très peu de goudrons. La ligne de carburation comme les culasses ou les chambres de combustions sont très propres » a noté Philippe Daverat, past CEO d'ENERIA et promoteur de la gazéification et de la plateforme ENERIA de développement des technologies de gazéification (Moissannes, France), lors d’une visite sur une des centrales opérées par XYLOWATT en Belgique.

Compte tenu des disponibilités en biomasse importantes en Europe, la production d'énergie à partir de cette ressource est en très forte augmentation.

Entre 2000 et 2006, la quantité d’électricité produite à partir de biomasse a été doublée (40,000 GWh/an en 2001, plus de 90,000 GWh/an en 2006) et les prévisions de l'Agence Européenne de l'Energie se situent à une production multipliée par 5 entre 2006 et 2030. Un point également positif : plus de 80% de cette augmentation proviendra de la cogénération.

L’accord de partenariat signé ce jeudi 6 octobre à Montlhéry prévoit qu’ENERIA et XYLOWATT développent ensemble les marchés belge et français de la cogénération biomasse dans une gamme de puissance comprise entre 1 à 5 MWe. "Cette tranche de puissance est idéale pour nos projets", a indiqué Gilles Barchman, CEO de XYLOWATT.

"En effet, tout d’abord ENERIA dispose d’un moteur, le CAT 3516A+, parfaitement adapté au fonctionnement au gaz de bois et dans tous ses mélanges avec du gaz naturel. "Les pièces de rechange sont toujours rapidement disponibles et sa fiabilité est exemplaire. Ensuite, cette dimension de projet est la plus adaptée pour maximiser les retombées locales. Nos projets sont de taille raisonnable, efficaces sur le plan énergétique et ne créant pas de tension sur la ressource. Ils sont en plus créateurs d'emplois locaux" a t'il expliqué ensuite.

Le premier projet sur lequel les équipes collaboreront intensivement est localisé dans les Vosges (5 MWe, environ 20 MEUR d’investissements), dont les études détaillées débuteront dans les toutes prochaines semaines. Un autre projet est également identifié en Belgique, à Bruxelles (1 MWe, 6,5 MEUR), avec de la traverse de chemin de fer comme combustible. Dans ce cas le permis d’environnement et d'exploiter a déjà été délivré.

ENERIA envisage aussi de poursuivre le développement de sa plateforme de démonstration de 1 MWe à Moissannes (87). L’objectif d'ENERIA et des partenaires du projet est de transformer le site de Moissannes en plateforme collaborative de développement des technologies de valorisation de la biomasse en cogénération.

« Ce partenariat avec XYLOWATT nous réjouit. Nous avons là un partenaire parfaitement complémentaire avec nos activités en cogénération et en énergie renouvelable. Nous allons nous intéresser prioritairement maintenant, sur la France, au secteur des scieries, qui est une cible commerciale de choix où nous avons des solutions extrêmement attractives à proposer, adaptées à la taille de ces sites industriels » a conclu Thierry Robert, Directeur Général d'ENERIA.

http://www.enerzine.com/1/12732+chevron-recupere-du-petrole-grace-au-solaire-thermique+.html

BrightSource Energy annonce avoir livré sa technologie thermique solaire au plus important projet de récupération assistée du pétrole (RAP) au monde.

En effet, l'installation solaire, construite pour Chevron Technology Ventures, a commencé ses opérations mardi à Coalinga, en Californie, et sert à démontrer la capacité de la technologie thermique solaire à soutenir les efforts de récupération assistée du pétrole d'une manière plus durable.

L'installation « solaire en vapeur » de 29 mégawatts (MW) thermiques va se servir du soleil pour créer de la vapeur à haute température et à haute pression. L'installation qui s'étend sur 40 hectares comprend 3 822 héliostats, comportant chacun deux miroirs de 3 x 2 mètres montés sur des poteaux d'acier, haut de 2 mètres. Les miroirs quant à eux sont focalisés sur une chaudière située en haut d'une tour solaire de 100 mètres.

« La sélection de notre technologie thermique solaire LPT par Chevron souligne les modes versatiles de production de l'énergie propre et rentable utilisés par nos systèmes », a déclaré John Woolard, président-directeur général de BrightSource Energy. « Nous montrons maintenant comment notre technologie peut aider les entreprises d'énergie et industrielles mondiales à produire de l'énergie en réduisant leurs émissions et en protégeant contre la volatilité des prix du gaz naturel. »

Le système d'énergie thermique solaire de BrightSource utilise des champs de miroirs de pistage, appelés héliostats, contrôlés par un logiciel destiné à concentrer la lumière du soleil sur une chaudière solaire située en haut d'une tour. Cette chaudière produit de la vapeur à haute température et haute pression. En cas de RAP thermique, la vapeur est pompée en profondeur dans le réservoir d'huile souterrain pour chauffer la zone, augmentant la pression du réservoir et réduisant la viscosité de l'huile, ce qui facilite sa remontée à la surface. Pour conserver l'utilisation de l'eau, la vapeur est alors refroidie et recirculée dans un système à boucle fermée.

Le champ pétrolier Coalinga de Chevron, l'un des plus anciens d'Amérique, a commencé ses opérations dans les années 1890. Comme le brut lourd produit sur le champ ne s'écoule pas facilement, de la vapeur est alors injectée dans des réservoirs d'huile lourde pour réchauffer le brut, afin qu'il remonte à la surface plus facilement. La vapeur du champ de Coalinga était traditionnellement générée en brûlant du gaz naturel.

D'après un rapport récent par SBI, les méthodes conventionnelles de récupération d'huile ne peuvent extraire que 10 % à 30 % de l'huile potentielle d'un réservoir donné, laissant près de 70 % - 90 % de l'huile du réservoir dans le sol.

« L'intensité énergétique associée à l'extraction de l'huile lourde est extrêmement élevée. Cela présente un défi de taille pour le contrôle des émissions et l'approvisionnement en combustible, tel que le gaz naturel, pour ce processus », a confié, quant à lui, Paul Markwell, directeur principal de recherche en amont chez IHS CERA. « Nombreuses sont les réserves d'huile lourde connues dans le monde qui ont un accès limité à des sources de combustible rentables et qui sont situées dans des régions riches en ressources solaires. Cela donne un environnement idéal pour l'utilisation de technologies thermiques solaires pour la récupération assistée du pétrole. »

D'après BCC Research, le marché mondial pour les technologies RAP s'élevait à 4,7 milliards de dollars en 2009 et devrait atteindre un taux de croissance annuel composé de 28 % sur 5 ans, atteignant 16,3 milliards de dollars en 2014.2

7 oct.-11 Solaire thermique à concentration : le solaire espère s'affranchir de l'intermittence

http://www.actu-environnement.com/ae/news/gemasolar-sel-fondu-production-base-13718.php4#xtor=EPR-1

Avec la centrale espagnole Gemasolar, le solaire thermique à concentration espère franchir un nouveau palier et produire de l'électricité en continu grâce au stockage de l'énergie thermique emmagasinée en journée.

Mardi 4 octobre est officiellement inaugurée la centrale Gemasolar à Fuentes de Andalucia à proximité de Séville en Andalousie (Espagne). Basée sur la technologie solaire thermique à concentration, la centrale est la première de taille commerciale à utiliser du sel fondu (un mélange de nitrate de potassium et nitrate de sodium fondu) pour stocker l'énergie et lisser ainsi la production électrique sur 24 heures.

La centrale sévillane, avec une puissance de 19,9 mégawatts (MW), devrait produire 110 gigawatt-heures (GWh) par an. Une production équivalant à la consommation de 25.000 foyers. Quant aux 171 millions d'euros d'investissement, ils ont été réunis par la société Torresol Energy Investment, une société détenue par Masdar, le consortium émirati s'appuyant sur un projet de ville neutre en carbone à proximité d'Abu-Dhabi (Emirats Arabe Unis), et le groupe espagnol d'ingénierie Sener.

Concrètement, 2.650 héliostats, des miroirs de 110 m² qui suivent la course du soleil, répartis sur 185 hectares font converger les rayons solaires vers un réceptacle situé au sommet d'une tour de 140 mètres. Torressol annonce que 95 % de l'énergie calorifique est concentrée sur le réceptacle, qui atteint une température de 900°C. Cette chaleur est transmise au sodium fondu qui est porté à 565°C.

Une fois chauffé, le sel fondu produit, via un échangeur thermique, la vapeur qui alimente une turbine couplée à un alternateur électrique. Selon Terrasol, le recours au sel fondu offre un premier avantage grâce à sa température très élevée qui permet de produire de la vapeur sous pression ce qui accroît rendement.

Autre atout : avec le sodium liquide, le solde de l'énergie non utilisée en journée peut être stocké dans un réservoir pour alimenter l'échangeur thermique de nuit. Quand le solaire photovoltaïque ne fonctionne que de jour, la centrale Gemasolar peut produire de l'électricité de jour comme de nuit.

Ainsi, le 4 juillet 2011, la centrale, qui fonctionne depuis fin mai 2011, a réussi pour la première fois à produire de l'électricité pendant 24 heures sans interruption. Pour arriver à un tel résultat, il a fallu auparavant emmagasiner suffisamment de chaleur via le stockage du sodium liquide excédentaire. Une situation rendue possible fin juin, lorsque le réservoir a atteint pour la première fois sa capacité maximale.

La production électrique en continu à partir de l'énergie solaire représente une première, selon Torresol, alors que la centrale ne fonctionne pas à plein rendement.

L'opérateur espère que l'installation atteindra 70 % de sa capacité maximale fin 2012. A terme l'opérateur vise une production en continu durant "la plupart des jours d'été". Un objectif qui, s'il est atteint, offrirait "un niveau de charge annuel supérieur à la plupart des installations de production électrique de base tels que les centrales nucléaire", précise-t-il.

Comme la centrale devrait pouvoir fournir de l'électricité pendant 15 heures sans rayonnement solaire, c'est-à-dire de nuit ou lorsque l'ensoleillement est limité par la nébulosité, elle devrait assurer son rôle à raison de 6.500 heures par an, soit quelque 270 jours complets. Un tel facteur de charge est "1,5 à 3 fois plus élevé que celui des autres centrales solaires à concentration".

Jusqu'à maintenant, si le solaire thermique a démontré son efficacité technique, il n'a jamais pu s'imposer économiquement, comme l'illustre l'exemple français de la centrale Thémis située à Targasonne (Pyrénées-Orientales). Initiée en 1977, la centrale fut inaugurée en 1983. Le manque de rentabilité du projet entraîne la fermeture du site dès 1986 et le quasi-abandon du site jusqu'en 2004, date à laquelle est décidée la reconversion de la centrale en site de recherche sur l'énergie solaire.

Cependant, le projet actuel vise à reconditionner les héliostats pyrénéens en les équipant de panneaux photovoltaïques, plutôt que de poursuivre dans la voie du solaire thermique à concentration.

Notons que d'autres projets de production électrique s'appuyant sur le solaire thermique couplé au stockage de sel fondu pourraient apparaître de par le monde. Ainsi, l'ONG Beyond Zero Emissions, spécialisée dans la transition énergétique, a fait de cette technologie la base de son scénario 100 % énergies renouvelables pour l'Australie.

Elle estime notamment que la technologie pourrait être la "colonne vertébrale" du scénario et répondre à près de 60 % de la demande électrique. Un projet qui illustre les conditions optimales qui devraient permettre à la technologie de décoller : de grands espaces ensoleillés. Les déserts chauds semblent ainsi particulièrement appropriés.

Hybrid cars normally combine conventional engines with battery-powered electric motors. But many carmakers are developing alternative types of hybrids—some of which were on display this month at the Frankfurt Motor Show in Germany.

Hybrid systems recover kinetic energy—from the engine or from the vehicle itself—and use it to boost the efficiency of the engine. A typical hybrid car does this by charging up a battery.

Scuderi, based in West Springfield, Massachusetts, has altered the way the internal combustion engine operates to convert kinetic energy into the potential energy of high-pressure air. It splits the four parts of the internal combustion cycle across two cylinders synchronized on the same crankshaft. One cylinder handles the air intake and compression part of the cycle, pumping compressed air via a crossover passage into the second cylinder. The crossover contains the fuel-injection system, and combustion and exhaust are handled in the second cylinder.

When the vehicle does not need power—when traveling downhill, braking, or decelerating—the second cylinder is disabled and the first cylinder's air is diverted into a high-pressure air-storage tank. This air can be used to help run the engine, boosting its efficiency.

Across the Atlantic, a team that formerly worked for the Renault Formula 1 team has adapted its motorsport-developed flywheel system for use with conventional vehicles. The team has formed a company, Flybrid Systems, to commercialize the technology, and has teamed up with Jaguar Land Rover to trial the Flybrid technology that was originally developed as the kinetic energy recovery system (KERS) used in Formula 1 racing to provide a boost during racing. But while most KERS systems work by using a flywheel to charge an onboard battery or supercapacitor, Flybrid uses a gearbox system to transfer kinetic energy directly to and from the wheels.

Flybrid cars transfer energy via either a continuously variable transmission or a less complex three-gear system, which allows 15 different gear ratios on a standard five-gear model. "There are always efficiency losses when you convert energy," explains Flybrid's technical director, Doug Cross. "This system eliminates those losses, making it far more efficient."

The flywheel weighs five kilograms and is made from carbon fiber wrapped around a steel core. Because it is so light, it has to spin fast—at 60,000 rpm—which means that its rim is traveling at supersonic speeds. As a result, it has to operate in a vacuum, and Flybrid has developed special seals so that the wheel can be fully enclosed inside a safety container in case of a crash. At top speed, the flywheel can store 540 kilojoules of energy, which is sufficient to accelerate an average-sized automobile from a standing start to 48 kilometers per hour.

"One way you can use this technology is to boost the car during a cruise," Cross said. "We have a system installed on a Jaguar saloon, and that has shown that during a cruise, you can actually switch the engine off for 65 percent of the journey. With a V6 diesel engine, it cuts fuel use by 26 percent, but gives you the power of a V8 petrol engine."

5 oct.-11 TU Delft: cheap and efficient solar cell made possible by linked nanoparticles

Researchers of the Chemical Engineering department and the Kavli institute of TU Delft have demonstrated that electrons can move freely in layers of linked semiconductor nanoparticles under the influence of light. This new knowledge will be very useful for the development of cheap and efficient quantum dot solar cells. The researchers published their findings on Sunday 25 September on the website of the scientific journal Nature Nanotechnology.

Cheap and efficient
The current crystalline silicon solar panels are expensive to produce. Cheaper solar cells are available, but these are inefficient. For example, an organic solar cell has a maximum efficiency of 8%. One way of increasing the efficiency of cheap solar cells is the use of semiconductor nanoparticles, quantum dots. In theory, the efficiency of these cells can be increased to 44%. This is in part due to the avalanche effect, demonstrated by researchers from TU Delft and the FOM Foundation in 2008. In the current solar cells, an absorbed light particle can only excite one electron (creating an electron-hole pair), while in a quantum dot solar cell a light particle can excite several electrons. The more electrons that are excited, the greater the efficiency of the solar cell.

Linked nanoparticles
Up to now, the creation of electron-hole pairs under the influence of light was only demonstrated within the limits of a quantum dot. To be usable in solar cells, it is essential that electrons and holes are able to move. This is what creates an electrical current that can be collected at an electrode. Researchers from the same research group have now demonstrated that the electron-hole pairs can also move as free charges between the nanoparticles. To this end they linked nanoparticles together, using very small molecules, so that they were very densely clustered while still remaining separate from each other. The nanoparticles are so close together that every single light particle that is absorbed by the solar cell actually causes electrons to move.

More information:
Read the article on the website of Nature Nanotechnology

Arjan Houtepen, researcher with the Department of Opto-electronic Materials, Faculty of Applied Sciences, TU Delft. Phone: +31 (0) 15 278 2157, A.J.Houtepen@TUDelft.nl

Ineke Boneschansker, science information officer at TU Delft. +31 (0) 15 278 8499, I.Boneschansker@TUDelft.nl

4 oct.-11 Researchers use carbon nanotubes to make solar cells affordable, flexible

Researchers from Northwestern University have developed a carbon-based material that could revolutionize the way solar power is harvested. The new solar cell material – a transparent conductor made of carbon nanotubes – provides an alternative to current technology, which is mechanically brittle and reliant on a relatively rare mineral.

Due to the earth abundance of carbon, carbon nanotubes have the potential to boost the long-term viability of solar power by providing a cost-efficient option as demand for the technology increases. In addition, the material's mechanical flexibility could allow solar cells to be integrated into fabrics and clothing, enabling portable energy supplies that could impact everything from personal electronics to military operations.

The research, headed by Mark C. Hersam, professor of materials science and engineering and professor of chemistry, and Tobin J. Marks, Vladimir N. Ipatieff Professor of Catalytic Chemistry and professor of materials science and engineering, is featured on the cover of the October 2011 issue of Advanced Energy Materials, a new journal that specializes in science about materials used in energy applications.

Solar cells are comprised of several layers, including a transparent conductor layer that allows light to pass into the cell and electricity to pass out; for both these actions to occur, the conductor must be both electrically conductive and also optically transparent. Few materials concurrently possess both of these properties.

Currently, indium tin oxide is the dominant material used in transparent conductor applications, but the material has two potential limitations. Indium tin oxide is mechanically brittle, which precludes its use in applications that require mechanical flexibility. In addition, Indium tin oxide relies on the relatively rare element indium, so the projected increased demand for solar cells could push the price of indium to problematically high levels.

"If solar technology really becomes widespread, as everyone hopes it will, we will likely have a crisis in the supply of indium," Hersam said. "There's a great desire to identify materials – especially earth-abundant elements like carbon – that can take indium's place in solar technology."

Hersam and Marks' team has created an alternative to indium tin oxide using single-walled carbon nanotubes, tiny, hollow cylinders of carbon just one nanometer in diameter.

The researchers have gone further to determine the type of nanotube that is most effective in transparent conductors. Nanotubes' properties vary depending on their diameter and their chiral angle, the angle that describes the arrangement of carbon atoms along the length of the nanotube. These properties determine two types of nanotubes: metallic and semiconducting.

Metallic nanotubes, the researchers found, are 50 times more effective than semiconducting ones when used as transparent conductors in organic solar cells.
"We have now identified precisely the type of carbon nanotube that should be used in this application," Hersam said.

Because carbon nanotubes are flexible, as opposed to the brittle indium tin oxide, the researchers' findings could pave the way for many new applications in solar cells.

For example, the military could incorporate the flexible solar cells into tent material to provide solar power directly to soldiers in the field, or the cells could be integrated into clothing, backpacks, or purses for wearable electronics.

"With this mechanically flexible technology, it's much easier to imagine integrating solar technology into everyday life, rather than carrying around a large, inflexible solar cell," Hersam said.

Researchers are now examining other layers of the solar cell to explore also replacing these with carbon-based nanomaterials.

Besides Hersam and Marks, other authors include Timothy P. Tyler, Ryan E. Brock, and Hunter J. Karmel. This work was supported by the Argonne Northwestern-Northwestern Solar Energy Research Center, an Energy Frontier Research Center funded by the U.S. Department of Energy, Office of Science, Office of Basic Energy Sciences.

Selon de récentes estimations, la part d'énergies renouvelables de l'Allemagne représente plus de 20 % de son bouquet énergétique et connaît une croissance rapide.

L'Allemagne possède en effet la capacité d'énergie photovoltaïque la plus importante du monde et en croissance constante. Elle compte également la capacité d'énergie éolienne installée la plus conséquente d'Europe.

Le futur gouvernement fédéral s'attend à ce que les énergies renouvelables représentent 35 % du bouquet énergétique allemand d'ici à 2020 et 80 % d'ici à 2050 (plus de 80 % en énergie éolienne, 60 % en mer).

Cette croissance de l'approvisionnement énergétique fluctuant a créé une demande en technologies novatrices de stockage et a accéléré le développement des technologies de stockage comme les batteries et les réseaux intelligents en Allemagne.

En s'appuyant sur cette base, le gouvernement allemand a prévu dans le cadre de son concept énergétique la création d'une vaste plateforme juridique et de R&D visant à faciliter le développement et la commercialisation de technologies de stockage énergétique pour des applications mobiles et fixes.

"L'Allemagne a établi les conditions préalables idéales pour le développement rapide de l'industrie du stockage énergétique. L'unique combinaison de génération, d'innovation et d'implémentation d'énergies renouvelables par le biais de projets de démonstration fait de l'Allemagne un lieu optimal pour les entreprises cherchant à pénétrer cette industrie naissante" a déclaré Jürgen Friedrich, Directeur de Germany Trade & Invest, l'agence de la République fédérale d'Allemagne chargée de promouvoir les échanges économiques extérieurs et les investissements.

Certaines des priorités principales de l'actuel 6[ème] Programme de recherche énergétique du gouvernement allemand incluent le stockage énergétique, la technologie de mise en réseau et l'intégration des énergies renouvelables dans l'approvisionnement énergétique.

À cet égard, une initiative de financement commun pour le stockage énergétique, dotée d'un budget de 200 millions d'euros pour la période 2011-2014, a lancé son premier appel de propositions en juillet de cette année.

Une équipe de recherche de Microsoft associée au département d'informatique de l'université de Virginie a publié une étude apportant des précisions sur l'intérêt de remplacer le système de chauffage traditionnel de bâtiments résidentiels par de petits centres de données que les auteurs qualifient de "Data Furnace" [1].

Du chauffage au silicium

Les serveurs informatiques sont de parfaits candidats pour le chauffage. En effet la quasi-totalité de leur consommation électrique se transforme en chaleur. Seule une petite portion sert à animer les ventilateurs et les plateaux des disques durs et à déplacer les photons et les électrons à travers les interfaces des réseaux. La température de l'air dégagé par un serveur se situe entre 40 et 50°C, ce qui est idéal pour un usage destiné au chauffage (surface ou eau chaude).

L'idée de valoriser la chaleur résiduelle des équipements informatique n'est pas nouvelle [2]. Cette étude innove en présentant des calculs à l'échelle d'un foyer qui ne nécessiterait que 40 à 400 processeurs pour couvrir ses besoins en chauffage. Les auteurs estiment que les technologies du "cloud computing" (informatique dans le nuage) commencent à devenir suffisamment matures pour permettre d'héberger des serveurs de manière distribuée dans des environnements aussi peu sécurisés.

Les auteurs citent par exemple comme technologies :
- la possibilité de démarrer ou de réinstaller un serveur physique à distance,
- l'encapsulation des services à l'aide de machines virtuelles qui garantit un certain degré d'isolation
- La possibilité d'exécuter des programmes de manière sécurisée sur des serveurs non fiables
- les réseaux de capteurs permettent d'assurer un haut niveau de sécurisation physique des installations. Par exemple, lorsqu'un capteur détecte une violation de l'intégrité physique d'un serveur, celui-ci peut être automatiquement isolé.

Au final, les auteurs précisent que compte tenu des contraintes de gestion et de sécurité physique, les ensembles résidentiels et les immeubles de bureaux pourraient être les premiers clients à adopter ce type de concept.

Caractéristiques des 5 zones géographiques sélectionnées pour l'analyse de coût TCO
Crédits : "The Data Furnace : Heating Up with Cloud Computing"- Jie Liu, Michel Goraczko, Sean James, Christian Belady, Jiakang Lu, Kamin Whitehouse - 2011

Analyse financière/économique

Les auteurs se sont appuyés sur la méthode d'analyse des coûts TCO ("Total Cost of Ownership") pour évaluer le coût d'exploitation des "Data Furnace" selon 5 différentes zones climatiques. Ils ont ensuite pu le comparer au coût d'exploitation d'un serveur hébergé dans un centre de données traditionnel.

L'analyse TCO tient compte de surcoûts tels que :
- Un prix de l'électricité approximativement deux fois plus élevé en zone résidentielle qu'en zone industrielle.
- L'éventuelle nécessité de souscrire à une meilleure connexion réseau.
- Les visites de maintenance plus coûteuses à cause de la distribution géographique des serveurs. Néanmoins, pour certaines interventions physiques telles que le remplacement d'un filtre à air, le propriétaire des lieux pourrait être mis à contribution en échange de chaleur gratuite.

Et des économies telles que :
- Pas d'acquisition foncière ou de frais immobiliers
- Pas de construction de nouvelles infrastructures
- Réutilisation des installations existantes (conduites d'air, eau, réseau de distribution de chaleur)

Au final, un serveur dans un "Data Furnace" coûterait entre 280$ et 325$ de moins comparé à son exploitation dans un centre de données traditionnel dont le coût est d'environ 400$ (chiffre communiqué par Amazon pour un centre de données de 45.000 serveurs sur une période d'amortissement de 3 ans).

Des bénéfices écologiques

Le remplacement d'une chaudière par des serveurs présente l'avantage de ne pas augmenter la demande en électricité globale: la consommation des nouveaux serveurs se substitue à celle des systèmes de chauffage existants. Ainsi, la majeure partie de la croissance de la consommation électrique de ces serveurs se trouve absorbée dans celle du chauffage des habitations américaines, qui représente 6% de la consommation électrique des Etats-Unis. Enfin, la chaleur étant récupérée, il devient intéressant de "recycler" d'anciens modèles de serveurs peu efficients dans ce type d'installations pour en allonger la durée de vie.

La distribution géographique permettrait également d'améliorer la réactivité des services pour les utilisateurs du voisinage en réduisant la distance entre les serveurs et leurs utilisateurs.

3 types d'applications potentielles

Les auteurs distinguent 3 types de cas dans lesquels ce concept pourrait se rendre particulièrement attractif :

- "Data Furnace" saisonnier à très bas coût : celui-ci utilise la connexion du foyer et n'est opérationnel que lorsqu'il y a des besoins de chauffage. Le coût opérationnel pour l'exploitant est quasi nul. Ce type d'installation pourrait accueillir d'anciens modèles de serveur peu efficients, ce qui permet d'en allonger leur durée de vie et se verrait confier des tâches de fond non urgentes comme par exemple l'indexation de contenus.

- "Data Furnace" à faible bande passante : dans ce cas, les serveurs seraient exploités toute l'année mais connectés à la ligne Internet du foyer et pourraient permettre de réduire la latence de certains services dans le nuage pour les utilisateurs du voisinage tels que la messagerie électronique, la cartographie ou encore le streaming de vidéos.

- "Data Furnace" urbains : Ces installations bénéficieraient d'une connexion réseau dédiée de type fibre optique ou T1 et seraient exploitées tout au long de l'année. Cela permettrait à l'opérateur de déployer des ressources informatiques en milieu urbain sans les dépenses associées à l'immobilier.

Une approche à contre courant des tendances du secteur ?

Le concept de "cloud computing" distribué présenté dans cette publication peut paraitre à contre courant des tendances du secteur. Par exemple, l'administration Obama est en pleine campagne [1] de consolidation de ses centres de données - 800 des 2094 centres de données gouvernementaux répertoriés devront fermer d'ici à 2015 [3] [4] - et [2] de migration de certains services vers le "cloud computing". Précisément, les acteurs principaux du "cloud" développent des infrastructures distribuées destinées à repartir au mieux la demande d'archivage et de calcul des clients. Autant de "data furnaces" à venir ?

[1] Data = Données , Furnace= Chaudière

"Même si les lampes fluocompactes consomment moins d'énergie que les ampoules classiques, elles restent chères et ont une fâcheuse tendance à rendre l'âme avant d'avoir été rentabilisées", a déploré l’Association '60 millions de consommateurs'.

http://www.enerzine.com/6/12674+belgique---reconversion-dune-centrale-a-charbon-en-biomasse+.html

D'un investissement de 125 millions d'euros, l'ancienne centrale à charbon de Rodenhuize en Belgique qui a subi une transformation complète en centrale 100% biomasse, a été inaugurée vendredi dernier par GDF Suez et sa filiale Electrabel.

Selon la compagnie énergétique française, cette centrale constitue une première mondiale à 2 égards. Tout d'abord, il s'agit de la plus grande conversion de cette nature et deuxièmement, elle offre les meilleurs résultats environnementaux parmi les unités converties à la biomasse.

D'une puissance de 180 MW, Rodenhuize produira chaque année un volume d'électricité "verte" équivalant à la consommation annuelle de 320 000 familles et permettra de réduire de 1,2 million de tonnes les émissions annuelles de CO2. Elle est détenue à 73% par Electrabel et à 27% par Ackermans & van Haaren.

« Cette réalisation est une première mondiale en termes de performance environnementale. Elle est unique en son genre par son ampleur, la technologie utilisée et ses prestations environnementales. Il s'agit d'une contribution majeure à la réalisation des objectifs fixés par l'Union Européenne. Ce projet cadre parfaitement avec notre stratégie de développement d'un parc de production diversifié et avec les engagements ambitieux que le Groupe a pris dans les énergies renouvelables », a indiqué Sophie Dutordoir, Directeur général d'Electrabel.

il faut tout de même nuancer l'effet positif de cette annonce par le fait que même si le charbon est entièrement remplacé par des pellets de bois qui ont fait l'objet d'une certification par un organisme indépendant attestant leur origine durable, un tiers de l'approvisionnement en pellets de bois de Rodenhuize provient du parc de production de Pacific BioEnergy, au Canada !

On peut donc se poser légitimement cette question : pourquoi faire venir du pellets de bois de si loin ? Car cela implique une empreinte carbone non négligeable. Electrabel a conclu un contrat d'achat à long terme de 225 000 tonnes de biomasse par an, acheminée par bateau jusqu'au port de Gand.

A gallery of electric and hybrid vehicles on display at the International Motor Show in Frankfurt, Germany.

PSA Peugeot Citroën a présenté le Véhicule électrique Léger de Ville (VéLV), à l'occasion du Forum de l'ADEME**, un projet innovant de véhicule pour faire évoluer les modes de déplacement en milieu urbain.

Le VéLV a été développé par le constructeur automobile en collaboration avec plusieurs entreprises françaises et un laboratoire de recherche qui se sont associés pour répondre aux enjeux de la mobilité de demain.

Il s'agit d'un tricycle électrique pouvant transporter jusqu'à 3 personnes. Il est doté d'une puissance de 20 kW pour une masse de 650 kg. Son autonomie de route est d'environ 100 km pour une vitesse de pointe de 110 km/h. Particulièrement maniable avec seulement 7,20 mètres de diamètre de braquage, il offre la possibilité d'indiquer en temps réel son périmètre d'action en fonction de l'autonomie et d'identifier les bornes de recharge accessibles avec l'énergie encore disponible.

L'objectif du consortium a été de limiter significativement la quantité d'énergie embarquée en proposant "un objet ludique" doté d'un très bon agrément de conduite grâce au moteur électrique et son couple maximum immédiatement disponible associé à une très faible masse. En effet, la consommation très faible de 85 Wh/km limite l'empreinte environnementale à un niveau équivalent à un déplacement d'un voyageur en train. VéLV répond par ailleurs aux exigences de la réglementation des véhicules particuliers en matière de sécurité passive.

Le groupe PSA explique que ce concept est destiné aux flottes d'entreprise, à la location de véhicules (classique ou type Autolib’), à des acheteurs d'une seconde voiture et à de nombreux clients particuliers qui souhaitent améliorer leur mobilité en ville. Et d'ajouter : "Le VéLV doit répondre aux nouveaux enjeux du transport de demain en contribuant au développement de chaînes de traction électrique légères, soutenant ainsi toute la filière de la voiture électrique française avec l'appui de l'ADEME."

Le rôle des différents partenaires dans le projet VéLV :

Leroy Somer, GKN et Valeo ont réuni leurs compétences pour proposer une chaîne de traction électrique complète de 20kW compacte à haut rendement.

Johnson-Control Saft a conçu un ensemble de cellules Li-Ion et leur contrôle électronique qui s'intègrent dans le véhicule pour apporter les 8,5 kWh utiles et assurer les 100 km d'autonomie.

Valeo a aussi mis au point un groupe chauffage spécifiquement dédié aux petits véhicules électriques.

Leoni a conçu et dimensionné un faisceau de signal et de puissance.

Enfin, Michelin a mis à profit son expérience du contrôle de moteurs roues fonctionnant à régime élevé.

De son côté, L'IMS/LAPS de Bordeaux a permis d'avancer dans la compréhension des phénomènes de comportement dynamique de véhicules de très petite taille.

** Le Forum de l'ADEME des innovations est une journée dédiée à l'action de l'ADEME en matière de Recherche et Développement dans les domaines de l’environnement & des nouvelles technologies.

Proton OnSite's lack of progress toward its proposed "hydrogen highway" demonstrates the low priority America gives this alternative fuel.

In October 2010, Proton OnSite's subsidiary SunHydro opened a hydrogen fuel station at its Wallingford, Connecticut, headquarters. The station was the first of at least nine that the company planned to build up and down the East Coast to supply hydrogen-powered fuel-cell electric vehicles. Yet SunHydro has not built a single additional station since.

Despite the stall, Proton investor and SunHydro cofounder Tom Sullivan, who made his fortune with the Lumber Liquidators hardwood flooring chain, sees only opportunity.

Fuel-cell cars are ultimately electric cars, but they use hydrogen as fuel. The fuel cells convert the energy stored in hydrogen into electricity, yielding water vapor as the only byproduct. SunHydro also uses water as its starting point for producing hydrogen, splitting the molecules into hydrogen and oxygen by means of solar power, theoretically making the whole fuel chain ecologically sound.

Proton's cofounder and CEO Robert Friedland says the company is still planning to roll out SunHydro stations, but in clusters within cities rather than as individual stations hundreds of miles apart. He explains the change as having been dictated by the needs of carmakers. "[A cluster] would allow automakers to sell their vehicles in that geographic location because the refueling need for the local vehicles would be satisfied," Friedland says. But clearly the company is also responding to the less-than-humming hydrogen-energy business climate. The company, founded as Proton Energy, rebranded itself as Proton OnSite in April when it increased its offerings from hydrogen production systems to include nitrogen generators, tanks, and compressors.

Friedland admits the cluster model is a departure from the original "hydrogen highway" plan. "While [that plan] might work in terms of allowing someone to drive from Maine to Miami, it does not resolve the day-to-day, week-to-week need of filling up," he says. Since opening that first station, SunHydro has begun working with carmakers to synchronize plans for station openings with those for rollouts of hydrogen fuel-cell cars on the East Coast. Carmakers say their markets are likely to include New York, New Jersey, Connecticut, and Washington, DC. "This does not imply that clusters will not evolve in other states along the East Coast," Friedland says.

Yet, he concedes, plans remain tentative. "Tom [Sullivan] is pragmatic at the end of the day, and I think he expected a higher level of engagement from the auto manufacturers to bring vehicles to the East Coast," Friedland says. "We speak to the car people several times a month, and plans for East Coast vehicles are still up in the air."

Friedland says automakers have expressed definite intentions to introduce production fuel-cell vehicles sometime in 2014 or 2015. But, he adds, "they have also been clear that early rollout will be in areas that have adequate refueling infrastructure." This demonstrates the chicken-and-egg problem that has plagued fuel-cell cars for over a decade: carmakers fear there won't be a market unless consumers have easy access to hydrogen fuel stations, but there's little incentive for entrepreneurs to build stations without cars to fill.

Although the automotive industry continues to insist that fuel-cell vehicles will be retail-ready in the next few years, hydrogen is simply not the alternative fuel of choice, even for companies seeking to burnish their image.

Le 15 septembre, E.ON a inauguré à Irsching (Bavière) la nouvelle centrale à cycle combiné (CCGT) d'Ulrich-Hartmann, qui présente une capacité installée de 561 MW et un taux de rendement supérieur à 60 %, une 1ère pour une installation de ce type selon le Groupe énergétique allemand.

L'inauguration a eu lieu en présence de Horst Seehofer, ministre-président du Land de Bavière, de Jochen Homann, Secrétaire d'État du Ministère fédéral de l'Économie et des Technologies ainsi que de 250 autres personnes venues du monde politique, économique et scientifique.

« Cette centrale fait partie intégrante du projet de transition énergétique », a souligné Ingo Luge, Président du Directoire d'E.ON Energie lors de son discours. « Les centrales comme celle d'Irsching sont un jalon essentiel sur le chemin vers l'énergie de demain. E.ON mène cette expansion depuis de nombreuses années et a investi plus d'un milliard d'euros dans le domaine des énergies renouvelables pour la seule année 2010. Notre engagement en faveur de la production d'énergie de demain comprend les énergies éoliennes et solaires, mais également l'intégration des énergies renouvelables aux réseaux de distribution et la production décentralisée à partir de centrales de cogénération de petite taille », a-t-il insisté.

Cette nouvelle centrale, proche de la ville d'Ingolstadt, porte le nom d'Ulrich Hartmann. E.ON perpétue ainsi la tradition de ses prédécesseurs en baptisant la centrale du nom des collaborateurs ayant apporté une contribution spéciale à l'entreprise (nota : Ulrich Hartmann a travaillé pendant plus de 39 ans pour E.ON et ses prédécesseurs).

Les innovations en matière de gaz et de vapeur associées à des technologies éprouvées permettent d'après E.ON d'atteindre "des températures de combustion plus élevées" au sein de la centrale Ulrich-Hartmann que dans les centrales CCGT actuelles, et donc de multiplier son rendement. La turbine à gaz supporte ces hautes températures grâce aux matériaux novateurs utilisés pour les aubages, aux revêtements résistants à la chaleur et au refroidissement par air.

Cette turbine présente aussi une capacité élevée d'adaptation aux cycles de variation de charge, ce qui signifie que la production d'électricité peut être adaptée à la demande de façon rapide.

Le groupe technologique japonais Kyocera a annoncé la fourniture d'un total de 446 modules solaires pour 2 ombrières de parking à Burghausen, en Allemagne.

Les voitures ou les vélos équipés d'un moteur électrique offrent un moyen de déplacement "écologique", suscitant de plus en plus l'intérêt du consommateur. Les conséquences sont un nombre croissant de stations de charge électriques sur le territoire allemand.

L'entreprise BLU“e“ Solar Group GmbH s'est faite installer une ombrière, équipée d'une station de charge pour voitures ou vélos électriques. La station située à Burghausen n'est pas seulement "verte", mais elle est aussi économiquement intéressante pour les usagés : les voitures et vélos électriques sont pour l'instant rechargés sans frais.

Avec ses 248 modules solaires Kyocera (KD215GH-2PU), la première ombrière de parking va développer une puissance de 53,32 kWc, alors que la seconde du même type, équipée de 198 modules solaires, aura une puissance de 42,57 kWc. Particularité ! L'énergie non utilisée par la station de charge est réinjectée dans le réseau électrique.

Kyocera rappelle que dans des conditions d'essais standard, le module haute performance KD215GH-2PU atteint une puissance nominale de 215 watts pour un rendement du module de 14,4 %.

Par ailleurs, les 54 cellules solaires installées garantissent à l'utilisateur un rendement énergétique annuel élevé. Pour les contacts des boîtiers de raccordement, Kyocera mise sur des connexions soudées, et non sur des assemblages par serrage, garantissant une protection fiable contre les risques d'incendie.

Enfin, un châssis de module solide autorise une haute résistance mécanique : le module résiste à de fortes pressions de vent élevées et à des charges de neige allant jusqu'à 5 400 N/m2.

Researchers achieve a goal they've been after since the 1980s—the advance could make cars and airplanes lighter, and renewable energy more practical.

For the first time, researchers have made carbon-nanotube electrical cables that can carry as much current as copper wires. These nanotube cables could help carry more renewable power farther in the electrical grid, provide lightweight wiring for more-fuel-efficient vehicles and planes, and make connections in low-power computer chips. Researchers at Rice University have now demonstrated carbon-nanotube cables in a practical system and are designing a manufacturing line for commercial production.

Making lightweight, efficient carbon nanotube wiring as conductive as copper has been a goal of nanotechnologists since the 1980s. Individual carbon nanotubes—hollow nanoscale tubes of pure carbon—are mechanically strong and an order of magnitude more conductive than copper. But unless carbon nanotubes are put together just so, larger structures made from them don't have the superlative properties of the individual tubes.

Years of tinkering in the lab to find the right assembly techniques and ingredients have enabled researchers led by Rice materials science professors Pulickel Ajayan and Enrique Barrera to finally make carbon nanotube cables as good as copper cables. The group's nano cables boast a combination of properties that's so far unprecedented. They're mechanically strong, yet flexible enough to be knotted or woven together into long lengths of wire. They carry about 100,000 amps of current per square centimeter of material, about the same amount as copper wires, but weigh one-sixth as much. They outperform copper on a metric called current density, which means they should be able to carry more electricity over longer distances without losing energy to heat—a problem with today's electrical grid, and with computer chips. And because they're made of carbon, not metal, they don't corrode.

Carbon nanotubes vary in their conductivity, length, and number of layers. The Rice group found that what worked best were relatively long, double-walled nanotubes provided by collaborators from Tsinghua University in Beijing. Electrons move through individual nanotubes very quickly, but current slows down when the electrons must jump from nanotube to nanotube. The longer the nanotubes, the fewer such jumps the electrons have to make in a given length of wire.

The process of making nano cables begins with a lump of double-walled nanotubes that have been treated to remove impurities. The researchers add sulfuric acid to the nanotubes so they can spread them into a thin film. They then grasp the edge of the film with tweezers to start making a fiber, and pull with a steady force to yield a long cable—similar to how wool yarn is made by pulling and twisting fleece. They rinse the acid from the cable and expose it to iodine vapor at high temperatures. The iodine penetrates into the nanotubes within the cable and increases the cable's conductivity without compromising its mechanical properties. And the Rice group has shown that conductivity isn't affected when the cables are knotted together to make greater lengths.

To demonstrate that cables made in this way can transmit a standard line voltage, they used one to connect a fluorescent lightbulb to a wall socket and left the light on for days. This work is described online in the journal Nature Scientific Reports.

"It is a testament to how mature these materials are becoming that they are able to measure conductivities that now exceed common metals," says Michael Strano, a professor of chemical engineering at MIT who was not involved with the work. Surpassing metals, he says, "represents a milestone."

"This is very exciting, especially considering the enormous importance of decreasing the weight of [electrical] cables in airplanes and cars" to improve fuel efficiency, says Ray Baughman, director of the NanoTech Institute and professor of chemistry at the University of Texas at Dallas. Baughman was not involved with the work.

Aerospace giant Boeing is among the companies supporting the Rice group. Other collaborators and supporters include Chevron, the U.S. Department of Energy, and NanoRidge Materials of Houston.

"The goal is to make an engineered product," says Rice's Barrera. "We believe what we've been able to do is scalable to continuous production methods." The group has mapped out how this would be done on a manufacturing line and is currently exploring commercialization with various companies, though they have not disclosed any deals.

Though the cables are now good enough to begin thinking seriously about commercial applications, Ajayan wants to make them even better. Ajayan notes that, so far, they've only tested the double-walled cables' ability to carry direct current, the kind that comes out of wall sockets and that's used to move electricity over short distances in an airplane, for example. Electricity is transmitted over long distances in the form of alternating current. A separate goal, Ajayan says, is to make the cables even more conductive than copper. One way to do this is to make workable cables from single-walled carbon nanotubes, which are inherently more conductive, but have been difficult to spin into fibers.

Par Guy Laval, Physicien théoricien, membre de l'Académie des sciences

Aujourd'hui, la production d'électricité nucléaire repose essentiellement sur l'utilisation de l'énergie libérée par la fission des noyaux de métaux lourds comme l'uranium et le plutonium. Mais il existe une autre possibilité qui, depuis une cinquantaine d'années, est présentée comme la solution universelle pour disposer d'une source d'énergie sûre, non polluante et inépuisable. Il s'agit de la fusion qui s'appuie sur des réactions nucléaires de nature similaire à celles qui se produisent au cœur du soleil et des étoiles. Malheureusement, la fusion n'a pas encore dépassé le stade de la recherche et des incertitudes subsistent quant à sa capacité à produire de l'électricité dans des conditions économiques acceptables.

Cependant, ses qualités supposées et de réelles avancées scientifiques, lui ont permis de conserver assez de crédibilité pour que les plus grandes puissances économiques allient leurs efforts dans un projet décisif, le programme Iter, centré sur une expérience de grande envergure (1). Cette installation, implantée à Cadarache (Bouches-du-Rhône), a pour objectif principal de déterminer les conditions de fonctionnement d'un réacteur de démonstration : un travail de longue haleine à l'issue incertaine.

La construction de la machine, qui a débuté en 2010, s'étendra en effet sur dix ans. Après une autre dizaine d'années, les premiers résultats expérimentaux devraient permettre de préciser le dimensionnement du réacteur. Une décennie supplémentaire, au moins, sera nécessaire pour achever le programme scientifique et technologique. Le tout pour un coût estimé à 20 milliards d'euros, dont 13 milliards pour la seule construction (2).

Parallèlement à l'expérience de Cadarache, l'Europe et le Japon mènent une étude sur la faisabilité technologique d'une exploitation économiquement rentable de la fusion. Les efforts portent sur plusieurs thèmes. Le plus important vise à mettre au point des matériaux capables de conserver leurs propriétés mécaniques et physiques pendant des années malgré le bombardement intense que leur feront subir les neutrons émis par les réactions de fusion.

Acceptation par la société

Ces neutrons posent des problèmes théoriques et technologiques nouveaux par rapport à la fission en raison de leur énergie dix fois supérieure. Du coup, ils induisent une plus grande variété de réactions nucléaires dont les produits, tels l'hélium et l'hydrogène, s'accumulent et peuvent détériorer la structure des matériaux. En s'appuyant sur des calculs théoriques et sur l'expé- rimentation dans un accélérateur en cours d'élaboration, les chercheurs doivent concevoir des alliages ou des composites tolérant ces agressions sur de très longues périodes.

Si ce programme ne prend pas de retard, si Iter est un succès et si la volonté d'aboutir ne faiblit pas - ce qui fait beaucoup de «si»… - la construction du réacteur de démonstration pourrait commencer aux alentours de 2030, le déploiement des premières centrales n'intervenant pas avant le début de la seconde moitié du siècle.

Dans ces conditions, faut-il maintenir ce projet, certes prometteur, mais dont les profits demeurent incertains et lointains ? La catastrophe de Fukushima vient rappeler que le nucléaire actuel, basé sur la fission, peut difficilement prétendre à une diffusion mondiale massive.

Certains pays accueillent volontiers ce type de réacteurs sur leur territoire. Mais l'acceptation par la société reste fragile. Or, si le nucléaire veut contribuer significativement à la réduction globale des émissions de gaz à effet de serre (cette industrie ne dégage pas de CO2), il doit pouvoir se répandre largement. La fusion, en complément, offrirait alors une alternative d'autant plus intéressante qu'elle serait probablement mieux tolérée par les populations. Poursuivre les travaux sur cette filière reste donc plus que jamais une priorité.

1) L'Union européenne, la Suisse, la Chine, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Russie et les États-Unis soit 34 pays.

2) Soit le dixième de l'investissement mondial annuel dans les énergies renouvelables.

Opel, la filiale allemande de General Motors va révéler un concept de mobilité électrique urbaine à l'occasion du 64ème Salon automobile international de Francfort.

Inspiré par le succès de l'Ampera, le concept d'Opel baptisé - One Euro Car - s'insère dans une nouvelle classe de véhicules électriques légers pour un déplacement en milieu urbain.

Les chiffres clés indiqués dans un communiqué font état d'une autonomie de route de 100 km, d'un poids réduit d'un tiers par rapport à une voiture compacte et d'une vitesse maximale de 120 km/h.

Avec une version quasi en production, ce biplace aurait pour cible prioritaire les jeunes. Toujours d'après Opel, l'engin pourrait même être piloté à partir de 16 ans dans une version bridée à une vitesse maximale de 45 km/h.

Les besoins énergétiques étant 10 fois inférieurs à ceux d'une voiture compacte, le coût de recharge pour 100 km serait seulement de 1 euro.

Ce type d'engin n'est pas réellement une révolution car des concurrents proposent des modèles similaires en 2 ou 4 places, comme notamment le constructeur Renault avec sa Twizy ou encore le BB1 de Peugeot, en passant par la Smart électrique.

20 sept.-11 Eco, la voiture électrique de moins de 900 kg développée par des chercheurs de Dresde et ThyssenKrupp

L'Institut de construction légère et technique des matières synthétiques (ILK) de l'Université technique de Dresde (Saxe) [1], le Centre pour la construction légère de Saxe (LZS) [2] et ThyssenKrupp AG [3] développent un modèle de voiture électrique de série dans le cadre d'un projet commun. Ce véhicule, dénommé InEco ("Innovation-Electromobility-Composite") a la particularité de peser moins de 900 kg, dont seulement 120 kg pour le châssis.

Pour ce faire, l'équipe de chercheurs a principalement recours à une technique de construction hybride acier-plastique à renfort fibre de carbone. En effet, en combinant la haute aptitude à la déformation de l'acier avec la forte capacité d'absorption d'énergie des plastiques à renfort fibre de carbone, il est possible d'obtenir à la fois des pièces légères et possédant un comportement optimisé face aux crashs.

Afin de réduire au minimum les coûts de production des pièces en fibre composite, l'équipe du projet InEco s'est attachée à rationaliser et automatiser les processus de fabrication. En effet, en concevant des modèles hautement intégrés, il est notamment possible de supprimer de nombreuses étapes de construction et d'assemblage des composants.

Le compartiment réservé à la batterie est intégré dans le plancher de la voiture, dans sa partie centrale, afin d'optimiser la sécurité en cas d'accident. Ce compartiment possède son propre système de climatisation, afin de maintenir la batterie à sa température de fonctionnement normale. Le compartiment de la batterie est par ailleurs flexible, et permet d'accueillir des technologies à cellules plates ou rondes. Grâce au faible poids du véhicule, la batterie assure à InEco une autonomie de 100 à 150 km. Disposant d'un moteur électrique synchrone différentiel, la voiture électrique accélère de 0 à 100 km/h en seulement 7,4 s.

Le projet du véhicule InEco est financé par le Fonds européen de développement régional (FEDER) [4] et l'Etat libre de Saxe. Les premiers résultats seront présentés au public pour la première fois lors du salon international de l'automobile de Francfort du 15 au 25 septembre 2011 (halle 4.0 / stand D24).

19 sept.-11 Un chauffage urbain inédit alimenté par la chaleur de serveurs informatiques

Récupérer la chaleur issue de puissants serveurs informatiques d'une société pour chauffer le quartier alentour: c'est le système novateur actuellement mis en place dans le parc d'entreprises développé par le groupe Euro Disney près de son parc de loisirs de Marne-la-Vallée.

"C'est la première fois que cela va se faire en France", affirme à l'AFP Christophe Hoizey, directeur du projet pour Dalkia, filiale de Veolia Environnement et EDF spécialisée dans la production d'énergie.

"Un réseau de chaleur urbain, ce n'est pas nouveau. Le point novateur de ce réseau, c'est le fait de récupérer l'énergie d'un +data center+, qui a été complètement intégré dès le début dans le projet", explique-t-il à l'AFP.

Un data center, ou centre de traitement des données, est un site dédié à l'hébergement d'équipements et de ressources informatiques et électroniques des entreprises.

Ces installations, abritant serveurs informatiques, systèmes de refroidissement et systèmes électriques, sont "de très gros consommateurs en énergie", rappellent les promoteurs du projet dévoilé mardi.

Dans le projet de Val-d'Europe, un parc d'activités dont le développement est assuré par Euro Disney dans le cadre d'une convention avec les pouvoirs publics, la chaleur dégagée par les systèmes de refroidissement des serveurs informatiques va être récupérée. Elle sera utilisée pour réchauffer l'eau du réseau de chauffage et bénéficiera ainsi à des bâtiments raccordés alentour.

La chaleur sera récupérée depuis le data center d'un groupe bancaire. Ce réseau privé permettra de chauffer à terme quelque 600.000 m2 de bâtiments, assurent ses promoteurs.

"Le réseau est actuellement en cours de production", explique M. Hoizey, qui table sur un début de fonctionnement pour cet hiver.

Cette énergie de récupération se substituera aux combustibles fossiles habituellement utilisés pour le chauffage, permettant d'éviter l'émission de quelque 5.400 tonnes de CO2 chaque année, assurent les concepteurs du projet.

"Cela permet de sortir complètement de l'influence des variations des prix des combustibles fossiles et on pourra permettre aux futurs abonnés d'éviter de payer la future taxe carbone", se félicite le directeur de projet.

Profitant du salon international de l'automobile (IAA) qui se tient actuellement à Francfort (Allemagne) et jusqu'au 25 septembre, Renault a confirmé mardi que le Twizy sera finalement décliné en 2 modèles, le 45 et le 80.

IAA 2011 - Le Renault Twizy fait son show

Comme son nom l'indique, le Renault Twizy 45 sera commercialisé en version 5 chevaux, à une vitesse limitée à 45 km/h, utile pour ceux qui n'ont pas de permis. Le second modèle considéré comme "normal" sera doté de 17 chevaux lui permettant de rouler à 80 km/h.

Rechargé en 3h30 sur prise de type domestique, grâce à un câble spiralé disposé sous une trappe à l'avant, le Twizy dispose d'une autonomie de 100 km en cycle urbain. Le batteries seront disponibles en location pour 50 euros par mois.

Large de seulement 1,19 mètres, long de 2,40 mètres, Twizy a la prétention de s'extraire des bouchons, de faciliter les créneaux pouvant se réaliser de façon perpendiculaire au trottoir. Il y aura également un radar de recul pour parfaire ses manœuvres indique la firme au losange.

Des batteries type lithium-ion de 6,2 kWh sous le siège avant ainsi qu'un convertisseur font partie des éléments principaux de la chaîne cinématique transformant le courant continu de la batterie en courant continu pour le moteur. Un coffre de 31 litres à l'arrière et des rangements de 10 litres sur l'avant sont également prévus.

Le port du casque n'est pas obligatoire à bord de Twizy qui comprend air-bag, ceinture de sécurité quatre-points à l'avant et trois points à l'arrière protégeant ses occupants en cas de choc.

Par ailleurs, les instruments de bord intègre un cadran qui affiche la vitesse instantanée, le "rapport" enclenché, l'état de la batterie et l'autonomie. Une jauge indique également le niveau de consommation d'énergie et de freinage récupératif qui permet de récupérer de l'énergie lors des décélérations.

Les biocarburants ne font pas l'unanimité et sont même sujets à de nombreuses polémiques quant à leur avantage environnemental. Le premier réflexe est de penser aux différentes conséquences sur l'usage des sols de ces cultures énergétiques, mais on pense moins souvent aux conséquences des procédés de transformation qui permettent d'obtenir le biocarburant. En effet, pour obtenir du biocarburant à partir des huiles végétales il faut faire appel à des réactions chimiques qui produisent elles aussi leur part de sous-produits non désirés.

La réaction permettant d'obtenir du biocarburant est une réaction d'estérification qui consiste en la transformation des triglycérides (constitués par la glycérine et les acides gras) en biodiesel par contact avec du méthanol. Afin d'accélérer la réaction, de la soude caustique est ajoutée comme catalyseur. Cette réaction produit pour chaque molécule de triglycéride, trois molécules de biodiesel et une molécule de glycérine, composé mortel pour les moteurs. Afin d'évacuer la glycérine du biocarburant, de grandes quantités d'eau sont utilisées, qui ressortent contaminées par l'hydroxyde de soude utilisé dans la réaction.

Une multitude de laboratoires à travers le monde se sont donc attelés à rechercher un processus alternatif et plus écologique à la production de biodiesel. Parmi eux, se trouve le département de chimie organique de l'université de Cordoue, qui a publié en juillet une solution au problème dans la revue Catalysis Today [1]. La proposition des chercheurs andalous est de substituer la soude caustique par la lipase, un catalyseur biologique. La lipase est une enzyme présente chez pratiquement tous les êtres vivants.

La nouvelle réaction chimique produit, pour chaque molécule de triglycéride, deux molécules de biodiesel et une molécule de monoglycéride qui possède des propriétés similaires au biodiesel et qui est inoffensive pour les moteurs. L'article de Catalysis Today précède en partie les résultats qui seront publiés dans la thèse doctorale du chercheur Cristóbal Verdugo, dirigé par les professeurs Diego Luna et Enrique Sancho. Selon le professeur Diego Luna qui dirige cette équipe, le nouveau biocarburant n'est pas seulement plus écologique mais est aussi compétitif.

Dans un premier temps, les chercheurs avaient réalisé l'expérience avec de la lipase pancréatique de porc, c'est d'ailleurs avec ce composant qu'ils ont breveté leur découverte, cependant le coût élevé d'obtention du produit n'était pas adéquat pour une production à échelle industrielle. La validation du procédé à partir de lipase employée pour la fabrication du pain, un produit accessible et bon marché rend possible une utilisation à grande échelle de cette nouvelle technique. La Spin off de l'université de Cordoue " Séneca Green catalysis " a d'ailleurs déjà testé la capacité productive de cette nouvelle combinaison à l'échelle d'une usine pilote et une production commerciale est prévue sous peu.

SolarCity, one of the country's largest residential solar energy system providers, plans to double the amount of rooftop installations across the country by setting up sun-powered systems on 160,000 homes and other buildings on military bases.

The five-year, $1-billion SolarStrong project targets rooftop solar installations at 124 military housing developments in 33 states. SolarCity has already lined up a conditional commitment for a $344-million loan guarantee from the federal government.

The project would eventually generate 371 megawatts of electricity from photovoltaic systems atop family homes, community centers, administrative offices, maintenance buildings, storage warehouses and other facilities built and managed by private companies, SolarCity said.

The first batch of installations is in full swing at Joint Base Pearl Harbor-Hickam in Hawaii. It's set to provide electricity to 2,000 military homes, the company said.

SolarCity said it hopes to hire and train veterans and relatives of service members to install and maintain the systems, boosting domestic jobs.

The San Mateo, Calif., company has made several ambitious moves this year. It has expanded to the East Coast and become involved in electric vehicle charging.

In June, Google Inc., in the search company's largest green investment, created a $280-million fund to help SolarCity pay for installations and maintenance costs in exchange for a cut of customer payments.

tiffany.hsu@latimes.com

Alors que le soleil brille plus de 300 jours par an dans le sud de l'Espagne, une infime partie de cette énergie naturelle et renouvelable sera désormais captée par une centrale solaire thermodynamique située près de Séville.

Mise en service la semaine dernière (jeudi 1er septembre) Helioenergy 1 a été développée conjointement par l'allemand E.ON, l'un des plus grands énergéticiens privés mondiaux et Abengoa, une société espagnole spécialisée dans les centrales solaires à concentration.

Sa soeur jumelle construite à l'identique, Helioenergy 2, devrait elle aussi être opérationnelle au plus tard cette année.

Le rôle de chaque intervenant s'avère complémentaire. D'un côté, Abengoa apporte son expertise dans la technologie solaire et l'exploitation des centrales solaires, tandis que E.ON apporte son savoir faire dans la construction de centrales électriques conventionnelles et son expérience opérationnelle.

Depuis la présentation du projet en novembre 2008, il aura donc fallu presque 3 ans pour que les 2 installations évaluées globalement à 550 millions d'euros sortent de terre.

La taille des deux centrales thermiques solaires restent assez impressionnante, car elles s'étendent sur près de 220 hectares. La zone qui correspondant ainsi à plus de 300 terrains de football est le siège de 121 000 miroirs qui concentrent la lumière solaire afin de produire de la vapeur à une température d'environ 400 degrés. La vapeur actionne ensuite deux turbines d'une puissance unitaire de 50 MW dans l'objectif de générer de l'électricité.

Cette énergie renouvelable couvrira à terme les besoins énergétiques de 52 000 ménages et empêchera l'émission dans l'atmosphère de 63.000 tonnes de CO2 chaque année.

Des chercheurs de l'Université de l'Etat du Michigan (MSU) ont élucidé le phénomène faisant que des microbes sont capables de produire de l'électricité lorsqu'ils sont utilisés pour nettoyer des zones contaminées par des déchets nucléaires et autres métaux toxiques.

"Les 'Geobacter' sont de minuscules micro-organismes qui peuvent jouer un rôle majeur dans le nettoyage des sites pollués dans le monde entier", a déclaré Gemma Reguera, microbiologiste à l'AgBioResearch MSU. "La contamination d'uranium peut arriver à n'importe quelle étape de la production du combustible nucléaire, et ce procédé pourrait empêcher sa diffusion et le risque d'exposition" .

La capacité du 'Géobacter' pour contenir l'uranium est bien documenté.

En effet, l'espèce 'Geobacter' a été découverte pour la première fois au milieu des années 1980 dans la rivière "Potomac" près de Washington, DC. Depuis lors, cette famille de microbes a été étudiée pour l'usage dans le traitement des eaux souterraines contaminées par des polluants tels que les métaux toxiques et certains éléments radioactifs.

L'équipe du MSU a identifié des nanofils (conducteurs) sur la partie extérieure, des sortes d'appendices jouant le rôle de gestionnaire de l'activité électrique lors du processus de nettoyage. "Les nanofils protègent aussi les 'Geobacters' et permettent aux bactéries de se développer dans un environnement toxique", a t-elle expliqué.

"Nos résultats identifient clairement les nanofils comme étant le principal catalyseur pour neutraliser les matières radioactives et empêcher une contamination des eaux souterraines" a ajouté le professeur Reguera. Tout en procédant à la stabilisation des rejets radioactifs, les bactéries sont également capables de produire de l'énergie 'propre' exploitable et utilisable.

Enfin, l'équipe du MSU a réussi à modifier génétiquement la souche 'Geobacter' dans le but d'accroître l'efficacité des nanofils. Ils ont déposé un brevet sur leurs recherches dans l'optique de développer une micropile à combustible biologique.

The Turanor PlanetSolar is 100 percent solar-powered and is the first such vessel to attempt a circumnavigation of the globe.

HONG KONG — Almost a year ago, the Turanor PlanetSolar, a sleek catamaran that bears a resemblance to a giant water beetle, set off from Monaco on a voyage around the globe. Later this month it will arrive in Singapore, having amassed proof that it is possible to traverse the world’s oceans on solar power alone.

The PlanetSolaris a pioneering experiment. Rather than trying to reproduce the vessel for commercial use, said Raphael Domjan, a Swiss national who set up the project in 2004, the point of the project is to prove that solar technology can do far more than it currently does.

“We want to show to the world what can be done, that modern solar technology has huge economic potential,” Mr. Domjan said recently in a telephone interview. “The idea is to provide an impulse to the industry to consider alternatives, to think about innovative ways to reduce their energy needs.”

Solar panels are, of course, widely used on yachts and powerboats to power on-board appliances, for example. But the PlanetSolar goes much further: It is 100 percent solar-powered and is the first such vessel to attempt a circumnavigation of the globe.

Mr. Domjan — a former ambulance driver, mountain guide and rescue specialist — spent years raising funds before the PlanetSolar finally became a reality last year.

Designed in New Zealand, built in Germany and flying a Swiss flag, the spaceship-like craft is 31 meters, or 102 feet, long and cost $15 million to build. Its top is covered with solar panels — about 500 square meters, or more than 5,300 square feet, of them.

Lithium-ion batteries store energy collected by the panels, allowing the vessel to sail even when there is no sun. Software specifically designed for the craft allows the team to work out the most energy-efficient route and speed, factoring in sunlight, waves and wind.

“What they are doing is brilliant — it gets people to think,” said Arthur Bowring, managing director of the Hong Kong Shipowners Association, one of the largest associations of its kind.

To be sure, for solar technology to have a major effect on marine emissions, it would need to be widely adopted by the tens of thousands of tankers, container ships and bulk carriers that ply the world’s oceans every day. These behemoths, however, are simply too large to be powered exclusively by solar power.

What is more, unlike the PlanetSolar on its current mission, they cannot simply stick to the sunnier parts of the world.

Still, the PlanetSolar’s voyage coincides with a major, and relatively recent, rethinking of the shipping industry about fuel efficiency and the environment.

Global shipping has expanded dramatically in recent decades. Ships now carry 90 percent of the world’s trade and account for about 3 percent of global carbon emissions — equivalent to those of a major national economy, according to the International Chamber of Shipping.

Moreover, the low-grade bunker fuel used on most sea journeys contains sulfur and other pollutants. So any efficiency improvements and moves toward cleaner fuel sources could have a significant bearing on global emissions. And they could be especially welcome in coastal Asian cities like Hong Kong where millions of people live close to some of the busiest ports in the world.

Tighter regulations have helped to kick the industry into action. But the main driver on the fuel front has probably been cost.

“The price of bunker fuel has tripled in the past three years,” said Luis Benito, a marine industry expert and South Korea country manager for Lloyd’s Register, which provides companies in the energy and transport sectors with advice on safety and performance. “For large container ships, fuel can make up more than 50 percent of operating costs, so the maritime industry has been looking very actively at ways to reduce consumption, especially since the global financial crisis.”

In fact, the industry is playing catch-up with the automotive and aircraft sectors, which have spent decades optimizing their efficiency.
“Car engines are far more advanced in terms of technology than ship engines,” said Robert Swan, a British polar explorer and environmental campaigner, who has been taking a solar panel-equipped yacht around the world and also testing biofuels in its engine. “They are well behind — but they are starting to get their act together.”

Much work is being done in improving the design of propellers and hulls and in research on alternative fuels like natural gas, biofuels and nuclear power. Waste-heat recovery systems (in which heat generated by the engines is channeled back into a vessel’s energy supply network, rather than being vented into the atmosphere) are becoming standard.

And some shipping companies, like Maersk Line, have embraced slower speeds as a way of reducing fuel bills and emissions.
“If we slow a ship’s speed by 20 percent, from, say, 23 knots to about 19 knots, you can save up to 40 percent of the fuel cost,” said Tim Smith, who heads Maersk Line’s North Asia operations.

True, customers may balk at longer delivery times. And retrofitting vessels with better technology is expensive. But ships that operate a range of such improvements can be 10 percent more fuel-efficient, Mr. Benito said — perhaps much more.

“People now are far more likely to look at anything — what will get economic payback over the life span of a ship, which can be 25 or 30 years,” Mr. Bowring of the Hong Kong Shipowners Association said. “The priorities have changed with the higher fuel price.”

The use of solar and wind power, through kites that could help propel ships on the open seas, is still the preserve of especially innovative shipbuilders and remains experimental at the moment, Mr. Benito said.

Mr. Domjan of PlanetSolar believes that even if big container ships never end up working entirely on solar power, the technology could be much more actively deployed as part of hybrid solutions, complementing conventional engines.

“The technology is improving very rapidly, and is getting much cheaper. Someone has to be the first to show it works — that’s what we are doing,” he said.

From Singapore, the PlanetSolar will continue its voyage, via Mumbai, Djibouti, Abu Dhabi and the Suez Canal, arriving back in Monaco next May. After that, Mr. Domjan is planning a party, a vacation — and fresh efforts to help promote solar technology.

C’est là le défi que se sont lancés des chercheurs de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) soutenus par le Fonds national suisse et l’Office fédéral de l’énergie. Leur spécialité: fabriquer des cellules photovoltaïques mille fois plus minces que les cellules classiques. Pour doper leur rendement, ils ont développé un nouveau procédé de nanostructuration.

Même si le silicium est un des éléments les plus abondants de notre planète, l’énergie nécessaire pour l’extraire du sable est énorme. C’est pour cette raison, mais aussi pour diminuer les coûts de fabrication, que le professeur Christophe Ballif et son équipe du laboratoire de photovoltaïque et couches minces électroniques de l’EPFL travaillent depuis plusieurs années sur des cellules solaire à couches minces, soit mille fois moins épaisses – et donc moins coûteuse en matière première - que les cellules classiques.

Mieux absorber la lumière

Petit détail ennuyeux toutefois: plus les cellules sont minces, moins elles absorbent les rayons du soleil et moins elles produisent d’électricité. Il faut donc trouver un moyen pour piéger la lumière et augmenter son absorption dans le silicium. Traditionnellement, on utilise des couches d’oxyde de zinc, un matériau abondant et absolument non toxique, qui pousse en forme de petits cristaux pyramidaux. Ces derniers permettent à la lumière de se diffuser beaucoup plus efficacement dans le silicium. Ces couches ont même permis d’atteindre le record du monde en efficacité de ces cellules.

Réduire les coûts

Mais le mieux n’est pas toujours l’ennemi du bien. Et les scientifiques tentent de battre ce record. «Comme il est difficile de modifier la forme pyramidale que prennent naturellement ces cristallites pour obtenir une meilleure diffusion de la lumière, explique le chercheur Corsin Battaglia, il nous est venu l’idée de contraindre ces cristaux à croître sur un autre support, un moule en inversé avec la structure souhaitée.» L’idée est aussi géniale que simple. Une fois la couche nanométrique d’oxyde de zinc apposée sur le moule, il suffit de la «démouler» - à la manière de la tarte tatin - pour obtenir une couche avec la structure désirée. Ce procédé, décrit dans l’édition de septembre du journal Nature Photonics, permet non seulement d’améliorer le piégeage des rayons lumineux et ainsi d’augmenter le rendement, mais aussi de réduire potentiellement le coût des cellules. Des arguments intéressants à l’heure où le photovoltaïque a pour ambition de produire à terme de l’électricité à un prix inférieur au prix du réseau actuel.

L'Université de Nottingham (angleterre) a retenu la technologie de McPhy Energy pour le stockage moyen terme d'hydrogène sous forme solide d'énergie renouvelable dans un micro-réseau résidentiel, dans le cadre du projet « Creative Energy Homes » (CEH).

L'hydrogène est considéré comme un excellent vecteur d'énergie. Il est traditionnellement stocké à haute pression, ce qui n'est pas sans poser des questions de sécurité.

La technologie développée par McPhy Energy permet de stocker l'hydrogène sous une forme solide, grâce à l'utilisation d'hydrures de magnésium qui sont respectueux de l'environnement, bon marché, aisément disponibles et entièrement recyclables.

Les réservoirs de stockage d'hydrogène solide de McPhy Energy sont jugés "sûrs", avec un "très haut rendement", facilement transportables et obtiennent de très bonnes cinétiques de remplissage/vidange.

L'objectif du projet CEH est de stimuler des idées de conception durable et de promouvoir de nouveaux logements innovants, économiquement viables et respectueux de l'environnement. Grâce à sa technologie, McPhy Energy estime "apporter une réponse pertinente à la demande du projet CEH en matière de stockage d'énergie, que ce soit sur le plan technique, écologique ou économique."

Dans la phase à venir du projet CEH, la solution McPhy sera utilisée pour le stockage d'excédent d'énergie solaire et/ou éolienne qui vise une autonomie d'énergie plus grande pour les maisons via un micro-réseau dédié.

Les équipements de l'université de Nottingham pour le projet « Creative Energy Homes » représentent une installation de recherche hors norme. En effet, les maisons fabriquées dans le cadre du programme intègrent une gamme de technologies bas-carbone incluant la micro génération d'origine solaire et/ou éolienne ainsi que des pompes à chaleur géothermiques. Les maisons sont exploitées individuellement, utilisant uniquement l'énergie renouvelable produite localement. Cependant, une solution de stockage, commune aux différentes maisons, pour l'énergie excédentaire est nécessaire afin de couvrir les périodes de pic, particulièrement après le coucher du soleil et pendant les périodes de vent faible.

Pour répondre à cette problématique, cette nouvelle phase du projet CEH prévoit la construction d'un micro-réseau incluant un système de gestion de l'énergie pour les différentes maisons. Il prévoit également l'intégration d'un réservoir MCP-N-4 de McPhy Energy afin de stocker le surplus d'énergie sous forme d'hydrogène solide (hydrure de magnésium) avec le maximum de performance. L'hydrogène sera ensuite utilisé, à la demande, pour alimenter des piles à combustible.

"Combiner différents systèmes de stockages d'énergie fournira un système plus robuste. Les réservoirs hydrogène solide de McPhy Energy seront principalement utilisés pour le stockage d'énergie moyen terme et les batteries pour des besoins en énergie à court terme," explique Gavin Walker, Professeur d'Énergie Durable à l'Université de Nottingham. "La meilleure façon d'utiliser l'hydrogène associé aux piles à combustible dans un micro-réseau est une question importante à laquelle il n'y a pas de véritable réponse, à ce jour."

"McPhy Energy est très heureux d'avoir été choisi pour la fourniture de stockage d'hydrogène solide pour ce projet novateur, » précise Pascal Mauberger, Président Du Directoire de McPhy Energy. "Cela marque notre première entrée sur le marché très dynamique des énergies renouvelables en Grande Bretagne. Alors que nous sommes impliqués dans de nombreux projets à l'échelle industrielle, nous croyons que le projet « Creative Energy Homes » de l'Université de Nottingham est une première mondiale en ce qui concerne l'utilisation d'hydrogène solide comme une solution de stockage moyen terme afin d'atteindre l'autonomie énergétique à l'échelle d'un micro-réseau résidentiel."

Le géant nippon de l'électronique, Panasonic, a annoncé l'inauguration d'un centre européen de développement de piles à combustible à Langen, en Allemagne.

Ce centre concentrera ses activités de recherche sur des piles à combustible résidentielles destinées au marché européen, tout en travaillant avec les grands fournisseurs d'énergie locaux.

Panasonic développe depuis 1999 des piles à combustible à micro-cogénération (production combinée de chaleur et d'électricité) destinées à un usage domestique. Lancé en collaboration avec plusieurs opérateurs gaziers dont Tokyo Gas, il y a 2 ans au Japon, l'ENE FARM a d'ailleurs été le premier système de ce type au monde.

Fort du succès enregistré par Panasonic avec ces piles à combustible sur le marché japonais, le Groupe prévoit d'étendre ses activités à l'Europe. Selon lui, "ce nouveau centre de recherche situé au sein du centre européen de R&D de Panasonic en Allemagne est appelé à jouer un rôle clé dans la réalisation de cet objectif."

La chaleur produite par le système de micro-cogénération sert au chauffage des habitations et de l'eau. Ainsi, au Japon, un logement alimenté par une pile à combustible ENE FARM peut réduire ses émissions de CO2 de près d'une tonne et demie par an, par rapport à un autre alimenté en électricité à partir d'une centrale thermique et chauffé au gaz.

« Notre objectif global est de devenir la première société d'éco-innovation dans le secteur de l'électronique grand public à l'horizon 2018 », commente Laurent Abadie, PDG de Panasonic Europe. « Avec l'ouverture de notre centre de R&D consacré à la promotion de la technologie de pile à combustible en Europe, nous avons accompli un nouveau pas en direction de cet objectif de 2018 et assurons ainsi à nos clients l'accès à des technologies écologiques dans le monde entier, tout en développant le chiffre d'affaires et les activités de Panasonic en matière d'éco-énergie. »

Les piles à combustible "ENE FARM" produisent de l'électricité grâce à une réaction chimique entre l'oxygène issu de l'atmosphère et l'hydrogène extrait du gaz de ville. La chaleur générée comme sous-produit de ce processus est utilisée pour le chauffage domestique et l'eau chaude. L'électricité est générée et utilisée au même endroit, il n'y a aucune perte d'énergie dans la diffusion. "Toute la chaleur produite au cours de la production de l'électricité peut être utilisée sans gaspillage" affirme Panasonic.

Par rapport aux méthodes classiques de production de l'énergie les piles à combustible permettent de réduire la consommation d'énergie de près de 35 % et les émissions de CO2 de près de 48 %. Les utilisateurs peuvent de fait réduire leur facture annuelle d'environ 440 à 530 euros et les émissions de CO2 d'environ 1,5 tonnes par an. Toujours d'après Panasonic, "ENE FARM" offre une LHV (Lower Heating Value ou Pouvoir calorifique inférieur) de 40 %.

Il apparaît que les dernières évolutions apportées au système (puissance de production d'électricité, introduction de nouvelles technologies, de nouveaux composants) permettent de réduire la taille des piles de 30 à 40 % comparé aux anciens modèles. De plus, la configuration du système à « piles à combustible » a été simplifiée, avec une réduction de 30 % du nombre de composants et de 20 % du poids. Ces améliorations ont permis à Tokyo Gaz et Panasonic de réduire considérablement le prix du nouveau système qui est de 24 300 euros TTC (hors frais d'installation) soit une économie de 6 150 euros par rapport aux modèles précédents.

Depuis le premier lancement des produits "ENE FARM" en mai 2009 et jusqu'à janvier 2011, Panasonic affirme avoir commercialisé environ 5 000 unités au Japon, dont environ 4 000 ont été vendues par Tokyo Gaz. L'objectif de Panasonic est de vendre "6 000 unités par an d'ici 2012". Tokyo Gaz envisage de vendre "5000 unités en 2012, doublant sont objectif de 2500 pour 2011".

9 sept.-11 Hydrogen powered prototype vessel for inland waterways - A high-tech propulsion system for the next 100 years

One of the most efficient means of transporting freight is by ship. However, many of the ships sailing today are powered by ageing diesel motors fitted with neither exhaust cleaning equipment nor or modern control systems. Three years ago the University of Birmingham initiated an ambitious trial, converting an old canal barge to use hydrogen fuel. The old diesel motor, drive system and fuel tank were removed and replaced with a high efficiency electric motor, a battery pack for short-term energy supply and a fuel cell with a hydrogen storage system to charge the batteries. In September 2007 the converted boat, the "Ross Barlow", was launched on its maiden voyage on Britain's 3500 km long canal system. Last year the barge made its longest voyage to date, of four days duration and 105 km length, negotiating no less than 58 locks. A good opportunity to look back and take stock.

Mass-produced drive system meets tailor-made storage technology

The first task to be done in converting the 18 m long steel-hulled barge was to calculate the power requirements. Based on experience with other battery driven canal boats it was decided to use a 10 kW permanent magnet motor. To provide energy for longer trips a commercial fuel cell delivering 1 kW of power was chosen. This system was originally designed as an uninterruptible power supply (UPS) for use in the telephone industry. The capacity of the fuel cell was, however insufficient to power the boat directly, so the “Ross Barlow” was also fitted with a 47 kWh buffer battery. Lead acid batteries were used for this purpose since they are low maintenance, low-priced and easy to charge. The weight of the battery pack is of no consequence when used in an inland waterways vessel.

The hydrogen supply for the fuel cell was provided by hydride storage system developed by Empa and partly financed by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE). This device can store hydrogen with an energy content of 50 kWh, which is equivalent to 20 pressurized gas cylinders each of 10 Liter capacity. The storage material consists of an alloy of titanium, zirconium, manganese, vanadium and iron in powder form which is packed into sealed steel tubes. The powder absorbs hydrogen, thus acting as a storage medium, only releasing it when heated. Since when "filling up" with hydrogen the metal powder generates heat which must be removed, each storage module is located in a water tank which can be warmed or cooled as necessary, In addition the ship is fitted with a solar panel which can supply up to 320 W of electric power.

Charging and discharging cycles – for the next 100 years !

The journey through canals and locks makes widely varying demands on the barge’s electrical supply. To save wear and tear on the fuel cell, the motor draws its current from the lead acid batteries during routine sailing. A typical journey takes 4 to 6 hours during which time the canal boat uses 12 to 18 kWh of power. In continuous operation the fuel cell delivers 24 kWh of energy per day. This also powers the electronic monitoring system, leaving about 19 kWh with which to charge the buffer battery pack – enough energy for a daily journey lasting six hours.

The reliability and operational lifetime of the metal hydride storage system was tested in the laboratory during its development. In practical terms this means that when used to power the "Ross Barlow", if the ship is assumed to travel 650 km per year through the British canal system, it would need refueling once a month with hydrogen. In this case the hydrogen storage system would have an operating lifetime in excess of 100 years, and would therefore comfortably outlast the useful lifetime of the barge itself.

The results of the test voyage

During the 105 km, four-day summer test journey a total of 106 kWh of electric energy was consumed on the "Ross Barlow", including lighting and recharging the crew’s mobile telephones and laptop computers.

The batteries supplied 71 per cent of this energy, the hydrogen fuel cell 25 per cent and the solar panel 4 per cent. There was unanimous praise from the crew for the practically silent way the boat sailed. Also notable was that when waiting in a lock the “Ross Barlow” was not engulfed by its own diesel fumes. The boat which accompanied it (which was about the same size) used some 50 L of diesel, resulting in a CO₂emission of approximately 133 kg. The “Ross Barlow” on the other hand produced no CO₂ during its voyage, assuming that the hydrogen it used was derived from renewable sources and delivered free of emissions to the refueling point on the bank of the canal.

http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/111182/---/l=2/changeLang=true/lartid=111182/orga=/type=/theme=/bestellbar=/new_abt=/uacc=

USC chemists develop way to safely store, extract hydrogen

A team of USC scientists has developed a robust, efficient method of using hydrogen as a fuel source.

Hydrogen makes a great fuel because of it can easily be converted to electricity in a fuel cell and because it is carbon free. The downside of hydrogen is that, because it is a gas, it can only be stored in high pressure or cryogenic tanks.

In a vehicle with a tank full of hydrogen, "if you got into a wreck, you'd have a problem," said Travis Williams, assistant professor of chemistry at the USC Dornsife College.

A possible solution is to store hydrogen in a safe chemical form. Earlier this year, Williams and his team figured out a way to release hydrogen from an innocuous chemical material — a nitrogen-boron complex, ammonia borane — that can be stored as a stable solid.

Now the team has developed a catalyst system that releases enough hydrogen from its storage in ammonia borane to make it usable as a fuel source. Moreover, the system is air-stable and re-usable, unlike other systems for hydrogen storage on boron and metal hydrides.

The research was published this month in the Journal of the American Chemical Society.

"Ours is the first game in town for reusable, air stabile ammonia borane dehydrogenation," Williams said, adding that the USC Stevens Institute is in the process of patenting the system.

The system is sufficiently lightweight and efficient to have potential fuel applications ranging from motor-driven cycles to small aircraft, he said.

The research was funded by the Hydrocarbon Research Foundation and the National Science Foundation.

Aujourd'hui (31/8), la première des quatre turbines hydroliennes de grande taille doit être mise à l'eau au large de Paimpol-Bréhat (Côtes d'Armor) sur les côtes bretonnes, afin de transformer l'énergie des courants marins en électricité.

Une première phase est destinée à tester une machine en conditions réelles. Il faut savoir que la turbine d'une puissance de 500 kW mesure 16 mètres de diamètre, et l'ensemble atteint environ 700 tonnes !

Après l'installation de cette première hydrolienne sur le site de la Horaine, elle sera testée quelques mois sans raccordement au réseau. Ensuite, la turbine sera sortie de l'eau et stockée sur sa barge d'installation, le temps de réaliser des modifications, voire de la maintenance, et dans l'attente de la seconde phase.

L'objet est de vérifier les choix techniques et éventuellement d'améliorer les performances et les conditions d'installation pour limiter ainsi les risques industriels et environnementaux lors de la mise en place du parc de 4 machines. Les résultats obtenus permettront de valider en particulier les éléments suivants : conception / fabrication / installation / maintenance / impact environnemental.

Un câble sous-marin de raccordement à la terre (15 km) au droit de l’anse de Launay est également prévu. La mise en service industrielle du parc démonstrateur devrait intervenir en fin d'été 2012.

La société OpenHydro est le concepteur des hydroliennes tandis que le constructeur naval français (DCNS) est chargé du montage des premiers équipements sur son site de Brest. Ainsi, l'investissement total a été estimé à 40 millions d'euros, pour une puissance cumulée de 2 mégawatts (MW).

DCNS s'est lancé, voici quelques années, dans un nouveau champ d'innovation et de développement : les énergies marines. D'après le spécialiste français naval de défense, elles représentent "un gisement potentiel d'autant plus intéressant que, sur les 15% d'habitants de la planète qui seront encore privés d'électricité en 2030, 80% vivent dans les zones côtières."

Fin janvier 2011, DCNS a pris une participation dans sa société irlandaise OpenHydro à hauteur de 8%, soit une valeur de 14 millions d'euros.

Dans l'hexagone, 2 sites sont particulièrement adaptés à la récupération de cette énergie marine : le Raz Blanchard sur le littoral du Cotentin (Manche) et le Fromveur, situé à la pointe la plus occidentale de la Bretagne, entre l'archipel de Molène et l'île d'Ouessant.

DCNS a d'ailleurs lancé en 2010 une étude de faisabilité d'une ferme de 20 MW d'hydroliennes au Raz Blanchard, dans la Manche. L'installation des premières machines pourrait se faire à partir de 2014/2015.

Le saviez vous ?

Les hydroliennes utilisent la force et la vitesse des courants marins, pour se mettre en mouvement. Ces courants marins, liés aux marées, ont pour caractéristiques d'être prévisibles, et particulièrement forts. De surcroît, la densité de l'eau, 1000 fois plus importante que celle de l'air, permet à une hydrolienne d'être plus compacte qu'une éolienne pour la même production d'électricité. Aujourd’hui, les technologies d'hydroliennes existantes sont diverses mais la plupart d'entre elles sont entièrement immergées, ce qui minimise les conflits avec les autres usagers de la mer, tels que les pêcheurs ou la marine marchande. (src : DCNS)

La société écossaise Resomation a installé sa première unité d'hydrolyse alkaline dans un funérarium de St. Petersburg, dans l'Etat américain de Floride. La machine devrait entrer en fonction dans les semaines à venir, a rapporté mardi la BBC.

Le procédé chimique proposé par Resomation, qui l'a développé depuis 2007, est présenté comme une alternative verte à la crémation des dépouilles humaines. Il utilise en comparaison un septième de la quantité d'énergie nécessaire à l'incinération et produit environ un tiers de gaz à effet de serre en moins, selon son créateur, le biochimiste Sandy Sullivan, qui précise que le coût de sa technique peut aussi rivaliser avec celui de la crémation.

Le système consiste à plonger et dissoudre le cadavre dans une solution d'eau et d'hydroxyde de potassium chauffée à 160 ou 180 degrés Celsius pendant deux heures et demie à trois heures. Le corps est dégradé en substances solubles dans l'eau, les éventuelles parties métalliques telles que les prothèses sont récupérées. Le squelette est quant à lui réduit à une poignée de poudre d'os collectée dans une urne remise aux proches du défunt.

"Il y a 130 ans, la crémation a offert un changement fondamental dans la façon dont nous abordons ces dispositions et son acceptation ne s'est pas faite du jour au lendemain", explique M. Sullivan dans un texte de présentation de sa société. Un travail similaire pour adapter la législation et informer le public sera nécessaire pour "son" procédé, déjà mis en oeuvre par le passé pour les cadavres d'animaux et les cadavres humains utilisés dans le contexte de la recherche et de l'enseignement.

L'installation au funérarium Anderson-McQueen a été faite après l'approbation de la technologie par l'Etat de Floride. Six autres Etats américains ont légalisé le procédé, d'autres étudient actuellement la possibilité de le faire. Des entrepreneurs de pompes funèbres flamands se sont intéressés à la résomation l'an dernier, mais la possibilité d'autoriser la technique n'a pas encore été tranchée, la loi belge n'autorise pas encore de telles pratiques. Aucune demande des entrepreneurs wallons n'a été introduite jusqu'ici. (7sur7)

Haiyu Ren completed her PhD in agricultural and biological engineering in 2006, just as biofuels research was heating up. Oil prices were spiking, and governments and investors worldwide were beginning to look at biofuel options beyond soya biodiesel and ethanol made from maize (corn). Money began to flow to research into fuels made from woodchips, algae and wheat straw.

Ren got only one job interview — with Novozymes, an enzymes company based in Bagsvaerd, Denmark. She was part of a surge of researchers newly enthusiastic about alternatives to petroleum, all competing for the job — but she got it.

Three years later, Ren was working in Beijing, leading a lab of 16 scientists — biochemists, molecular biologists and chemical engineers — collaborating with several Chinese companies on two pilot-scale facilities that used Novozymes enzymes to help process corn stalks. One facility turned the stalks into ethanol, and another turned them into ethylene glycol, a building block of plastic.

But last year, her career took a turn. Ren left research and development to try her hand at the business side of the industry, with the aim of working on international partnerships. She is now based in the Novozymes business-development office in Bagsvaerd, and later this year will begin earning a master's degree in business administration, courtesy of the company.

Ren's changing career parallels the evolution of an international field. Growing options stem, in part, from an expansion of research aims: many companies that once focused exclusively on turning biomass into fuel are, like Novozymes, now exploring how to turn plant-derived substances such as starch, sugar or cellulose into higher-value chemicals from which paints, plastics and other industrial products can be made. “The number of jobs has increased significantly since 2006, and there is more variety,” says Tom Richard, director of the Penn State Institutes of Energy and the Environment in University Park, Pennsylvania.

Still, the fields of advanced biofuels and biochemicals are young, so uncertainty remains about long-term funding and investment. Hundreds of millions of dollars in government and private financing have been pumped into the industry, but no commercial-scale facility to turn biomass into fuel has yet launched successfully, owing to cooling investor interest, technology lagging behind initial promises, or both. But the field's immaturity also means that there is still a need for highly trained scientists who can make the technology work. For researchers flexible enough to weather uncertainty, biofuels offer an opportunity to help mould an emerging industry.

Breaking through

Research in advanced biofuels focuses on reducing the cost of squeezing fuel out of biomass, aiming to make it competitive with the fluctuating price of oil. To achieve that goal, scientists must find efficient, elegant ways to extract molecules such as glucose — a crucial chemical from which ethanol and other products are made — from lignocellulose, the hard woody part of plants. Companies such as Novozymes use proprietary enzymes to help chew up the lignocellulose after a 'pretreatment' step, which often involves steam or acid. Other firms gasify the lignocellulose to break it apart, or use engineered, heat-loving bacteria to help with the task. Hundreds of small companies are working on converting all kinds of substances, from municipal waste to algae, into a range of products, including but not limited to ethanol, the industrial chemical polylactic acid, and 'drop-in' fuels such as butanol, that are close substitutes for petroleum, diesel or jet fuel.

Haiyu Ren: "We are motivated by this big vision to get renewable energy on board. I dream about my work."

After a serious lull during the recession, companies big and small have begun to advertise job openings. They are seeking yeast geneticists, enzyme biochemists, polymer chemists, fermentation scientists, agronomists and chemical engineers, among others. The field's technological challenges have created demand for researchers at all levels — from basic scientists who can engineer microbes and algae to produce fuel to chemical engineers and fermentation experts, whose expertise is needed in scaling up pilot facilities. The near-term demand is highest for researchers in biochemical engineering, biochemistry, microbiology, metabolic engineering and plant biology, says Bruce Dale, a chemical engineer at Michigan State University in East Lansing who has mentored students for more than 30 years.

Employers look for people with broad experience, says Dale, and many of the jobs use interchangeable skills. “This field rewards people who can work collaboratively across disciplines,” he says. Dale advises chemical engineers to get training in microbiology or molecular biology, and biochemists to take an engineering class or two. Richard recommends that students undertake coursework in fuel chemistry, combustion science, emissions regulations and analysis of greenhouse-gas emissions. He also advises those interested in advanced biochemicals to take courses in organic chemistry (including green, or environmental, chemistry), materials science and engineering (especially polymer science), and product design.

Ren's education prepared her to work on all aspects of pilot-plant design: optimization of enzyme use, management of waste water and others. Her classes at university ranged from carbohydrate chemistry to one examining the machinery used in crop harvesting, and set her up for work with both biofuels and biochemicals. “I am not an expert in all these areas,” she says. “But the education enabled me to apply the right method to solve the challenges step by step, or to find the right person to consult with.”

More jobs are emerging for people with these skill sets, not only in corporate research labs, but also in manufacturing, supply-chain logistics, finance and marketing. “As this industry moves out of the laboratory and into the factories,” says Richard, “this diversity and flexibility to absorb allied career tracks can only increase.” Recent graduates mentored by Dale and Richard have gone on to work in research positions at DuPont — the chemicals giant based in Wilmington, Delaware — and Novozymes; others are doing postdoctoral work in academic labs, and one became an analyst at the US Energy Information Administration in Washington DC. In the future, opportunities will also emerge for experts in sustainable agriculture and crop-yield optimization, so graduates with degrees in plant physiology, forestry or agricultural engineering will become more sought after, says Dale.

Biofuels companies will take on researchers with basic experience in microbiology or yeast genetics, but it helps if applicants are educated at an institution with a reputation for putting a large number of scientists into the field. In Europe, that means programmes such as that at BE-Basic, a consortium of universities, research institutions and industry based at Delft University of Technology in the Netherlands. Brazil is a leading global manufacturer of sugar-cane ethanol, and trains experts at the Brazilian Bioethanol Science and Technology Laboratory in Campinas, among other institutions. In the United States, graduates with prospects are emerging from the Energy Biosciences Research Institute (EBI) at the University of California, Berkeley, which was launched with a $500-million ten-year grant from the oil giant BP in 2007. Other up-and-coming institutions include the Great Lakes Bioenergy Research Center, a joint venture between Michigan State University, the University of Wisconsin–Madison and others. The centre is one of three established by the US Department of Energy in 2007.

The key to navigating the field, says Ren, is to shift goals to fit new opportunities that might come up — such as her move into business development.

Planning for the future

The future of the biofuels job market will depend on oil prices and how government policies evolve. “There is a lot of market uncertainty,” says James McMillan, a biochemical engineer at the National Renewable Energy Laboratory (NREL) in Golden, Colorado.

Some government initiatives are sending positive signals. In January, for instance, the US Department of Agriculture announced new loan guarantees for commercial-scale plants — dependent on the recipients meeting pre-specified targets. Beneficiaries included Coskata, a start-up based in Warrenville, Illinois, which received $250 million to build a refinery that will make 200 million litres of ethanol a year out of wood chips; and Enerkem of Montreal, Canada, which got $80 million for a plant to make 38 million litres of ethanol a year out of municipal solid waste. The US military has ambitious targets for how much alternative fuel it will use in the future, and is a driving force behind research into algae-derived biofuels — an endeavour that has spawned dozens of companies. And in March, the Brazilian government announced US$600 million in loan guarantees and other funding for developers of biofuel technologies.

All this government support is creating new jobs. For example, Enerkem is currently hiring mechanical, environmental and electrical engineers, analytical chemists and a business-development director.

But government backing is not assured for the future. McMillan says that researchers at NREL wonder whether the US Congress will cut programme budgets in the next few years. And policies do not ensure a stable market price for the fuel that will emerge from the nascent industrial-scale facilities, says Jeff Passmore, a consultant and past chair of the Canadian Renewable Fuels Association in Ottawa.

Still, investors have been steadily financing smaller-scale efforts, creating jobs in research and development. Venture capital and private equity investment in advanced biofuels worldwide hit $525 million in 2010, according to Caroline Taylor, a bioenergy analyst at the EBI. That is up from $410 million during the recession in 2009. (Total investment spiked at $900 million in 2008, up from $300 million in 2007.) These numbers do not include the hundreds of millions of dollars spent each year by large companies such as DuPont, ExxonMobil and the Brazilian energy giant Petrobras.

New directions

Emerging business models could buffer biofuels companies financially, helping to lure investors and foster job opportunities. Last December, the trade journal Biofuels Digest ranked the leading bioenergy companies for 2010–11, and reported that 11 of the top 25 also had plans in place to produce high-value industrial chemicals. At the top of the list was Amyris of Emeryville, California, which opened its first industrial-scale facility in April, in Piracicaba, Brazil. The plant will turn sugar-cane syrup into farnesene, an industrial chemical that can be used to make cosmetics, perfumes and industrial lubricants. Farnesene is currently derived mainly from petroleum, and sells for around $265 per litre, according to a spokeswoman from Amyris, or seven times that for small quantities. The company is now hiring dozens of people, from computational scientists to fermentation specialists.

The ultimate vision for some of these companies is to build a 'biorefinery' to produce a range of products, from fuel to high-value, small-volume chemicals. Even if the technology does mature to the point at which such facilities can be built routinely, opportunities for scientists will continue to emerge, assuming that companies in the area maintain research and development units in the same way that the petroleum industry continues to innovate today, says McMillan.

Experts advise researchers entering the field to do their homework — many companies over-hype their technology or suffer from poor management, warns McMillan. Applicants who can network with established researchers in the field, and understand the science outside their own immediate areas of training, will be well placed to assess opportunities in a rapidly changing field. “If we are going to build up this industry, we are going to have to move a phenomenal amount of biomass around,” says Dale. “In ten years, this field is going to look a lot different.”

A desire to make a difference may be the defining feature of biofuels researchers as the field evolves. Many practitioners believe that they can help to wean the world off oil, and aid the environment and society in the process. “We are motivated by this big vision to get renewable energy on board,” says Ren. “I dream about my work at night.”

Over the past few years, in conditions of strict secrecy, a multinational team of scientists has been making a mighty effort to change the light bulb. The prototype they’ve developed is four inches tall, with a familiar tapered shape, and unlighted, it resembles a neon yellow mushroom.

Screw it in and switch it on, though, and it blazes with a voluptuous radiance. It represents what people within the lighting industry often call their holy grail, an invention that reproduces the soft luminance of the incandescent bulb — Thomas Edison’s century-old technology — but conforms to much higher standards of energy efficiency and durability. The prototype is supposed to last for more than 22 years, maybe as long as you own your house, so you won’t need to stock up at the supermarket. And that’s fortunate, because one day very soon, traditional incandescent bulbs won’t be available in stores anymore. They’re about to be effectively outlawed.

XYLOWATT, un acteur belge spécialiste des énergies renouvelables annonce avoir expédié sa toute première centrale de gazéification en France.

C'est par camion que s'est effectué le 3 mai dernier, le transport exceptionnel au départ de l'usine de Marchienne-au-Pont (Charleroi), à destination de Saint-Denis (Paris).

Le réacteur de gazéification a été installé par l'équipe de XYLOWATT au Centre de recherche et Innovation Gaz et Energies Nouvelles de GDF Suez. Il participera ainsi à une série de tests sur une cellule de combustion semi-industrielle (représentative d'un four verrier) avant d'être mis en service sur le site de production de verre creux de Saint-Gobain Emballage à Oiry (Epernay), où sont fabriquées les bouteilles de champagne.

Pour ce faire, XYLOWATT a adapté son réacteur NOTAR® dans l'objectif de répondre au mieux aux spécifications requises par l'application aux fours verriers. Au sein de celles-ci, le bois est transformé en gaz qui est brûlé dans des groupes de cogénération produisant électricité et chaleur.

Projet BioViVE** : la vigne, productrice d'énergie !

Le projet BioViVe (Biomasse Viticole pour la fusion du Verre) est un projet de Recherche et Développement dont l'objectif est l'utilisation directe, dans un four verrier, d'un gaz de synthèse obtenu par gazéification des sous-produits ligneux issus de la taille et de l'arrachage de la vigne. Ce gaz de synthèse viendra en substitution des énergies fossiles actuellement utilisées.

Le vignoble champenois dispose de ressources de biomasse non encore valorisées comme les bois de taille brûlés sur parcelle ou les ceps arrachés. A partir de la technologie existante de gazéification de bois d'exploitations forestières, le projet BioViVe consiste en l'adaptation du procédé de gazéification aux caractéristiques des bois de vignes et l'optimisation du gaz de synthèse obtenu pour une utilisation dans un four verrier. Ainsi, la vigne, qui produit le vin de Champagne, servira également à produire une partie de l'énergie nécessaire à la fabrication des bouteilles dans lesquelles il sera commercialisé.

Parallèlement aux recherches sur le gaz de synthèse, les partenaires souhaitent créer une filière de collecte de la biomasse, pérenne et locale, mobilisant les vignerons de Champagne.

A l'issue de ce projet de Recherche et Développement, les partenaires BioViVe espèrent avoir testé un taux de substitution d'environ 7 % du combustible alimentant le four verrier de Oiry en Champagne et avoir acquis les connaissances nécessaires pour envisager le développement de la filière pour des taux de substitution allant jusqu'à 50 %.

En cas de succès, le projet BioViVe permettra d'économiser dans sa phase industrielle 10 000 tonnes de CO2 par an, soit l'équivalent des émissions d'environ 5 000 véhicules.

Le projet BioViVe représente un investissement global de 4,8 millions d'euros. Il bénéficie du soutien de l'Agence Nationale de la Recherche française et a été labellisé par les pôles de compétitivité IAR (Champagne Ardennes - Picardie) et DERBI (Languedoc Roussillon).

Dans la zone de pyrolyse : la biomasse fraiche est décomposée sous l’action de la chaleur en charbon de bois (carbone fixe – C) et en gaz de pyrolyse (un mélange de CO, H² et chaines hydrocarbonées - CnHm) à une température variant entre 200 et 700°C.

Dans la zone de combustion : suite à un apport d’air contrôlé, les gaz de pyrolyse sont oxydés à très haute température (1 200°C) afin de cracker les composés hydrocarbonés issus de la pyrolyse. Outre la décomposition des produits de pyrolyse, l’oxygène permet de produire du CO² et H²O.

Dans la zone de réduction : le charbon de bois activé est réduit par le CO² et H²O et produit le syngas, principalement composé de H² et CO.

La conception multi-étagée permet d’avoir une combustion en phase gazeuse (mélange air-gaz de pyrolyse dans le foyer avec absence de particules solides de charbon de bois), détruisant ainsi la quasi-totalité des goudrons (99.95%) et évitant la formation de mâchefer.

L’énergie nécessaire aux réactions ne nécessite pas d’apport extérieur ; elle est fournie par les autres processus thermochimiques se déroulant dans le même volume.

** Saint-Gobain Emballage qui commercialise ses produits sous la marque Verallia, GDF Suez, XYLOWATT, le CIRAD et le CIVC se sont associés dans le cadre du projet BIoVive pour accélérer la substitution de l'énergie fossile par de l'énergie renouvelable d'origine viticole.

Selon l'étude Modecom 2008 de l'ADEME, un bébé aurait besoin de 6 000 couches sur ses 2 premières années en moyenne, soit chaque année en France, 1 million de tonnes de couches culottes jetées, or ces déchets ne sont pas absolument recyclés!

Avec les lingettes et autres mouchoirs en papier, les couches font partie de la catégorie de déchets appelée «textiles sanitaires» dont la part ne cesse d’augmenter dans les poubelles.

Aujourd'hui, ces textiles sanitaires représentent 34 kilos jetés par habitant chaque année, soit 9% des déchets ménagers.
Faisant suite aux engagements du Grenelle de l'Environnement concernant l'émergence d'un marché de recyclage des couches usagées, Suez Environnement en association avec la Direction des Grands Projets de sa filiale SITA, a engagé un programme de recherche visant à évaluer le potentiel de valorisation des couches. Ce programme de 340 000 euros a ainsi reçu le financement de l'ADEME à hauteur de 40% dans le cadre de l'appel à projets éco-industries organisé en 2009.

A travers ce programme de recherche baptisé « Happy Nappy », le Groupe a développé un pilote capable de recycler les couches.

C'est au CIRSEE, Centre de Recherche et Développement de Suez Environnement, qu'est menée la phase de recherche à l'échelle laboratoire permettant de confirmer les hypothèses sur la faisabilité industrielle du procédé, ses bénéfices sur l'environnement et sa validité technique et économique.

Le programme de recherche consiste dans un premier temps, à tester un pilote qui sépare et isole les différents composants de la couche et dans un second temps, d'évaluer le potentiel de valorisation énergétique et matière des éléments qui composent les couches.

La première phase du pilote est basée sur le broyage des couches usagées afin d'isoler les différentes matières qui la composent : les plastiques 10 à 20%, les polymères Super Absorbants (SAP) 5 à 10%, les fibres 10 à 20% et les déchets organiques (matières fécales et urines) 50 à 70%. Ce n'est qu'une fois séparées et isolées que ces différentes matières pourront être recyclées

L'hypothèse de recyclage des couches repose sur une triple valorisation :

- Production d'énergie, grâce au biogaz issu des déchets organiques
- Production de matières recyclées à travers le recyclage des plastiques
- Production de compost à partir des restes des déchets organiques

Le principe de valorisation des couches est basé sur la co-digestion, c'est à dire le mélange et la fermentation accélérée des déchets organiques des couches usagées avec les boues issues des eaux usées des stations d'épuration de Lyonnaise des Eaux. C'est la co-digestion qui fournira le biogaz.

Les équipes du CIRSEE et ses partenaires - INRA Narbonne, APESA2 - experts en méthanisation ont validé le process de séparation des couches, la qualité des matières produites et celle du biogaz. Aujourd’hui, l'ENSAT3 spécialisé dans la valorisation biologique, travaille à la conformité réglementaire du compost.

« La création et les résultats positifs de ce pilote illustrent parfaitement les synergies qu'offrent les métiers des déchets et de l'eau. Et c'est la mise en commun de nos technologies et de nos installations qui permet d'envisager la création d'une nouvelle filière de valorisation ! » se réjouit Jean-Louis Chaussade, Directeur Général de Suez Environnement.

Combining electrochemistry and photovoltaics to clean up oxidation reactions

The idea is simple, says Kevin Moeller, PhD, and yet it has huge implications. All we are recommending is using photovoltaic cells (clean energy) to power electrochemical reactions (clean chemistry). Moeller is the first to admit this isn’t new science.

“But we hope to change the way people do this kind of chemistry by making a connection for them between two existing technologies,” he says.

To underscore the simplicity of the idea, Moeller and his co-authors used a $6 solar cell sold on the Internet and intended to power toy cars to run reactions described in an article published in Green Chemistry.

If their suggestion were widely adopted by the chemical industry, it would eliminate the toxic byproducts currently produced by a class of reactions commonly used in chemical synthesis — and with them the environmental and economic damage they cause.

The trouble with oxidation reactions
Moeller, a professor of chemistry in Arts & Sciences at Washington University in St. Louis, is an organic chemist who makes and manipulates molecules made mainly of carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen.

One important tool for synthesizing organic molecules — an enormous category that includes everything from anesthetics to yarn — is the oxidation reaction.

“They are the one tool we have that allows us to increase the functionality of a molecule, to add more 'handles' to it by which it can be manipulated,” says Moeller.

“Molecules interact with each other through combinations of atoms known as functional groups,” he explains. “Ketones, alcohols or amines are all functional groups. The more functional groups you have on a molecule, the more you can control how the molecule interacts with others.

“Oxidation reactions attach functional groups to a molecule,” he continues. “If I have a hydrocarbon that consists of nothing but carbon and hydrogen atoms bonded together, and I want to convert it to an alcohol, a ketone or an amine, I have to oxidize it.”

In an oxidation reaction, an electron is removed from a molecule. But that electron has to go somewhere, so every oxidation reaction is paired with a reduction reaction, where an electron is added to a second molecule.

The problem, says Moeller, is “that second molecule is a waste product; it’s not something you want.”

One example, he says, is an industrial alcohol oxidation that uses the oxidant chromium to convert an alcohol into a ketone. In the process, the chromium, originally chromium VI, picks up electrons and becomes chromium IV. Chromium IV is the waste product of the oxidation reaction.

In this case, there is a partial solution. Sodium periodate is used to recycle the highly toxic chromium IV. A salt, the sodium periodate dissociates in solution and the periodate ion (an iodine atom with attached oxygens) interacts with the chromium, restoring it to its original oxidation state.

The catch is that restoring the chromium destroys the periodate. In addition, the process is inefficient; three equivalents of periodate is consumed for every equivalent of desired product produced.

Seeking cleaner byproducts
“All chemical oxidations have a byproduct," says Moeller, "so the question is not whether there will be a byproduct but what that byproduct will be. People have started thinking about how they might run oxidations where the reduced byproduct is something benign.”

“If you use oxygen to do the oxidation, the byproduct is water, and that is a gentle process,” he says.

But there is a catch. Like all other molecules, oxygen has a set oxidation potential, or willingness to accept electrons. “So whatever I want to oxidize in solution has to have an oxidation potential that matches oxygen’s. If it doesn't, I might have to change my whole reaction around to make sure I can use oxygen. And when I change the whole reaction around, maybe it doesn’t run as well as it used to. So I’m limited in what I can do,” Moeller says.

There’s another way to do it. “Electrochemistry can oxidize molecules with any oxidation potential, because the electrode voltage can be tuned or adjusted, or I can run the reaction in such a way that it adjusts itself. So I have tremendous versatility for doing things,” says Moeller.

Moreover, the byproduct of electrochemical oxidation is hydrogen gas, so this too is a clean process.

But again there is a catch. Electrochemistry can be only as green as the source of the electricity. If the oxidation reaction is running clean, but the electricity comes from a coal-fired plant, the problem has not been avoided, just displaced.

The answer is to use the cleanest possible energy, solar energy captured by photovoltaic cells, to run electrochemical reactions.

“That’s what the Green Chemistry article is about,” says Moeller. “It’s a proof-of-principle paper that says it’s easy to make this work, and it works just like reactions that don't use photovoltaics, so the chemical reaction doesn’t have to be changed around.”

The next step
The Green Chemistry article demonstrated the method by directly oxidizing molecules at the electrode. No chemical reagent was used. Since writing the article, Moeller’s group has been studying how solar-powered electrochemistry might be used to recycle chemical oxidants in a clean way.

Why would manufacturers choose to use a chemical oxidant, if the voltage of the electrode can be matched to the oxidation potential of the molecule that must be oxidized?

“An electrode selects purely on oxidation potential,” Moeller explains. “A chemical reagent does not. The binding properties of the chemical reagent might differ from one part of the molecule to another. And there’s also something called steric hindrance, which means that one part of the molecule might physically block access to an oxidation site, forcing substrates to other sites on the reagent.

“The chemistry community has learned how to use chemical reagents to make reactions selective,” he says. “The reagents are usually expensive and toxic, so they are recycled,” he says. “We are working on cleaning up reagent recycling.”

In the chromium oxidation described above, for example, chromium IV could be recycled electrochemically instead of through a reaction with periodate. Instead of periodate waste[consistent with description above where periodate consumed?], the reaction would produce hydrogen gas as the byproduct.

“Another example is an industrial process for carrying out alcohol oxidations that convert the alcohol group to a carbonyl group,” says Moeller. This process uses TEMPO, a complex chemical reagent discovered in 1960. TEMPO is expensive so it is recycled by the addition of bleach. This regenerates the TEMPO but produces sodium chloride as a byproduct.”

In small quantities, sodium chloride is table salt, but in industrial quantities it is a waste product whose disposal is costly. Once again, the TEMPO can be recycled using electrochemistry, a process that produces hydrogen as the only byproduct.

“We can’t make all of chemical synthesis cleaner by hitching solar power to electrochemistry,” Moeller says, “but we can fix the oxidation reactions that people use. And maybe that will inspire someone else to come up with simple and innovative solutions to other types of reactions they’re interested in.”

14 juin.-11 Panasonic envisage le développement d'une ville intelligente et écologique

Panasonic a annoncé le 26 mai son projet intitulé "Fujisawa Sustainable Smart Town" (ville intelligente et durable de Fujisawa). Ce projet consiste en l'élaboration d'une ville constituée d'environ 1.000 foyers qui, grâce à l'utilisation massive de panneaux photovoltaïques et de batteries de stockage d'électricité, réduirait de 70% la quantité de dioxyde de carbone rejetée. L'entreprise compte investir 60 milliards de yens (511 millions d'euros) pour développer une zone de 190.000 mètres carrés situés à Fujisawa (préfecture de Kanagawa) qui fut auparavant le terrain d'une usine de Panasonic.

Ainsi, 1000 maisons devraient sortir de terre, toutes incorporant dès le départ des panneaux solaires et des batteries. La construction devrait débuter lors de l'année fiscale 2012 (entre avril 2012 et mars 2013) et la vente des constructions l'année suivante. Les habitations devraient quant à elles accueillir leurs propriétaires lors de l'année fiscale 2018.

La nouvelle ville ne disposera pas uniquement de maisons, mais aussi d'espaces commerciaux, d'une maison de retraite et d'une garderie. Des appareils de conservation d'énergie ainsi que des ampoules à LED (diodes électroluminescentes) seront installés afin de diminuer au maximum la consommation énergétique. Un système de partage de véhicules électriques est également prévu. L'électricité générée par les panneaux photovoltaïques présents sur l'intégralité des bâtiments sera accumulée dans des batteries. Ensuite, afin que l'électricité soit utilisée avec parcimonie, des capteurs vérifieront que les appareils électriques sont bien utilisés.

De nombreuses municipalités ont lancé ce type de projet de villes intelligentes et d'habitations écologiques, mais le projet de Panasonic semble être le premier d'une telle envergure réalisé par un consortium privé. En effet, plusieurs entreprises collaborent à ce projet en sus de Panasonic et de la municipalité de Fujisawa : Tokyo Gas, Orix, Mitsui, Mitsui Fudosan, Nihon Sekkei, Accenture ou encore Sumitomo Trust & Banking.

Panasonic compte utiliser cette ville comme modèle pour commercialiser des projets similaires en Asie et d'autres marchés internationaux, ainsi que pour des municipalités ravagées par le séisme du 11 Mars dans le Tohoku.

Un groupe de chercheurs de l'Université de Cordoba (UCO) et de l'Université de Malaga (UMA) a développé une batterie transparente qui permettrait de stocker et réguler l'énergie solaire incidente dans les fenêtres ou toute surface translucide.

Le développement de la batterie a été confié à l'UCO tandis que l'UMA s'est chargée de son intégration à un système photovoltaïque transparent ainsi que de la préparation des électrodes. Les professeurs Luis Sánchez Granados (UCO) et Francisco Martin (UMA) ont dirigé les travaux de recherche qui ont abouti au dépôt d'un brevet.

La batterie et son intégration

Il s'agit d'une batterie de type sandwich à couches minces fonctionnant avec des ions lithium et un électrolyte polymère solide, qui est transparente au spectre visible de la lumière. Cette propriété surprenante revêt un intérêt particulier pour transformer toute surface vitrée en une réserve d'énergie électrique disponible à la demande. La conception de la batterie lui confère également une faible émissivité thermique (aussi connue sous le nom de "low-e"), un avantage certain dans la régulation des flux thermiques requises pour les huisseries afin d'assurer le confort des occupants de la maison, de la voiture etc. Enfin, les matériaux qui la constituent et le procédé de fabrication permettraient son industrialisation à un coût raisonnable.

L'autre intérêt d'une telle batterie serait son intégration à des cellules photovoltaïques transparentes, afin de proposer un système complet permettant la conversion et le stockage de l'énergie solaire incidente en électricité. Sous forme de sandwich, la partie externe équipée de cellules ferait office de récepteur et de convertisseur, tandis qu'à l'intérieur la batterie stockerait l'énergie ainsi produite. Cette intégration est encore en cours de développement à l'Université de Malaga.

Applications

La transparence du dispositif le destine naturellement au secteur de la construction, afin d'exploiter le potentiel des surfaces vitrées en matière d'efficacité et de suffisance énergétique. En ce sens, le fait que la batterie puisse être fabriquée directement sur des surfaces transparentes comme le verre ou les polymères est un pas de plus vers une industrialisation rapide et de nombreuses entreprises du secteur ont d'ailleurs déjà montré leur intérêt pour le produit. L'industrie automobile, grande consommatrice de surfaces translucides, est également une cible potentielle.

Les chercheurs de Cordoba et de Malaga ne souhaitent pas s'arrêter en si bon chemin et ont imaginé des systèmes qui vont encore plus loin dans l'intégration, comme par exemple un dispositif d'obscurcissement graduel du vitrage en fonction des conditions d'ensoleillement ou bien l'ajout d'un rideau de LED destiné à l'éclairage extérieur, le tout alimenté bien sûr in situ par la fenêtre elle-même...

Enfin une miniaturisation poussée du concept permettrait son développement sur des surfaces plus petites, notamment les équipements électroniques mobiles tels que smartphones, notebooks et autres baladeurs numériques.

Le mois dernier, le BE Espagne présentait, à travers l'article "Les microalgues, une piste prometteuse pour les biocarburants" [1], le potentiel des microalgues pour la production de biocarburant de troisième génération à travers l'exemple des recherches effectuées par l'entreprise BFS BioFuel System basée à Alicante.

Ce mois-ci encore, plusieurs expériences sur les microalgues ont été relevées par la presse espagnole, preuve d'un intérêt accru pour cette prometteuse source d'énergie dans laquelle l'Espagne s'implique de plus en plus. Parmi les récentes initiatives, on peut noter la création d'une plateforme expérimentale sur l'aéroport de Barajas, l'adaptation de la centrale thermique de Carboneras ou encore le projet européen EnerBioAlgae développé conjointement par des scientifiques français, espagnols et portugais en Galice et au Portugal.

Dans ces trois cas détaillés ci-dessous, l'objectif est double : capturer du CO2 et produire du biocarburant.

=> Une plateforme expérimentale installée sur l'aéroport de Madrid

600.000 euros seront consacrés au projet de production de biocarburant à partir de microalgues, qui devrait démarrer à l'aéroport de Madrid au mois de juin 2011. L'initiative présentée par l'Institut de Biochimie Végétale et Photosynthèse de Séville a été soutenue par le secrétaire d'état aux transports ainsi que les présidents d'Aena (aéroports espagnols et navigation aérienne, d'Ibéria et d'AlgaEnergy [2].

Ce centre d'expérimentation situé au terminal T4 et géré par AlgaEnergy, se consacrera à l'amélioration des technologies de capture de CO2 provenant des installations aéroportuaires dans le but de cultiver des microalgues destinées à la production de biomasse. Repsol, en tant qu'actionnaire et membre technique d'AlgaEnergy se chargera de la transformation de ces algues en biocarburant.

La plateforme technologique sera approvisionnée avec de l'eau distillée en provenance de l'épurateur d'Iberia et utilisera le CO2 provenant des installations d'Aena et du banc d'essais de moteurs d'Ibéria. Elle servira de fournisseur de biomasse aux membres du programme CENIT-VIDA "Valorización Integral de micro Algas" mené par Iberdrola et permettra aussi de développer les brevets des procédés biologiques qu'AlgaEnergy a obtenu du CSIC (équivalent du CNRS français). Les universités de Séville et d'Almeria, pionnières mondiales dans ce domaine participeront aux expériences et processus d'obtention des objectifs de la plateforme.

=> Lancement de la seconde phase de développement pour l'usine pilote de microalgues au sein de la centrale thermique de Carboneras appartenant à Endesa

Sur une surface de 1.000 m2 autour de la centrale thermique à charbon du village côtier de Carboneras, dans la région d'Alméria, Endesa a installé une usine pilote de microalgues, cultivées avec le CO2 généré par la combustion du charbon de la centrale.

Commencé en 2006, le projet baptisé CenitCO2, est mené par Endesa, grande entreprise espagnole de distribution d'électricité et de gaz, et soutenu par le ministère de la science et de l'innovation, et compte avec la participation de l'université d'Alméria ainsi que les centres de développement technologique Leia de Navarre et Aitemin de Madrid (Association pour la recherche et le développement industriel des ressources naturels) [3]. Une partie du projet est financé par le CDTI (Centre pour le développement technologique industriel).

L'usine utilise une technologie brevetée par Endesa concernant l'apport de CO2 en milieu aqueux. En effet, les algues sont nourries par plusieurs tubes leur apportant chacun les éléments nécessaires à leur croissance : nutriments, air atmosphérique, eau et CO2. Dans le cas de la centrale thermique de Carboneras, le CO2, directement prélevé à la zone de combustion de la centrale est injecté dans la zone de culture avec de l'eau de mer. La première phase de développement du projet consistait notamment, outre le fait de mettre en marche l'usine et de sélectionner des microorganismes d'eau salée, à démontrer le potentiel de survie des algues sans présence d'eau purifiée.

L'injection du gaz en milieu aqueux augmenterait même la voracité des algues. Toute la production est automatisée. Sur les 15 bioréacteurs actuellement en fonction, un panneau de contrôle mesure, tous les 3 réacteurs, le pH et la température au sein de ceux-ci pour contrôler l'arriver des nutriments. Quand le pH de l'eau augmente, cela signifie que les plantes ont faim et ont consommé tout le CO2. La température de croissance optimale est de 30 degrés.

Dans la seconde phase initiée mi mai, de nouvelles zones de cultures mais aussi une biorafinerie vont s'implanter sur 1.000 m2 supplémentaires autour de la centrale pour permettre la production de biodiesel, de bioéthanol, de fertilisants et autres produits dérivés. En laboratoire, il a déjà été démontré qu'il est possible d'obtenir de chaque type d'algue un composé chimique déterminé et un produit final différent.

L'objectif est de trouver l'algue, qui, capture la plus grande quantité de CO2 par unité de surface: entre 300 et 600 tonnes de CO2 par hectare et par jour. L'usine de Carboneras produit 32.000 MWh et émet 850 kg de CO2 par MWh. Sur cette installation pilote, chaque kg de microalgues coûte 5 centimes et il faudrait atteindre un coût de 0.5 centimes/kg pour qu'elle soit rentable.

Selon les estimations d'Endesa, l'Espagne, et plus particulièrement la région d'Alméria possèdent un grand potentiel pour la culture de microalgues. Il serait possible de produire entre 130 et 300 kg d'huile de biodiesel par hectare et par jour.

=> Le projet EnerBioAlgae promeut la culture de microalgues en eaux contaminées

Des scientifiques espagnols, français et portugais collaborent sur le projet EnerBioAlguae [4] qui prétend renforcer le rendement énergétique des territoires en résolvant la problématique environnementale liée aux ressources en eau dégradée.

Le projet EnerBioAlgae représente une proposition intégrant la protection et la conservation de l'environnement, la lutte contre le changement climatique, la diversification des sources de ravitaillement énergétique, le développement ainsi que l'exploitation d'énergies alternatives et la protection de la biodiversité.

Lancé en janvier 2011, le projet devrait s'achever en décembre 2012 et compte sur un budget de 600.000 euros financés à 75% par des fonds communautaires.

Ce projet auquel participent des chercheurs des universités de Vigo et d'Alméria pour l'Espagne, de l'université d'Aveiro pour le Portugal et de Pau et du Pays de l'Adour pour la France, ainsi que l'Institut énergétique Inega de Galice, consiste en :
- Affiner le système de production de biomasse algal à des fins énergétiques pour améliorer le rendement de la productivité des cultures.
- Identifier et exploiter des ressources en eau dégradée avec une charge inorganique élevée ainsi qu'un fort potentiel énergétique. La zone d'action sera concentrée sur la Galice (Espagne) et Aveiro (Portugal).
- Développer des technologies d'instrumentation pour le suivi et le contrôle en ligne des cultures énergétiques.
- Optimiser la qualité du biodiesel à base de microalgues (en respectant la réglementation européenne) pour stimuler les investissements publics et privés.
- Evaluer et démontrer la viabilité technique, économique et environnementale des technologies développées et du procédé mis à point.

Grâce à ce projet, des espaces dégradés pourront être revalorisés par la culture d'algues à but énergétique.

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[2] AlgaEnergy : Compagnie du sector des biotechnologies des microalgues créées en 2007, dont les deux principaux actionnaires et membres technologiques sont Repsol (principale entreprise pétrolière d'Espagne et Iberdrola (electricien, leader mondial en énergie éolienne et premier groupe d'énergie en Espagne) http://www.algaenergy.es/

By STEVEN ASHLEY

THERE’S more than meets the eye in the battery-powered model car sitting in Emile Greenhalgh’s laboratory at Imperial College London.

The model has been modified by the researcher’s team to increase the amount of electrical energy it can store — but not by installing a bigger battery. Instead, the team added body components that double as capacitors, devices that hold an electrical charge until they are tapped.

“Although the energies they provide are fairly modest,” Dr. Greenhalgh, a composites expert, said, “they have shown that our material could be used to smooth the demands on the battery, thus enhancing its life.”

Designers of full-scale electric vehicles are working toward the same goal: battery reserves need to be extended because today’s technology typically delivers only enough power for about 100 miles of driving. Larger batteries are not necessarily the solution, either.

Even the most advanced designs weigh hundreds of pounds, reducing the vehicle’s range.

To help cut weight and increase driving distances, engineers are developing car frames and bodies made of carbon fiber-reinforced composites, plastic materials that can be 50 percent lighter than steel but provide superior strength and rigidity. Although used in a handful of exotic sports cars, carbon composites remain too costly for mass-market cars.

One potential solution is to build autos with carbon composites that can also serve as batteries. The dual-function materials could make E.V.’s and hybrid vehicles lighter as they simultaneously provide extra electricity.

“Structural power technology combines mechanical structure and energy storage capabilities,” said Dr. Greenhalgh, who heads a group at the college working on the concept. “This could allow us to have our cake and eat it too.”

To enable the composite materials to store electricity, the resin that binds the carbon fibers is laced with lithium ions; the fibers serve as conductive electrodes for this type of charge-holding capacitor.

It is different from a battery, which produces electricity from a chemical reaction. Another research group, at the Swedish Institute of Composites, is working on a structural battery.

Dr. Greenhalgh also leads a wider European Union project, which includes Volvo Cars, to study the innovative materials. “Volvo says that structural power technology will be key to the E.V.’s they’re developing,” he said.

One of the project’s goals is to test a prototype E.V. with a trunk floor that provides electricity. “We’re expecting a 15 percent weight savings compared to the standard battery in a conventional structure,” said Per-Ivar Sellergren, an engineer at the Volvo Cars Materials Center in Gothenburg, Sweden.

“Even though the panel will not be large enough to power the entire car, it could provide enough power to switch the engine off and on when the car is stopped at a traffic light,” he said.

Mr. Sellergren said that if future composite battery structures could store energy as efficiently as lithium-ion batteries, an E.V. would require only the roof, hood and trunk lid to be made of such materials to achieve an 80-mile range.

New thermoelectric materials will be tested in BMW, Ford, and Chevrolet vehicles by the end of summer.

At least two-thirds of the energy in gasoline used in cars and trucks is wasted as heat. Thermoelectrics, semiconductor materials that convert heat into electricity, could capture this waste heat, reducing the fuel needs of the vehicle and improving fuel economy by at least 5 percent. But the low efficiency and high cost of existing thermoelectric materials has kept such devices from becoming practical in vehicles.

Now researchers are assembling the first prototype thermoelectric generators for tests in commercial cars and SUVs. The devices are a culmination of several advances made independently at thermoelectric device-maker BSST in Irwindale, California, and at General Motors Global R&D in Warren, Michigan. Both companies plan to install and test their prototypes by the end of the summer—BSST in BMW and Ford cars, and GM in a Chevrolet SUV.

BSST is using new materials. Bismuth telluride, a common thermoelectric, contains expensive tellurium and works at temperatures of only up to 250 °C, whereas thermoelectric generators can reach 500 °C. So BSST is using another family of thermoelectrics—blends of hafnium and zirconium—that work well at high temperatures. This has increased the generator efficiency by about 40 percent.

At GM, researchers are assembling a final prototype based on a promising new class of thermoelectrics called skutterudites, which are cheaper than tellurides and perform better at high temperatures. The company's computer models show that in its Chevrolet Suburban test vehicle, this device could generate 350 watts, improving fuel economy by 3 percent.

Fabricating skutterudites, which are cobalt arsenide compounds that are doped with rare earth elements such as ytterbium, is a time-consuming, complicated process, and incorporating them into devices is difficult, says GM scientist Gregory Meisner. The crucial challenge is making good electrical and thermal contacts. The large temperature gradient across the device puts mechanical stress on the contact-thermoelectric interface. Plus, joining the different materials introduces resistance that heats up the contact, degrading the device. "By a suitable choice of materials, you can affect resistance," he says. "The challenge is in arriving at the right formula for materials—both the semiconductor thermoelectric and the contact."

Another key challenge will be integrating the device into vehicles. The researchers have already tested a bismuth telluride generator in an SUV. "Right now, the device is just inserted into the exhaust system," Meisner says. "A section of pipe is cut out and the device, which looks like a muffler, is inserted. We need to design something that's more integrated into the vehicle system rather than an add-on device."

Both BSST and GM researchers also need to find ways to make larger volumes of the new materials cheaply. Meisner cautions that it might be at least another four years before thermoelectric generators make it into production vehicles.

16.000 panneaux solaires ont été installés sur le toit du tunnel de la ligne à grande vitesse qui relie Anvers à Amsterdam. 3.300 MWH d'électricité sont produits, ce qui permet de faire circuler chaque année 4.000 trains.

Le premier train circulant à l'énergie solaire en Belgique est parti lundi matin de la gare d'Anvers Central. Cet exploit a été rendu possible par l'installation de 16.000 panneaux solaires sur le toit du tunnel ferroviaire de la ligne à grande vitesse qui relie Anvers à Amsterdam. Le projet a coûté environ 15,7 millions d'euros.

L'installation sur le tunnel ferroviaire ne fournit pas uniquement de l'électricité pour la circulation ferroviaire, mais également pour l'infrastructure ferroviaire comme l'éclairage et le chauffage dans les gares, ce qui selon le gestionnaire de l'infrastructure ferroviaire Infrabel rend ce projet unique en Europe. Au total ce sont chaque année 3.300 MWH d'électricité qui sont produits, ce qui correspond à la consommation annuelle de 950 familles.

En ce qui concerne la circulation ferroviaire, cela permet chaque année à 4.000 trains de circuler à l'énergie solaire, ou correspond à une journée complète de circulation ferroviaire en Belgique. Le tunnel sur lequel les panneaux sont installés fait 3,4 km de long et est situé sur les territoires de Brasschaat et Schoten. Il a initialement été construit pour limiter l'impact de la circulation ferroviaire sur les zones boisées environnantes.

CAMBRIDGE, Mass. -— Many kinds of algae and cyanobacteria, common water-dwelling microorganisms, are capable of using energy from sunlight to split water molecules and release hydrogen, which holds promise as a clean and carbon-free fuel for the future. One reason this approach hasn’t yet been harnessed for fuel production is that under ordinary circumstances, hydrogen production takes a back seat to the production of compounds that the organisms use to support their own growth.

But Shuguang Zhang, associate director of MIT’s Center for Biomedical Engineering, and postdocs Iftach Yacoby and Sergii Pochekailov, together with colleagues at Tel Aviv University in Israel and the National Renewable Energy Laboratory in Colorado, have found a way to use bioengineered proteins to flip this preference, allowing more hydrogen to be produced.

“The algae are really not interested in producing hydrogen, they want to produce sugar,” Yacoby says — the sugar is what they need for their own survival, and the hydrogen is just a byproduct. But a multitasking enzyme, introduced into the liquid where the algae are at work, both suppresses the sugar production and redirects the organisms’ energies into hydrogen production. The work is described in a paper being published online this week in the Proceedings of the National Academy of Sciences, and was supported in part by a European Molecular Biology Organization postdoctoral fellowship, the Yang Trust Fund and the U.S. Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory.

Adding the bioengineered enzyme increases the rate of algal hydrogen production by about 400 percent, Yacoby says. The sugar production is suppressed but not eliminated, he explains, because “if it went to zero, it would kill the organism.”

The research demonstrates for the first time how the two processes carried out by algae compete with each other; it also shows how that competition could be modified to favor hydrogen production in a laboratory environment. Zhang and Yacoby plan to continue developing the system to increase its efficiency of hydrogen production.

“It’s one step closer to an industrial process,” Zhang says. “First, you have to understand the science” — which has been achieved through this experimental work. Now, developing it further — through refinements to produce a viable commercial system for hydrogen-fuel manufacturing — is “a matter of time and money,” Zhang says.

Ultimately, such a system could be used to produce hydrogen on a large scale using water and sunlight. The hydrogen could be used directly to generate electricity in a fuel cell or to power a vehicle, or could be combined with carbon dioxide to make methane or other fuels in a renewable, carbon-neutral way, the researchers say.

In the long run, “the only viable way to produce renewable energy is to use the sun, [either] to make electricity or in a biochemical reaction to produce hydrogen,” Yacoby says. “I believe there is no one solution,” he adds, but rather many different approaches depending on the location and the end uses.

This particular approach, he says, is simple enough that it has promise “not just in industrialized countries, but in developing countries as well” as a source of inexpensive fuel. The algae needed for the process exist everywhere on Earth, and there are no toxic materials involved in any part of the process, he says.

“The beauty is in its simplicity,” he says.

Le gouvernement écossais a décidé de relever à 100% son objectif de production d'électricité renouvelable pour 2020 ! Le Premier Ministre Alex Salmond s'est engagé à aller « encore plus vite et plus loin » pour conforter le statut de leader des énergies vertes en Europe de l'Ecosse.

Il a ainsi officiellement lancé le nouvel objectif pour 2020, lors de la récente édition d'All Energy, première conférence et exposition sur les énergies renouvelables au Royaume-Uni.

« Le rythme de développement s'est tellement accéléré que nous avons déjà dépassé notre objectif pour 2011, et nous pouvons donc désormais nous engager à produire 100 % de la demande écossaise en électricité à partir de ressources renouvelables d'ici à 2020. D'ici là, nous entendons produire le double des besoins en électricité de l'Ecosse, un peu plus de la moitié à partir de ressources renouvelables et un peu moins de la moitié à partir d'autres énergies conventionnelles » a t'il déclaré.

Et d'ajouter : « Nous exporterons ainsi autant d'électricité que nous en consommons. Nous continuerons donc à collaborer avec l'industrie et les gouvernements au niveau local, britannique et européen afin de poursuivre sur cette lancée. Nous allons désormais aller plus loin et plus vite pour consolider notre rang de leader des énergies vertes en Europe. »

Anne MacColl, Directrice Générale de Scottish Development International a quant-à elle déclaré :

« L'industrie de l'éolien offshore en Ecosse est une composante clé de la croissance future. Elle bénéficie de ressources naturelles inégalées, d'un environnement économique concurrentiel, d'une recherche universitaire et industrielle d'envergure mondiale ainsi que d'une vaste expérience de l'exploration pétrolière et gazière offshore. »

A cette occasion, un nouveau portail dédié à l'éolien offshore destiné aussi bien aux entreprises qu'aux particuliers a été lancé. Il a été conçu en concertation avec l'industrie et d'autres partenaires clés du secteur public.

1 juin.-11 Un premier pas vers la production d'énergie renouvelable grâce au Gulf Stream

C'est officiel : la première demande d'autorisation pour une installation de production d'énergie hydrocinétique a été déposée en début de semaine auprès du Département de l'Intérieur. L'université de Floride Atlantique entend installer un dispositif expérimental au large des côtes de Floride. "C'est la première demande d'autorisation pour des essais sur des installations hydrocinétiques [...] que le Bureau de Gestion et de Réglementation des Energies Océaniques (BOEMRE) ait reçu" déclare Michael Bromwich, directeur du BOEMRE.

L'énergie hydrocinétique est obtenue par la transformation de l'énergie cinétique des courants marins en courant électrique. Plusieurs technologies existent, la plus courante étant l'utilisation des turbines sous-marines, à la façon des éoliennes (on parle alors d' "hydroliennes"). A l'instar d'autres énergies marines - comme l'Energie Thermique des Mers [1], son principal intérêt est de pouvoir fournir de l'énergie renouvelable de manière continue, à la différence de l'éolien ou le solaire, qui fonctionnent par intermittence. Les courants marins sont très prévisibles, ce qui contribue aussi à faire de l'énergie hydrocinétique une énergie fiable. On estime que d'ici 2025, 13.000 MW d'énergie hydrocinétique pourraient être produits aux Etats-Unis, soit l'équivalent de la production de 22 centrales à charbon - ce qui éviterait l'émission de près de 86 millions de tonnes de dioxyde de carbone.

Le projet est à l'initiative du Southeast National Marine Renewable Energy Center [2], un centre de recherche affilié à l'université de Floride Atlantique et l'un des trois centres du Département de l'Energie dédiés à la recherche sur les énergies marines. Il s'agit d'installer un dispositif expérimental permettant d'étudier le potentiel en terme de production d'énergie du Gulf Stream. Ce puissant courant océanique remonte vers le nord le long des côtes de Floride avant de bifurquer vers l'Europe au niveau de la Caroline du Nord. "Le rôle de ces centres est de mettre en place des installations de tests pour les industriels" déclare Howard Hanson, directeur scientifique au Southeast National Marine Renewable Energy Center. Avant de les mettre à disposition, "nous devons d'abord les essayer nous-mêmes".

L'hydrolienne devrait être montée sur une bouée ancrée à 27 kilomètres au large de la ville de Fort Lauderdale. A l'heure actuelle, le dispositif est testé en étant tiré depuis un bateau [3]. A terme, l'idée est de faire de cette installation permanente un "centre" de test de l'énergie hydrocinétique ainsi qu'une station d'observation scientifique en temps réel des conditions océaniques.

La demande d'autorisation limite le dispositif à une puissance de 100 kilowatts et un rotor de 7 mètres de diamètre. Si celle-ci est acceptée, l'université pourra opérer pour 5 ans mais n'aura pas le droit de vendre l'énergie produite. Avant de prendre sa décision, le BOEMRE réalise une étude d'impact environnemental afin de déterminer comment la faune et la flore locale pourraient être affectées par l'installation et l'utilisation de ce dispositif. Il considère en particulier l'impact sur les sédiments, les mammifères marins, les tortues de mer, les poissons de haute mer et les activités humaines. D'après Hansen, le dispositif est similaire à une bouée d'observation météorologique ou océanographique, le procédé devrait donc se dérouler sans encombre. Le dossier est à l'instruction, mais la date de la réponse du BOEMRE reste indéterminée...

Orange est le premier opérateur de télécommunications à installer et tester une antenne relais alimentée grâce à l'énergie solaire. Cette première station a été installée dans le petit village de Malá Cierna [1] en Slovaquie.

Ces stations possèdent plusieurs avantages. Tout d'abord, elles ne nécessittent ni de longs raccordements électriques, ni de vastes chantiers de terrassement, ce qui contribuent à limiter leurs coûts d'installation. Etant autonomes, elles permettent de réduire la consommation d'électricité provenant d'énergies non renouvelables et peuvent être installées dans des endroits reculés tout en ayant un impact environnemental limité. Enfin, en plus de ces avantages environnementaux, ces stations devraient avoir un coût d'exploitation moindre, car elles permettraient de s'affranchir de l'augmentation prévisible du prix de l'énergie.

En 2011, Orange Slovaquie prévoit de construire d'autres stations éco-pilotes, fonctionnant non seulement grâce à l'énergie solaire mais également à l'énergie éolienne.

What do potato chips and thin-film solar cells have in common? Both need films that protect them from air and water vapor: the chips in order to stay fresh and crisp; the solar cells in order to have a useful life that is as long as possible. In most cases, glass is used to protect the active layers of the solar cells from environmental influences. Dr. Klaus Noller from the Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV in Freising explains the advantages of a plastic film: "The films are considerably lighter – and flexible. They make new production processes possible that enable significant reductions in the cost of manufacturing a photovoltaic module."

Instead of working with individual glass plates, the solar cells could be printed onto a plastic film and then encapsulated with the barrier film: photovoltaic modules on a roll. That is not a small goal that the researchers from two Fraunhofer institutes want to achieve: The film and packaging developers led by Dr. Klaus Noller along with Dr. Sabine Amberg-Schwab from the Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg, who is an expert in hybrid polymers, called ORMOCER®s – an in-house development of the ISC. She and her team worked almost 20 years on developing a coating material on the basis of ORMOCER® that can be used as an effective barrier against oxygen and water vapor. What has been created is a barrier lacquer that the researchers combined with another known barrier material: silicon dioxide. "The results were astounding," said Amberg-Schwab: "A barrier effect that is far better than could be expected from adding only the two layers. The reason for this are special effects that are generated between the two materials."

For the ideal application on a film, the team in Würzburg developed an ORMOCER® coating material that is easy to process and cure. The damp heat test was a particular obstacle: the cured lacquer coating must remain stable at 85 degrees Celsius and 85 percent humidity. The solar cells on the roof or the facade are intended to withstand extreme weather conditions and temperatures as long as possible. The folks from the Freisinger institute faced the challenge of developing a process with which the barrier layers can be applied to the film perfectly and economically.

This was achieved with a roll-to-roll process. The painting line was optimized continuously to meet the special requirements: The ORMOCER®s must be applied in a dust-free environment, with the layer thickness being extremely thin, yet as a continuous film. During this, the coated side must not touch one of the rollers at any time. That would damage the layer. The patented process makes it possible to manu facture tough high barrier films in a cost-effective and environmentally friendly way. Industrial partners are already using this process. Dr. Sabine Amberg-Schwab from the ISC and Dr. Klaus Noller from the IVV will receive one of the three 2011 Joseph von Fraunhofer Prizes for their developments.

This prize has been awarded by the Fraunhofer-Gesellschaft every year since 1978, in recognition of outstanding scientific work by members of its staff leading to the solution of application-oriented problems. Over 200 researchers have meanwhile seen their work honored in this way. This year, three prizes will be awarded – each valued at 20,000 €.

Aujourd’hui, la plongée s’est imposée pour étudier les algues qui vivent sur les fonds marins. Alain Couté a déjà décrit plus de 200 nouvelles espèces, aussi bien dans les cavernes où des spécimens arrivent à vivre sans lumière, que sous la calotte glaciaire du Groenland ou à la Réunion dans les lagons et les barrières de corail.

Mais dernièrement, Alain Couté a eu une belle surprise en France. On lui a demandé d’étudier une algue qui pousse… dans une piscine de refroidissement de déchets nucléaires. «Cette algue a proliféré en formant un revêtement vert sur la paroi de la piscine, explique-t-il. Elle résiste très bien aux radiations: dans cet environnement, un homme mourrait en une demi-heure, mais elle parvient à se diviser et fait de la bioaccumulation, c’est-à-dire qu’elle récupère l’argent radioactif qu’elle distribue ensuite dans ses cellules.» Une nouvelle espèce qui pourrait être très utile au Japon: «On envisage de pouvoir nettoyer la radioactivité grâce à cette algue», espère Alain Couté

Le stockage de l'électricité représente un enjeu à part entière. Il s'agit déjà d'une thématique importante liée à l'irrégularité de la consommation électrique, mais son importance est vouée à augmenter à mesure que la production d'électricité elle-même verra sa régularité affectée par la pénétration des énergies renouvelables. Les solutions généralement envisagées pour emmagasiner l'électricité générée en excès lors des phases où la demande est faible sont l'utilisation de batteries et celle de barrages dans lesquels l'eau est remontée grâce à des pompes. La construction de centrales de stockage d'énergie par le froid fait partie des voies alternatives. La première installation de ce type au Royaume-Uni est sur le point d'entrer en exploitation. Située près de Slough, dans le comté de Berkshire, elle est gérée par la société britannique Highview Power Storage.

Le principe régissant le fonctionnement de la centrale est fondé sur un cycle de changements d'états de l'air. Dans un premier temps, l'électricité générée en excès est utilisée pour refroidir de l'air jusqu'à une température de -190 °C. Mis en réserve dans un réservoir à la pression atmosphérique, l'air liquide résultant est, lorsque le besoin s'en fait sentir, mis sous pression (70 bars) et réchauffé au moyen d'un échangeur de chaleur, puis utilisé pour entraîner une turbine et générer de l'électricité. Le froid récolté dans l'échangeur de chaleur lors de la vaporisation est stocké au moyen de méthodes inspirées de l'industrie chimique, et sert à refroidir l'air lors des cycles ultérieurs.

Ce système affiche un rendement d'environ 50%, mais ce chiffre peut grimper jusqu'à 70% si la chaleur provenant d'une usine ou d'une centrale de production d'énergie voisine est utilisée pour réchauffer l'air liquide. L'installation de Slough est implantée sur le site d'une centrale de production d'électricité à partir de biomasse, et peut donc mettre à profit la chaleur issue de celle-ci pour améliorer notoirement son efficacité. Avec un tel résultat, le stockage d'énergie par voie cryogénique présente un bilan voisin de celui des barrages hydroélectriques utilisés pour le même type d'applications (rendement allant de 65 à 75%), et seulement légèrement défavorable par rapport à celui de batteries (de 80 à 90%).

La méthode employée par Highview Power Storage présente de nombreux avantages. Elle est bien plus flexible d'utilisation qu'un barrage hydroélectrique en ce sens qu'elle peut être installée partout, et qu'elle requiert moins d'espace. De surcroît, par rapport aux batteries, le coût des matériaux utilisés reste modéré. Ainsi, l'entreprise estime qu'une fois la technologie mature, les dépenses d'investissements de capital seront de 1.000 $ par kW de capacité de production d'électricité, soit quatre fois moins que pour des batteries, et entre deux et quatre fois moins que pour un barrage.

L'usine pilote de Slough, d'une capacité de 300 kW, dirige déjà de l'électricité vers le réseau depuis avril 2010, et ce à partir d'approvisionnements externes en air liquide. Avec l'ajout sur le site des capacités de liquéfaction, l'ensemble du cycle va pouvoir être réalisé sur place. Le plan de marche défini prévoit d'atteindre une capacité de 3,5 MW d'ici à la fin 2012, avant de passer à 8 à 10 MW à l'horizon 2014.

Le projet est soutenu par le Department of Energy and Climate Change (ministère de l'énergie et du changement climatique), qui lui a attribué en 2010 une subvention de 1,1 M£.

17 mai.-11 Conception d'une voiture électrique à 5.000 euros à l'Université technique d'Aix-la-Chapelle

Une équipe constituée de PME, designers, développeurs et constructeurs travaille sous la conduite d'Achim Kampker de l'Université technique d'Aix-la-Chapelle (RWTH, Rhénanie-du-Nord-Westphalie) à la conception particulièrement innovante d'un véhicule automobile électrique. "Notre but est d'éclairer une nouvelle facette de l'électromobilité qui n'a jusqu'à présent guère été prise en considération", explique Achim Kampker, à la tête de la chaire de management de production au laboratoire des machines-outils (WZL). "En effet, nous intégrons d'une part de manière ciblée des entreprises de taille moyenne et nous les qualifions pour des étapes hautement complexes de développement et production à travers leur collaboration au sein du consortium. D'autre part, le savoir acquis à travers ce projet pourra être transféré à toute l'économie, notamment aux grands constructeurs automobiles", décrit le même directeur de StreetScooter GmbH. Selon lui, la compétitivité des sites de production allemands s'en trouvera alors renforcée.

La stratégie de développement du StreetScooter repose sur le prix de vente du véhicule, fixé dès le début du projet à 5.000 euros pour une production en une série de 2.000 exemplaires. Afin de parvenir à un tarif aussi compétitif, il est prévu de mettre en place un système de location de batteries, le composant le plus onéreux des voitures électriques à ce jour. En fonction de leurs besoins, les acheteurs de ce véhicule urbain à quatre places modulables auront ainsi la possibilité de louer deux ou trois batteries, disposées dans le soubassement de la voiture et possédant chacune une autonomie de 45 km. La construction des cellules lithium-ions est assurée par une entreprise de taille moyenne de Lübeck (Schleswig-Holstein). Avec une tension de batterie s'élevant à 60 V, aucun danger n'est à craindre pour les équipes de secours en cas d'accident du StreetScooter, et le personnel des ateliers de réparation n'aura pas besoin de formation particulière à cet effet. De plus, un système intelligent de management thermique sera installé afin de garantir une température agréable à l'intérieur de l'habitacle. En effet, en cas de température extérieure très basse ou très élevée, les systèmes de chauffage ou de climatisation habituels risqueraient de consommer autant d'énergie qu'il en est nécessaire pour le fonctionnement du système de propulsion électrique.

Disposant de deux airbags frontaux, des systèmes ABS et ESP, le StreetScooter respecte les standards de sécurité et de confort. La chaîne de montage innovante de ce véhicule électrique sera composée de 20 stations au lieu de 100 habituellement, participant ainsi à la réduction des coûts de production du véhicule.

Mentions légales: BE Allemagne numéro 525 (13/05/2011) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66745.htm

L'avion solaire expérimental suisse Solar Impulse a atterri vendredi soir, peu avant 22h00, à l'aéroport

Children in Nicaraguan off-grid communities use textile solar lights to read at night

[CURITIBA] Portable solar-powered lights that combine nanotechnology with local crafts could help bring electricity to some of the nearly two billion people without access to electricity.

The Portable Light Project, a non-profit initiative led by Kennedy & Violich Architecture and Global Solar Energy, in the United States, inserts tiny solar cells into shirts, woven items and bags produced by remote communities in developing countries. The project aims to integrate clean energy and lighting with indigenous textile production. This helps local communities adopt the new technology and add value to it through their own work.

The project provides kits — containing a thin, two watt solar film, rechargeable battery, USB port, and an LED light — and training on how to weave them into garments.

Integration with the textiles allows the batteries and devices such as mobile phones to be charged on the move, as people go about their daily work, and LED lights enable communities to work and study after dark.

"You simply put it [the textile with solar cells] out in the sun for about three hours. It harvests the sunlight and turns it into electricity. Then you can use it for up to seven hours," Sheila Kennedy, the Boston-based architect who leads the project, told SciDev.Net.

Pilot projects are underway in Brazil, Kenya, Haiti, Nicaragua, Madagascar, Mexico and South Africa, in collaboration with local non-governmental organisations (NGOs). For example, in the Sierra Madre mountains of Mexico the nomadic Huichol people charge solar lanterns during the day and use them to light their houses at night, which allows them to engage in artisanal cottage industries and later sell their products in towns.

The Nicaraguan NGO Paso Pacifico helps the project provide electricity to two villages. "Now children can study in the evening and women can carry out household work safely," Sarah Otterstrom, Paso Pacifico's director, told SciDev.Net.

Otterstrom said people in the village no longer need to buy diesel or batteries to light their houses. "Now they are asking for more lights," she added.

Kennedy said they have half the carbon footprint of normal solar cells during production, and are smaller, lighter and more resilient.
Although there is still no economic model for mass production to meet global electricity needs for remote communities, the estimated price of US$16 per item can be paid off in a year via microloans, according to Kennedy.

Brazilian sociologist Paulo Martins, who studies the social impacts of nanotechnology, told SciDev.Net that integrating textiles with solar energy is a global trend. "We need to keep it available at affordable costs to the ones who really need it," he said.

This is a good example of targeting science to local needs, he added. "[In Brazil] we invest huge amounts of money in technologies that can make our country a major player in global markets … But we constantly forget to develop science in a way that suits our true social needs."

Frederik Krebs of the Risø National Laboratory for Sustainable Energy in Denmark, who designed a low-cost, plastic solar lamp for Africa, expressed caution. "All our studies indicate that a high degree of ruggedness is needed before it [portable solar lights] can help people in developing regions," he said. In his opinion, such garments are "simply not wearable enough yet."

However, Harish Hande, head of India's SELCO Solar — a social enterprise taking sustainable power to households and businesses that tested Portable Lights garments — praised their portability, flexibility and light quality. But he said while it can help power off-grid communities it is not a complete solution in itself.

Une nouvelle conception de cellules solaires en couches minces qui nécessitent beaucoup moins de silicium - et pourrait booster l'efficacité - a été développée par l'industriel suisse Oerlikon Solar en collaboration avec des universitaires de l'Institut de Physique de l'Académie des sciences en République tchèque. Une option à long terme impliquant une production industrielle de panneaux solaires à haut rendement et à bas coût grâce aux matières premières abondantes peuvent être trouvées dans la combinaison des cellules solaires en silicium amorphe et dans les cellules tandem en silicium microcristallin (appelée Micromorph).

"Un inconvénient marque cependant ce type de cellule. En effet, l'efficacité du panneau est inférieure à celle de la production de wafer à base de silicium polycristallin qui prédomine actuellement le marché", explique Milan Vanecek, le responsable du groupe photovoltaïque à l'Institut de physique à Prague.

"Pour rendre les cellules en silicium amorphe et microcristallin plus stables, elles doivent être très minces parce que l'espacement étroit entre les contacts électriques, et l'absorption optique obtenue ne sont pas suffisants", a t'il ajouté. "Ce sont essentiellement des dispositifs planaires. Le silicium amorphe possède une épaisseur de 200 à 300 nanomètres, alors que le silicium microcristallin est plus épais, à 1 micromètre."

Le nouveau design met l'accent sur l'épaisseur optique des cellules solaires qui sont fortement absorbantes, tandis que la distance entre les électrodes reste très proche.

"Notre nouveau dessin de cellule solaire 3D repose sur la technologie mature de dépôts chimiques en phase vapeur assistée par plasma, qui demeure une technologie déjà utilisée dans l'électronique à base de silicium amorphe (ex : écrans à cristaux liquides). Nous venons d'ajouter un nouveau substrat nanostructuré pour le dépôt de la cellule solaire", a déclaré Milan Vanecek.

Ce substrat nanostructuré consiste en une grille de nanocolonnes d'oxyde de zinc (ZnO) ou, éventuellement, d'un réseau d'alvéoles en nid d'abeilles composé de micro-trous ou de nano-trous gravés dans la couche conductrice transparente d'oxyde de zinc (ZnO).

"Cette dernière approche a fait ses preuves lors de la phase de dépôts des cellules solaires," a précisé Milan Vanecek. "Le potentiel d'efficacité est estimé dans la plage des wafers polycristallins, qui dominent la production des cellules solaires industrielles. Par ailleurs, le coût significativement plus bas des panneaux Micromorphes, avec la même efficacité que les panneaux de silicium polycristallin (12 à 16 %), pourrait faire augmenter leur production à l'échelle industrielle."

La prochaine étape sera une optimisation plus poussée afin de continuer à améliorer l'efficacité. Leur conception a été décrite dans les lettres de physiques appliquées de l'Institut américain de Physique.

En cette période de profusion d'idées pour assurer un tournant dans le domaine de l'énergie en Allemagne, la production combinée d'électricité et de chaleur connaît un regain d'intérêt, et ce, même à domicile ! A domicile, cette mini-centrale fonctionne non pas avec des turbines (comme dans les plus grandes productions) mais avec de petits moteurs à gaz, d'une puissance de 27 chevaux. Le moteur brûle le gaz, entraînant un générateur qui produit de l'électricité. La chaleur produite est ensuite stockée pour les besoins locaux.

Il s'agit donc à la fois de chauffer la maison et l'eau, et de produire de l'électricité, non seulement pour la maison mais aussi pour le réseau. Car la cerise sur le gâteau, c'est que l'installateur de la mini-centrale peut très facilement rappeler le courant produit chez les particuliers, pour combler par exemple un déficit de vent dans la production éolienne ou un nuage survenu au dessus d'une installation photovoltaïque.

De telles installations ne sont profitables qu'à des maisons d'une surface d'au moins 250 m2 ou consommant au moins 45.000kWh -gaz ou 5.000 litres de mazout par an, c'est-à-dire lorsque l'eau chaude est consommée très régulièrement. Toutefois ce concept de production locale de chaleur, qui augmente le degré d'efficacité de toute centrale à gaz de 85%, a déjà conquis le marché des petites entreprises et bientôt des maisons particulières.

A Hambourg, une centaine de propriétaires possède déjà une mini-centrale dans leur cave. La concurrence est répartie entre Lichtblick-Volkswagen et Enversum-Senertec, soit deux partenariats fournisseur d'électricité-installateur de moteurs. Leur vision est cependant identique et très ambitieuse : selon leurs calculs, s'ils parvenaient à installer 100.000 mini-centrales, ils pourraient ainsi se substituer à deux centrales nucléaires.

Confiantes dans leur idée de devenir, à terme, les plus grands fournisseurs d'électricité verte, les deux entreprises subventionnent leurs installations. En effet, il est à noter que le coût d'une mini-centrale installée à Hambourg reviendrait à 8500 euros. L'aide financière serait octroyée sous diverses formes, comme par exemple la location de l'espace pour installer la mini-centrale (environ 10m2 à 5 euros par mois pendant 10 ans), le coût très faible de l'électricité consommée dans la maison (5.99 centimes le kilowattheure) ou encore les impôts énergétiques, et vraisemblablement d'autres investissements non révélés par ces entreprises. Les frais liés à l'entretien seraient aussi assurés par ces dernières.

Les mini-centrales installées dans d'autres régions par d'autres entreprises, comme par exemple N-Ergie à Nuremberg (Bavière), ou Badenova à Freibourg (Bade-Wurtemberg) et Gasag à Berlin, coûtent environ 20.000 euros, soit plus du double. Ceci étant dit, les Berlinois peuvent se réjouir car Lichtblick et Volkswagen ont déjà prévu d'étendre leur offre à la capitale dès le mois de juin.

On distingue généralement trois générations de biocarburants : tout d'abord les agrocarburants produits à partir de cultures destinées traditionnellement à l'alimentation, puis les biocarburants produits à partir de sources végétales non alimentaires (bois, feuilles, paille, etc.) et enfin les biocarburants à base d'algues. Dans un contexte énergétique marqué à la fois par la nécessité de développer des énergies renouvelables plus respectueuses de l'environnement et par l'épuisement à moyen terme des ressources pétrolières, les micro-algues constituent un enjeu d'avenir pour la production de biomasse et de biocarburants.

Les micro-algues sont des micro-organismes photosynthétiques unicellulaires dotées d'une croissance rapide et qui ont la particularité de produire des métabolites industriellement intéressants (polysaccharides, pigments, lipides). Elles constituent un matériel photosynthétique de choix pour capturer du CO2 et fabriquer de la biomasse. Leur grande diversité biologique, leur adaptabilité, un rendement supérieur à celui des plantes pour la production de biocarburants ainsi que la non compétition avec la production alimentaire sont autant d'atouts pour la valorisation de leurs constituants polysaccharidiques (bioéthanol, biogaz) ou lipidiques (biopétrole).

Dans ce cadre, la société espagnole BFS (BioFuel Systems) basée à Alicante, a attiré ces dernières semaines l'attention des médias sur son procédé d'obtention de bio pétrole à partir de micro-algues. Avec le soutien des universités espagnoles d'Alicante et de Valence, BioFuel Systems (BFS), une entreprise espagnole dont l'ingénieur français Bernard Stroïazzo-Mougin est le président fondateur, a conçu et développé un " procédé de conversion énergétique accélérée " qui permet de fabriquer de la biomasse puis du biopétrole de troisième génération à partir d'algues microscopiques. Le concept, encore expérimental, est développé depuis environ cinq ans par BFS qui dispose actuellement d'une usine pilote située près d'Alicante, à proximité d'une cimenterie Cemex qui fournit le CO2 nécessaire au développement des micro-algues. Le siège de BFS se trouve à Alicante tandis que l'équipe BFS-France basée à Paris gère la représentation commerciale de la technologie BFS pour l'Hexagone.

L'usine pilote fonctionne selon le principe suivant : en suspension dans l'eau et exposées au soleil dans des photobioréacteurs, les algues sont alimentées en CO2 ce qui permet d'obtenir une croissance rapide. Selon BFS leur nombre peut ainsi doubler en 24 heures. Une partie de ce liquide concentré est ensuite prélevée et la biomasse est séparée de la phase liquide par centrifugation. Cette biomasse d'algues peut alors être transformée en biopétrole (aussi appelé pétrole algal) et autres coproduits tels que les omégas 3.

Avec ce procédé, BFS annonce un rendement de 290 175 litres de biopétrole par hectare et par an, un chiffre proche du rendement théorique limite d'environ 330.000 litres. Si cela se confirmait au niveau industriel, ce chiffre serait très prometteur par rapport aux rendements maxima des plantes supérieures utilisées pour la fabrication de biocarburants, le record actuel étant attribué à l'huile de palme avec 6.000 litres par hectare et par an (les chercheurs espèrent atteindre bientôt les 20.000 litres).

L'autre nerf de la guerre concerne la rentabilité du biopétrole algal. Dans l'état actuel des recherches, l'énergie mise en oeuvre pour produire le biopétrole est supérieure à l'énergie que l'on peut espérer obtenir lors de sa combustion. Ainsi, même si le processus de photosynthèse permet de capter et fixer du CO2, le bilan énergétique reste lui défavorable.

Il existe également d'autres enjeux, comme la maîtrise du rendement, le développement de mesures de précaution pour limiter les risques de prolifération des micro-algues dans le cas de culture extensive, la nécessité de réaliser des études d'impact environnemental et enfin l'optimisation des coûts de production. Les chercheurs ont bon espoir de lever ces verrous technologiques d'ici quelques années, mais viendra ensuite la question du prix de vente. En effet, une partie seulement de la biomasse obtenue à partir d'algues est transformée en biocarburant. De la fraction restante sont extraits d'autres produits à forte valeur ajoutée comme les omégas 3 et le charbon actif par exemple. Le prix du baril de brut obtenu avec les micro-algues dépend donc de la valorisation de ces coproduits dont il est difficile de prévoir l'évolution du marché.

Les scientifiques comme les responsables de BFS estiment que cinq à dix ans de recherche et de développements sont encore nécessaires pour parvenir à une production industrielle et rentable de ce type de biocarburant très séduisant. Une durée somme toute relativement courte au regard des enjeux énergétiques.

http://www.ornl.gov/info/press_releases/get_press_release.cfm?ReleaseNumber=mr20110429-00

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OAK RIDGE, Tenn., April 29, 2011 — With the creation of a 3-D nanocone-based solar cell platform, a team led by Oak Ridge National Laboratory's Jun Xu has boosted the light-to-power conversion efficiency of photovoltaics by nearly 80 percent.

The technology substantially overcomes the problem of poor transport of charges generated by solar photons. These charges -- negative electrons and positive holes -- typically become trapped by defects in bulk materials and their interfaces and degrade performance.

"To solve the entrapment problems that reduce solar cell efficiency, we created a nanocone-based solar cell, invented methods to synthesize these cells and demonstrated improved charge collection efficiency," said Xu, a member of ORNL's Chemical Sciences Division.

The new solar structure consists of n-type nanocones surrounded by a p-type semiconductor. The n-type nanoncones are made of zinc oxide and serve as the junction framework and the electron conductor. The p-type matrix is made of polycrystalline cadmium telluride and serves as the primary photon absorber medium and hole conductor.

With this approach at the laboratory scale, Xu and colleagues were able to obtain a light-to-power conversion efficiency of 3.2 percent compared to 1.8 percent efficiency of conventional planar structure of the same materials.

"We designed the three-dimensional structure to provide an intrinsic electric field distribution that promotes efficient charge transport and high efficiency in converting energy from sunlight into electricity," Xu said.

Key features of the solar material include its unique electric field distribution that achieves efficient charge transport; the synthesis of nanocones using inexpensive proprietary methods; and the minimization of defects and voids in semiconductors. The latter provides enhanced electric and optical properties for conversion of solar photons to electricity.

Because of efficient charge transport, the new solar cell can tolerate defective materials and reduce cost in fabricating next-generation solar cells.

"The important concept behind our invention is that the nanocone shape generates a high electric field in the vicinity of the tip junction, effectively separating, injecting and collecting minority carriers, resulting in a higher efficiency than that of a conventional planar cell made with the same materials," Xu said.

Research that forms the foundation of this technology was accepted by this year's Institute of Electrical and Electronics Engineers photovoltaic specialist conference and will be published in the IEEE Proceedings. The papers are titled "Efficient Charge Transport in Nanocone Tip-Film Solar Cells" and "Nanojunction solar cells based on polycrystalline CdTe films grown on ZnO nanocones."

The research was supported by the Laboratory Directed Research and Development program and the Department of Energy's Office of Nonproliferation Research and Engineering.

Other contributors to this technology are Sang Hyun Lee, X-G Zhang, Chad Parish, Barton Smith, Yongning He, Chad Duty and Ho Nyung Lee.

UT-Battelle manages ORNL for DOE's Office of Science.

One of the most important decisions facing designers of plug-in electric or hybrid vehicles is related to battery choice. Now, researchers at the Norwegian University of Science and Technology (NTNU) have used a life cycle analysis to examine three vehicle battery types to determine which does the best job of powering the vehicle while causing the least amount of environmental impact during its production.

Their results, published in the latest edition of the scientific journal Environmental Science and Technology, show that on a per-storage basis, the nickel metal hydride (NiMH) battery had the most environmental impact, followed by the nickel cobalt manganese lithium-ion (NCM) and iron phosphate lithium-ion (LFP) batteries for all impacts considered, except ozone depletion potential. The researchers also found higher life cycle global warming emissions than have been previously reported.

The researchers, Guillaume Majeau-Bettez, a PhD candidate in NTNU's Industrial Ecology Programme; Troy R. Hawkins, a researcher in the programme; and Anders Hammer Strømman, an associate professor in the programme, conducted a life cycle analysis of the three battery types and looked at 11 different types of environmental impacts from their production. These impacts included everything from greenhouse gas emissions to freshwater ecotoxicity, freshwater eutrophication and human toxicity.

The researchers were surprised to find that except for ozone depletion potential, the NiMH battery performed significantly worse than the two Li-ion batteries for all impact categories. The researchers attributed this difference to the greater use phase efficiency of Li-ion relative to NiMH, and the fact that each kilogram of Li-ion battery is expected to store between 2 to 3 times more energy than the other battery types over the course of its lifetime.

"The NCM and LFP batteries contain at least an order of magnitude less nickel and virtually no rare earth metals," the researchers also observed. "Among Li-ion batteries, our analysis points to overall environmental benefits of LFP relative to NCM, which can be explained by a greater lifetime expectancy and the use of less environmentally intensive materials."

For all three batteries, the energy requirements for their manufacture were a major cause of greenhouse gas emissions. One component of the analysis demonstrated the environmental significance of using polytetrafluoroethylene as dispersant/binder
in the electrode paste. Its production was responsible for more than 97% of the ozone depletion potential of all three batteries, along with 14 -15% of the greenhouse gas production from the two Li-ion batteries, mostly due to the halogenated methane emissions. The final shipping and the production of the cell containers, module packaging, separator material, and electrolyte contribute relatively little to causing environmental damage, with collectively less than 10% of any impact category.

The researchers also point out the importance of the choice of the functional unit for the life cycle analysis. While the production of NiMH causes the least greenhouse gas emissions impact per kilogram, its lower energy density makes it score worst both relative to its nominal energy capacity and the researchers' storage-based functional unit. Similarly, the greenhouse gas impacts of LFP and NCM production are roughly equal for a given mass or nominal energy capacity, but the greater life expectancy of LFP confers a net environmental advantage to this type of battery for a per-energy-delivered functional unit.

"A shift from NiMH to Li-ion may thus be viewed positively," the researchers concluded. "Though associated with important uncertainties, our results point to a higher than expected level of environmental impacts for the production and use of traction batteries. This inventory and life cycle analysis provide a basis for further benchmarking and focused development policies for the industry."

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es103607c

Informations bibliographiques complètes Life Cycle Environmental Assessment of Lithium-Ion and Nickel Metal Hydride Batteries for Plug-In Hybrid and Battery Electric Vehicles. Guillaume Majeau-Bettez, Troy R. Hawkins, and Anders Hammer Strømman
Environ. Sci. Technol., Article ASAP
DOI: 10.1021/es103607c

27 avril.-11 Collecting the sun's energy: Novel electrode for flexible thin-film solar cells

Conventional silicon-based rigid solar cells generally found on the market are not suitable for manufacturing moldable thin-film solar cells, in which a transparent, flexible and electrically conductive electrode collects the light and carries away the current. A woven polymer electrode developed by Empa has now produced first results which are very promising, indicating that the new material may be a substitute for indium tin oxide coatings.

The scarcity of raw materials and increasing usage of rare metals is making electronic components and devices more and more costly.

Such rare metals are used, for example, to make the transparent electrodes found in mobile phone touchscreen displays, liquid-crystal displays, organic LEDs and thin-film solar cells. The material of choice in these cases is indium tin oxide (ITO), a largely transparent mixed oxide. Because ITO is relatively expensive, however, it is uneconomic to use in large area applications such as solar cells.

The search for alternatives

Indium-free transparent oxides do exist, but with demand for them increasing they too are tending to become scarce. In addition, the principal disadvantages such as brittleness remain. The search for alternative coatings which are both transparent and electrically conductive is therefore intense, with materials such as conductive polymers, carbon nanotubes or graphenes coming under scrutiny.

Carbon-based electrodes, however, generally show excessive surface resistance values which make them poor electrical conductors. If a metallic grid is integrated into the organic layer, it reduces not just its resistance but also its mechanical stability. If a solar cell made out of this material is bent, the electrode layers break and are no longer conductive. The challenge thus consists of manufacturing flexible yet stable conductive substrates, ideally in a cost-effective industrial rolling process.

One solution: woven electrodes

One particularly promising possibility is the use of a transparent flexible woven polymer, which Empa has developed together with the company Sefar AG in a project financially supported by the Swiss Commission for Technology and Innovation (CTI). Sefar, which specializes in precision fabrics, is able to produce the woven polymer economically and in large quantities using a roll to roll process similar to the way newspapers are printed. Metal wires woven into the material ensure that it is electrically conductive. In a second process step the material is embedded in an inert plastic layer which does not, however, completely cover the metal filaments, thus retaining its conductivity. The electrode which results is transparent, stable and yet flexible. The Empa researchers then applied a series of coatings to this new substrate to create a novel organic solar cell whose efficiency is compatible to conventional ITO-based cells. In addition, the woven electrode is significantly more stable when deformed than commercially available flexible plastic substrates to which a thin layer of conductive ITO has been applied.

http://www.empa.ch

Informations bibliographiques complètes William Kylberg, Fernando Araujo de Castro, Peter Chabrecek, Uriel Sonderegger, Bryan Tsu-Te Chu, Frank Nüesch and Roland Hany: Woven Electrodes for Flexible Organic Photovoltaic Cells, Adv. Mater. 2011, 23, 1015-1019, doi: 10.1002/adma.201003391

LOS ALAMOS, New Mexico, April 22, 2011—Los Alamos National Laboratory scientists have developed a way to avoid the use of expensive platinum in hydrogen fuel cells, the environmentally friendly devices that might replace current power sources in everything from personal data devices to automobiles.

In a paper published today in Science, Los Alamos researchers Gang Wu, Christina Johnston, and Piotr Zelenay, joined by researcher Karren More of Oak Ridge National Laboratory, describe the use of a platinum-free catalyst in the cathode of a hydrogen fuel cell. Eliminating platinum—a precious metal more expensive than gold—would solve a significant economic challenge that has thwarted widespread use of large-scale hydrogen fuel cell systems.

Polymer-electrolyte hydrogen fuel cells convert hydrogen and oxygen into electricity. The cells can be enlarged and combined in series for high-power applications, including automobiles. Under optimal conditions, the hydrogen fuel cell produces water as a "waste" product and does not emit greenhouse gasses. However, because the use of platinum in catalysts is necessary to facilitate the reactions that produce electricity within a fuel cell, widespread use of fuel cells in common applications has been cost prohibitive. An increase in the demand for platinum-based catalysts could drive up the cost of platinum even higher than its current value of nearly $1,800 an ounce.

The Los Alamos researchers developed non-precious-metal catalysts for the part of the fuel cell that reacts with oxygen. The catalysts—which use carbon (partially derived from polyaniline in a high-temperature process), and inexpensive iron and cobalt instead of platinum—yielded high power output, good efficiency, and promising longevity. The researchers found that fuel cells containing the carbon-iron-cobalt catalyst synthesized by Wu not only generated currents comparable to the output of precious-metal-catalyst fuel cells, but held up favorably when cycled on and off—a condition that can damage inferior catalysts relatively quickly.

Moreover, the carbon-iron-cobalt catalyst fuel cells effectively completed the conversion of hydrogen and oxygen into water, rather than producing large amounts of undesirable hydrogen peroxide. Inefficient conversion of the fuels, which generates hydrogen peroxide, can reduce power output by up to 50 percent, and also has the potential to destroy fuel cell membranes. Fortunately, the carbon- iron-cobalt catalysts synthesized at Los Alamos create extremely small amounts of hydrogen peroxide, even when compared with state-of-the-art platinum-based oxygen-reduction catalysts.

Because of the successful performance of the new catalyst, the Los Alamos researchers have filed a patent for it.

"The encouraging point is that we have found a catalyst with a good durability and life cycle relative to platinum-based catalysts," said Zelenay, corresponding author for the paper. "For all intents and purposes, this is a zero-cost catalyst in comparison to platinum, so it directly addresses one of the main barriers to hydrogen fuel cells."

The next step in the team's research will be to better understand the mechanism underlying the carbon-iron-cobalt catalyst. Micrographic images of portions of the catalyst by researcher More have provided some insight into how it functions, but further work must be done to confirm theories by the research team. Such an understanding could lead to improvements in non-precious-metal catalysts, further increasing their efficiency and lifespan.

Fundamental findings about the processes in photoelectrochemical cells published by KIT scientists in Physical Review Letters

The exploitation and utilization of new energy sources are considered to be among today's major challenges. Solar energy plays a central role, and its direct conversion into chemical energy, for example hydrogen generation by water splitting, is one of its interesting variants. Titanium oxide-based photocatalysis is the presently most efficient, yet little understood conversion process. In cooperation with colleagues from Germany and abroad, scientists of the KIT Institute for Functional Interfaces (IFG) have studied the basic mechanisms of photochemistry by the example of titania and have presented new detailed findings.

Even though hydrogen production from water and sunlight by means of oxide powders has been studied extensively for several decades, the basic physical and chemical mechanisms of the processes involved cannot yet be described in a satisfactory way. Together with colleagues from the universities of St. Andrews (Scotland) and Bochum and Helmholtz-Forschungszentrum Berlin, scientists at KIT's Institute for Functional Interfaces, headed by Professor Christof Wöll, have succeeded in gathering new findings on the fundamental mechanisms of photochemistry on titanium dioxide (TiO2).

Titanium dioxide, or titania, is a photoactive material occurring in nature in the rutile and anatase modifications, the latter of which being characterized by a ten times higher photochemical activity. When the white TiO2 powder, which is also used as a pigment in paints and sunscreens, is exposed to light, electrons are excited and can, for example, split water into its components oxygen and hydrogen. The hydrogen produced in that way is a "clean" energy source: No climate-killing greenhouse gases are generated but only water is produced during combustion. Titanium dioxide is also used to manufacture self-cleaning surfaces from which unwanted films are removed through photochemical processes triggered by incident sunlight. In hospitals, this effect is used for sterilizing specially coated instruments by means of UV irradiation.

So far, the physical mechanisms of these photochemical reactions on titania surfaces and especially the reason for the much higher activity of anatase could not be explained. The powder particles used in photoreactors are as tiny as a few nanometers only and are thus too small for use in studies by means of the powerful methods of surface analysis. By using instead mm-sized single-crystal substrates, the researchers were for the first time able to precisely study photochemical processes on the surface of titanium dioxide by means of a novel infrared spectrometer.

Using a laser-based technique, the scientists, in addition, determined the lifetime of light-induced electronic excitations inside the TiO2 crystals. According to Professor Christof Wöll, Head of the IFG, exact information about these processes is of great importance: "A short lifetime means that the excited electrons fall back again at once: We witness some kind of an internal short circuit. In the case of a long lifetime, the electrons remain in the excited state long enough to be able to reach the surface of the crystal and to induce chemical processes." Anatase is particularly well suited for the latter purpose because it is provided with a special electronic structure that prevents "internal short circuits". Knowledge of this feature will allow the researchers to further optimize shape, size, and doping of anatase particles used inside photoreactors. The objective is to develop photoactive materials with higher efficiencies and longer lifetimes: "The results obtained by Professor Wöll and his co-workers are of great importance regarding the generation of electrical and chemical energy from sunlight, and especially regarding the optimization of photoreactors," says Professor Olaf Deutschmann, spokesman of the Helmholtz Research Training Group on "Energy-related Catalysis".

The results obtained by the researchers have been published in Physical Review Letters. The online version of the paper is available on http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i13/e138302

Mingchun Xu, Youkun Gao, Elias Martinez Moreno, Marinus Kunst, Martin Muhler, Yuemin Wang, Hicham Idriss, Christof Wöll, Phys. Rev. Lett. 106, 138302 (2011)

Karlsruhe Institute of Technology (KIT) is a public corporation according to the legislation of the state of Baden-Württemberg. It fulfills the mission of a university and the mission of a national research center of the Helmholtz Association. KIT focuses on a knowledge triangle that links the tasks of research, teaching, and innovation.

This press release is available on the internet at www.kit.edu .

The photo of printing quality may be downloaded under www.kit.edu or requested by mail to presse@kit.edu or phone +49 721 608-47414.

http://www.lalibre.be/societe/planete/article/654482/le-trottoir-producteur-d-energie-a-l-etude.html

La ministre Huytebroeck souhaite valoriser l'énergie des passants bruxellois.

Dans le cadre de la semaine européenne de l'énergie durable, la ministre bruxelloise de l'Energie et de l'Environnement Evelyne Huytebroeck a testé place du Luxembourg, dans le quartier européen de Bruxelles, un trottoir producteur d'énergie. Séduite par l'initiative, elle compte sensibiliser ses collègues pour installer un projet similaire à Bruxelles.

La Ville de Toulouse a installé il y a une semaine une vingtaine de dalles productrices d'énergie alimentant des réverbères. La portion de trottoir expérimental se situe dans le centre-ville, à la sortie d'un métro, où passent quotidiennement 10.000 personnes. L'énergie produite en journée par les passants est stockée pour être restituée la nuit. En théorie, l'installation devrait assurer l'éclairage du trottoir durant trois à quatre heures, selon le maire-adjoint de Toulouse, responsable de l'éclairage public, Alexandre Marciel. Chaque dalle coûte 1.000 euros.

L'installation testée par la ministre bruxelloise est, elle, équipée en outre de panneaux solaires latéraux destinés à augmenter la durée de l'éclairage.Les dalles productrices d'énergie à Toulouse sont sobres et intégrées au trottoir. Le maire-adjoint de Toulouse se réjouit que les passants ne ressentent pas de changement en foulant les nouvelles dalles de béton.

La ministre Evelyne Huytebroeck envisage plutôt de faire de ce projet un outil pédagogique visible dans le quartier européen. "Au delà de l'aspect symbolique, on voit que dans l'énergie renouvelable, on retrouve aussi l'énergie humaine. Il s'agit d'un projet expérimental qui mérite d'être soutenu et évalué sur une plus grande superficie et à plus long terme", a-t-elle déclaré.

18 avril.-11 De l'eau, du dioxyde de carbone, du soleil: de quoi produire un carburant

L'énergie solaire possède un potentiel remarquable comme source d'énergie propre. De plus, elle est disponible en quantité plus importante que la consommation d'énergie globale. Cependant, l'intermittence par nature de cette source d'énergie rend nécessaire sa conversion en un combustible stockable afin d'exploiter pleinement ce potentiel. Jusqu'à aujourd'hui, l'élaboration de dispositifs basés sur une telle conversion était limitée par des rendements trop bas de conversion, ainsi que par l'utilisation de matériaux précieux. Des chercheurs de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (ETHZ), sous la direction du professeur Aldo Steinfeld, ont conçu un réacteur permettant de produire du carburant à partir d'énergie solaire et de CO2.

Un cylindre poreux constitué d'oxyde de cérium, constituant le coeur du réacteur, est porté à 1500°C grâce à un concentrateur solaire situé en surface du réacteur. A cette température, l'oxyde de cérium est réduit et relâche des atomes d'oxygène. Dans une deuxième étape, de l'eau et du dioxyde de carbone, portés par un gaz de transport inerte, sont introduits dans le réacteur, à une température de 900 °C. Les molécules de CO2 et de H2O réagissent alors en dégageant de l'oxygène, qui est à nouveau intégré par la matrice sous forme d'oxyde de cérium, et forment alors un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Ce gaz de synthèse peut ensuite être utilisé comme carburant.

Le professeur Steinfeld souligne que "le fonctionnement à hautes températures et l'utilisation de la totalité du spectre solaire créent une voie thermodynamique favorable pour la production de carburant à des taux cinétiques et des rendements de conversion énergétique élevés". Le rendement de conversion de l'énergie solaire en énergie de chaleur du carburant atteint 0,8%, soit deux ordres de grandeur plus élevés que les procédés actuels de dissociation de CO2. Selon des analyses thermodynamiques, il pourrait atteindre jusqu'à 15%.

Ces travaux ont été publiés dans la revue américaine Science [1].

Primée lors du salon CTIA Wireless, la technologie Wysips permet d’intégrer un film photovoltaïque transparent sur les écrans de téléphones mobiles afin de recharger l’appareil de façon autonome. Cette technologie pourrait être industrialisée d’ici un an.

Face aux géants de l’industrie mobile, une start-up française, Wysips (What You See Is Photovoltaic Surface), a remporté le CTIA Wireless, dans la catégorie « Enterprise & Vertical Market: Green Telecom & Smart Energy Solutions, Apps & Hardware », un grand concours international de l’innovation mobile qui récompense chaque année, à Orlando, les projets les plus innovants en matière de technologie mobile.

Breveté en 2006, son procédé lenticulaire qui inclut des cellules solaires photovoltaïques dans un film transparent suffisamment fin (100 microns) pour ne pas perturber le fonctionnement de la couche tactile, et sans incidence sur la luminosité, permet de produire de l’énergie afin de recharger un téléphone mobile de façon autonome.

Le démonstrateur présenté lors du salon américain sur un Iphone 4 est déjà relativement abouti. Selon Ludovic Deblois, fondateur et président de WYSIPS, il faut 6 heures à la lumière du soleil pour recharger sa batterie complètement et un peu plus longtemps sous une lampe. Le produit ne permet donc pas la création d’un smart-phone autosuffisant, mais pourrait prolonger son autonomie et réduire le nombre de fois nécessaires pour brancher son appareil sur une prise secteur.

L'origine de cette technologie optique provient de l'étude d'images lenticulaires, qui renvoient des images différentes en fonction de la position de l'observateur. « À partir du procédé holographique que l’on trouve sur les livres, j’ai eu l’idée de remplacer une des deux images par une fine bande photovoltaïque, et ca fonctionne », raconte Joël Gilbert, astrophysicien et inventeur de la technologie Wysips, qui a initié les premiers travaux de recherche et développement dans le domaine de l’énergie solaire depuis 2004. Passionné par les phénomènes optiques, Joël Gilbert a développé une expertise forte permettant ainsi à l’entreprise de déposer de nombreux brevets.

14 avril.-11 Edition 2011 de la conférence sur le véhicule rechargeable de San Diego: la voiture électrique est prête !

Jeudi dernier à San Diego se tenait la conférence "PEV Infrastructure USA 2011" [1] rassemblant les acteurs principaux du véhicule électrique sur la cote ouest américaine. On pouvait y écouter les analystes de Frost & Sullivan, des chefs de projet de grandes marques automobiles, des producteurs d'électricité, des fabricants de bornes de recharge et des prestataires de services liés au déploiement du véhicule électrique.

Le véhicule électrique est prêt

L'analyse présentée par Veerender Kaul (Director - Automotive & Transportation chez Frost & Sullivan), complétée par les retours d'expérience des constructeurs automobiles présents (Toyota, Nissan, Coda, BMW) est sans ambiguïté : Les performances des véhicules électriques nouvellement développés (Volt, Leaf, ...) satisfont les besoins et les attentes du consommateur. A savoir, une autonomie de 100 miles et un temps de charge compris entre 4 et 8 heures.

La recharge se fera en 240 V

Retour à la raison des producteurs d'électricité présents au salon ou impossibilité de déploiement à grande échelle, les 3 sociétés présentes (PG&E, SDG&E, SCL) ainsi que les fabricants et gestionnaires de bornes (Coulomb Technologies, Ecotality) ont été unanimes sur leurs prévisions : la recharge se fera dans les lieux privés (domicile, travail), en 240V et avec un temps de charge de 4/5hrs en moyenne. Selon les retours d'expérience des premières installations pilotes, cette recharge aura lieu quotidiennement, voire 1 fois tous les 2 jours.

Des innovations prises au sérieux

Les prestataires de service sans-fils étaient à l'honneur à l'occasion de ce salon avec la présence de l'américain T-mobile et de l'opérateur norvégien Telenor. De nombreux enjeux reposent sur la possibilité d'intégrer des canaux de communication sans-fil dans les voitures et les bornes de recharge. Au-delà de la simple lecture du niveau de charge de la batterie sur son téléphone, il était question de facturation, de prévision de consommation, de prévision de prix et de gestion de base de données. On pouvait également découvrir en exclusivité un étonnant chargeur lent en 120v dont le principal intérêt est d'offrir une solution portative à très bas coût.

Les débats qui n'ont pas eu lieu

A contre-courant des efforts réalisés par les start-ups californiennes pour révolutionner les modèles d'affaire du véhicule électrique, les responsables opérationnels du secteur n'attendent pas d'innovation majeure pour se lancer. Ainsi, la seconde vie des batteries, les batteries innovantes, le "battery swaping", la charge rapide en courant continu, l'utilisation des batteries pour charger le réseau, étaient absents des débats. Aussi bien les constructeurs automobiles que les producteurs d'électricité n'ont pas souhaité entrer dans ces problématiques qu'ils ne jugent pas d'actualité. Ainsi Chris Chen de SDG&E rappelait que le débat sur la seconde vie des batteries se posera dans 20 ans quand le parc de batterie usagée sera suffisamment important. Concernant les questions autour des futures batteries, Mark Perry ("Director of Advanced Technology" chez Nissan), a rappelé que les performances actuelles des batteries permettaient déjà d'attaquer un nombre suffisant de segments du marché automobile.

Le financement public

Présents au travers de la Commission californienne de l'énergie ("California Energy Commission", CEC) et du ministère du commerce de l'état de Washington ("Washington State Department of Commerce"), les représentants des autorités publiques ont souhaité rappeler leur volonté de soutenir le développement rapide ("fast track") du véhicule électrique aux Etats-Unis. Néanmoins avec un budget de 100 millions de dollars à distribuer entre 2010 et 2015 pour les infrastructures, la CEC a rappelé que cette somme représentait moins que les achats de pétrole quotidien pour la Californie. Le ministère du commerce de l'état de Washington présentait le "I5 Corridor Project", une autoroute de chargeur rapide à courant continue permettant à un conducteur de voiture électrique de traverser les Etats-Unis [2]. Etant donné le coût du projet et le peu d'intérêt des interlocuteurs présents pour les chargeurs à courant continu, le projet a soulevé beaucoup d'interrogations dans l'auditoire.

L'atmosphère générale de ce salon laissait entendre un consensus fort entre constructeurs de voiture, producteurs d'électricité, agences publiques et prestataires de services. Ce qui semble indiquer que la collaboration multidisciplinaire tant réclamée par les spécialistes du secteur s'est finalement produite sur la côte ouest des Etats-Unis [3].

Contrairement aux évènements auxquels nous avons l'habitude d'assister dans la baie de San Francisco, les participants ont souhaité se concentrer sur le présent. Ils ont ainsi mettre en avant que les technologies et les infrastructures actuelles permettent déjà l'émergence à l'échelle industrielle d'un marché du véhicule électrique sur la côte ouest des Etats-Unis.

Cinq étudiants de L'Université du Michigan** ont mis au point une alternative à la méthode classique de séquestration du CO2 ayant cours dans les centrales électriques thermiques.

Leur liquide spécifique qui a fait l'objet d'un brevet est en effet capable de capter 50% des émissions de CO2 émises par les cheminées, offrant ainsi une alternative économiquement viable aux méthodes de conversion souvent coûteuses pour séquestrer le carbone.

L'ingéniosité visible de leur invention (voir image) repose sur une cheminée de 11 pieds (3,35 m). Au sommet, un liquide propriétaire s'écoule vers le bas, tandis que près du sol, des bulles de dioxyde de carbone font le chemin inverse. Au moment où le gaz atteint le sommet, une bonne moitié des émissions de CO2 aura été engloutie par le liquide.

Le processus innovant capture non seulement le carbone, mais il peut aussi le lier à une forme solide, générant au passage un sous-produit qui pourra être réutilisé dans un matériau de construction. Par ailleurs, le liquide lui-même reste recyclable.

Les autres systèmes d'épuration éliminent jusqu'à 90% du dioxyde de carbone sortant de la cheminée, précise Omar Kawatra - directeur du département de génie chimique de l'Université -, mais le liquide résiduel doit être traité ultérieurement afin d'en extraire le dioxyde de carbone, qui sera généralement comprimé et stocké. « C'est une technique très coûteuse, ce qui explique probablement pourquoi on ne la voit pas couramment dans l'industrie », explique Brett Spigarelli, étudiant doctorant et membre de l'équipe de recherche.

Le groupe de scientifiques a déposé un brevet et espère construire une usine pilote en coopération avec un partenaire industriel, comme Carbontec Energy Corp.

** L'équipe comprend 5 étudiants de premier cycle en génie chimique, Janelle Paddock, Paul Hagadone, Alison Springer-Wilson, Aliabbas Sherally et Russ Jungnitsch.

Le "Cleantech Forum" de San Francisco est un peu "la Mecque" des décideurs du domaine "cleantech" en Californie et par extension aux Etats-Unis. La plupart des intervenants et le public sont issus du monde des startups et de l'investissement, du capital risque plus particulièrement. Les plus grands sont là: Sequoia Capital, Kleiner Perkins, etc... Les sujets d'intérêts sont généralement centrés autour des futures opportunités de marché de la "Smart Grid", de l'efficacité énergétique, des énergies renouvelables, des LEDs et des voitures électriques.

Pour autant, lors de la dernière édition qui se tenait en mars dernier, le discours était radicalement différent : il s'agissait de réagir aux changements politiques intervenus à Washington et de se mettre en ordre de bataille pour défendre les législations favorables aux technologies propres contre les assauts de la nouvelle Chambre des représentants, désormais à dominante républicaine et donc moins sensibles aux problématiques sur le climat.

Nous étions donc témoins de la résurrection de l'esprit "rebelle" californien qui avait conduit à la défaite de la "Proposition 23" en novembre dernier, qui visait à suspendre l'application du Grenelle de l'environnement Californien [1]. Mais il est étonnant de voir cette révolution menée par des investisseurs richissimes de Californie.

Le terreau californien propice

En novembre dernier la législation phare du Gouverneur sortant Arnold Schwarzenegger, l'"Assembly Bill 32" (AB32) ou ''Global Warming Solutions Act of 2006'' [2], jouait sa survie: D'un coté un projet de vote d'initiative populaire, la "Proposition 23", financé par un lobby pétrolier en provenance du Texas proposait de suspendre l'application d'AB32 tant que le chômage en Californie serait supérieur à 5%. De l'autre la candidate républicaine pour le poste de Gouverneur promettait d'y mettre un terme dès son investiture.

Depuis le vent a tourné, la proposition 23 a échoué et le Gouverneur actuel, le démocrate Jerry Brown, est un ardent défenseur de l'économie verte. Mais le vent a aussi tourné à Washington où la chambre des représentants a changé de bord, et avec elle le vote du budget fédéral. Au programme des républicains figurent entre autres la remise en cause de bien des investissements dans l'économie verte faits par l'administration Obama comme ARPA-E [3], et le programme du DoE "Loan Guarantee Program" [4].

Le budget de la politique énergétique d'Obama en danger

=> Des réductions budgétaires drastiques

Ce que proposent les républicains n'est ni-plus ni-moins que des coupes profondes dans les financements des programmes de R&D sur les technologies propres, ainsi que l'élimination des aides et réductions d'impôts associés aux énergies renouvelables [5]. L'objectif serait de réduire à 1 milliard de dollars par an le budget que l'Administration souhaite porter à 8 milliards en 2012 pour financer la R&D dans ce domaine.

=> Le "DoE Loan Program"

Ce programme est un des outils du Gouvernement pour financer le lancement de la commercialisation de nouveaux produits technologiques à fort impact dans le domaine des technologies propres. Il s'agit de l'une des étapes les plus critiques dans la vie d'une startup : le moment où une technologie qui a fait ses preuves en laboratoire et/ou en site de démonstration doit être massivement produite et déployée. Les besoins financiers deviennent alors cruciaux, surtout que la startup a déjà consommé une partie de l'argent de ses investisseurs. Le rôle de l'Etat en tant que soutien à ce moment précis du développement de l'entreprise consiste à apporter une garantie de succès supplémentaire. Le détail du mécanisme du prêt est expliqué ici [6].

Il arrive malgré tout que certains de ces projets financés échouent, et c'est ce qui a récemment poussé un certains nombre de personnes à vouloir auditer le système d'attribution des prêts. Ainsi l'inspecteur général du DoE a trouvé que le processus de réduction des risques de ces investissements n'était pas toujours été assez documenté. Ce constat est fait alors que le programme [7] est soumis à des pressions.

Mais l'échec n'est pas inévitable, surtout quand on prend des paris risqués sur l'avenir. C'est en tout cas l'expérience du directeur du DoE "Loan Program", Jonathan Silver qui s'exprimait lui aussi au "Cleantech Forum" pour défendre son programme [8]. En effet, il vient lui-même du monde du capital risque [9].

=> Le cas Solyndra

Actuellement, le cas qui cristallise toutes les attentions est celui de Solyndra. Cette société qui était parmi les premières a avoir reçu un prêt du DoE était loin de faire l'unanimité sur ses choix technologiques. Grâce à un prêt de 535 millions de dollars du "DoE Loan Guarantee Program", Soyndra avait pu faire sortir de terre une usine où étaient fabriqués ses modules solaires tubulaires à base de cellules photovoltaïques de type couche-mince qui sont sa signature. Cette usine était conçue pour fabriquer 500MW de modules par an et employer 1.000 personnes. Mais les récents déboires de Solyndra [10] en faisait la représentante idéale d'un mauvais investissement, remettant du même coup en cause le modèle du programme financé par DoE. D'autres lauréats comme Tesla et First Solar peuvent rassurer mais certains comme A123 et Fisker n'ont pas encore fait la preuve que le modèle était à même de construire des champions des technologies propres**.

Malgré cela, il ne faut pas enterrer trop vite Solyndra: il est encore des experts pour croire à un retour au premier plan de cette société. La société a en effet récemment remporté des contrats, doublé sa production et divisé par deux ses coûts [11].

Les acteurs financiers du "cleantech" à la rescousse

Toutes ces attaques ouvertes contre les initiatives gouvernementales ont fini par soulever l'indignation de ceux mêmes qui avaient défendu ardemment les lois californiennes en faveur des technologies propres. Il faut dire que de nombreux acteurs du "cleantech" qui bénéficient de ces programmes se trouvent dans cette région. Ainsi, pour rejoindre les critiques exprimées par le secrétaire du DoE, Steven Chu [12], d'autres voix ont décidé de se faire entendre dans le cadre du "Cleantech Forum". C'est le cas de Thomas Steyer.

C'est en effet lui et l'ancien secrétaire d'état républicain George P. Shultz, qui ont décidé de raviver la flamme de la coalition qui avait mené bataille contre la Proposition 23 [13]. Leur organisation nommée "Californians for Clean Energy and Jobs" qui entend promouvoir la mise en oeuvre d'AB32 et la création d'emplois pérennes en Californie dans les technologies propres [14]. Le groupe a aussi l'intention d'avoir une influence au niveau fédéral, grâce à un trésor de guerre d'un million de dollars qui date de la campagne "No on Prop23" [15].

Bien que d'ordinaire discret, Thomas Steyer est une figure proéminente du "lobby cleantech". Milliardaire et directeur d'un fonds spéculatif ("Hedge Fund"), il a permis grâce à d'importantes donations de financer à Stanford des centre de recherche très importants comme le centre Tomkat sur les énergies renouvelables [16] dont le budget de départ s'élevait à 100 millions de dollars, ainsi que le "Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance" qui doit notamment s'attaquer au problème du financement de la R&D dans les technologies propres [17] sous la houlette d'un des gourous de l'énergie, récemment exfiltré de Google [18].

Avec d'autes personnalités importantes de la Silicon Valley, tels que Vinod Khosla (célèbre VC qui investit stratégiquement dans les technologies propres) et John Denniston de "Kleiner Perkins Caufield & Byers", Thomas Steyer représente la nemesis de frères Kochs [19], fortunes pétrolières que l'on trouvaient à l'oeuvre derrière la "Prop23" et ce qui se passe actuellement à Washington [20].

Bilan

On attend maintenant de voir avec impatience comment ce lobby compte changer la donne au niveau fédéral comme il a pu le faire au niveau de l'état de Californie. Mais quand bien même l'administration Obama garderait le cap ou trouvait les moyens d'accélérer les financements de R&D, cela serait-il suffisant pour maintenir une position de leader pour les Etats-Unis sur les technologies propres? Rien n'est moins sûr.

La publication d'un classement des investissements dans ce domaine montre que les Etats-Unis se trouvent maintenant au 3ème rang derrière la Chine bien sûr mais aussi l'Allemagne [21]. Pour certains observateurs, c'est avant tout les clivages politiques autour des énergies fossiles et renouvelables et les frictions sur les sujets tels que le changement climatique qui sont responsables de ce retard sur la Chine où les décisions de l'état en la matière ne sont pas remises en cause [22]. Mais cette théorie n'est pas du tout transposable à l'Allemagne, ou le consensus sur l'utilisation des énergies propres est beaucoup plus fort en plus d'être partagé par la majorités des électeurs et de leurs représentants, ce qui est une leçon intéressante pour les Etats-Unis.

On est aussi en droit de se demander si ces investissements seront à même de générer des emplois et de favoriser la création d'usines [23]. La question des emplois est pourtant primordiale: les défenseurs des technologies propres ont compris qu'ils ne pouvaient pas jouer la carte du changement climatique avec la majorité de la population américaine qui n'en reconnaît pas la base scientifique. L'argument sécuritaire et d'indépendance énergétique vis-à-vis des pays du Golfe a lui aussi fait long feu. Il ne reste donc que l'opportunité économique pour promouvoir ces technologies, et il faut donc mettre en avant qu'elles seront à même de créer des emplois. En Californie il s'agit donc de montrer que les orientations prises par le Gouverneur précédent sont en train de les créer [24] et que le nouveau va faire passer cela à la vitesse supérieure avec des objectifs de 500.000 nouveaux emplois [25].

L'Agence Internationale pour l'Energie (AIE) vient de publier un rapport qui préconise de renforcer les investissements publics pour financer la R&D dans le domaine des énergies renouvelables [26]. Les chiffres parlent d'eux-mêmes: 17 milliards de dollars auraient été investis ces 10 dernières années, à comparer aux 56 milliards engloutis dans le nucléaire et les 22 milliards dans les énergies fossiles. A cela il faut rajouter les aides à la consommation qui s'élèvent à 312 milliards en 2009 pour les énergies fossiles alors que les énergies renouvelables bénéficiaient de seulement 1/6ème de cela. L'AIE préconise notamment l'arrêt total de ces subventions. Espérons que la voix de l'organisation internationale portera jusqu'au Capitol.

11 avril.-11 Récupérer la chaleur des égoûts pour chauffer un groupe scolaire parisien

Afin de réduire ses émissions de gaz à effet de serre, la Ville de Paris s'est dotée, depuis 2007, d'un Plan Climat. L'un de ses axes principaux concerne le développement des énergies renouvelables, l'objectif étant que celles-ci atteignent 30% de la consommation d'énergie de la ville de Paris à l'horizon 2020. C'est dans ce contexte que la Ville de Paris a décidé de réaliser une première expérimentation consistant à récupérer la chaleur des eaux usées circulant dans le collecteur des Coteaux de son réseau d'assainissement pour couvrir plus de 70% des besoins annuels de chauffage du groupe scolaire Wattignies situé dans le XIIème arrondissement. Une solution, proposée par le groupement CPCU/Lyonnaise des Eaux [1] qui permet ainsi d'éviter chaque année l'émission de 76,3 tonnes de CO2.

Rappelons que l'activité humaine en ville est productrice de chaleur, via notamment les appareils électro-ménagers qui évacuent de l'eau portée à haute température, ceci tout au long de l'année. Or les eaux usées qui circulent dans les égouts conservent une partie de cette chaleur. D'où leur température qui se situe entre 12°C et 20°C selon le moment de la journée et les saisons. Pour récupérer les calories contenues dans ces eaux, c'est la technologie Degrés Bleus, brevetée par Lyonnaise des Eaux, qui a été choisie. Il s'agit de faire passer l'eau sur la surface d'une plaque d'inox qui intègre des tuyaux parcourus par un fluide caloporteur (eau glycolée) circulant en boucle fermée à l'intérieur des échangeurs. Au contact du métal, le fluide se réchauffe avant d'alimenter une pompe à chaleur qui va alors concentrer les calories jusqu'à une température de 60°C. Il ne reste plus qu'à transmettre cette chaleur au réseau habituel de chauffage de l'école.

Sûr et non polluant, ne nécessitant aucune combustion et assurant uniquement la transmission de la chaleur, ce système de récupération de calories peut être mis en place dans certaines zones, par exemple les grands ensembles de bâtiments (écoles, complexes sportifs, bâtiments administratifs ... ) ou dans des quartiers à forte consommation de chaleur. Précisons que la réalisation de cette "première" dans le groupe scolaire Wattignies, qui a nécessité notamment l'installation d'une pompe à chaleur dans ses locaux et de 60 mètres d'échangeur dans le collecteur des Coteaux, s'est élevée à 400.000 euros, les travaux ayant été effectués entre octobre 2010 et janvier 2011, les essais de mise en service de l'installation s'étant déroulés de février à début mars 2011.

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[1] Groupement CPCU/Lyonnaise des Eaux
- CPCU ou Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain. Un acteur majeur de l'aménagement durable de la ville.
- Lyonnaise des Eaux, filiale du groupe SUEZ ENVIRONNEMENT, distribue l'eau potable à 12 millions d'habitants et dépollue les eaux usées de plus de 9 millions de personnes en France

7 avril.-11 Ouverture de premier laboratoire asiatique sur les Fuels solaires à NTU: Solar Fuel Lab

Une équipe de douze chercheurs de la Nanyang Technological University (NTU) va travailler sur la reproduction du processus énergétique de photosynthèse chez les plantes pour l'appliquer à la production de combustible hydrogène, à partir de lumière et d'eau. L'ambition principale est de trouver différentes combinaisons de catalyseurs chimiques de faibles coûts pour permettre la division de l'eau en molécules d'oxygène et d'hydrogène. Il s'agit par cela de viabiliser l'industrialisation du procédé et ainsi de réduire la dépendance encore omniprésente des énergies fossiles.

Le laboratoire SolarFuels commencera ses opérations avec un fonds de 2 millions de dollars de Singapour, soit environ 1,15 millions d'euros et vient d'obtenir un prêt de 10 millions de dollars de Singapour, soit environ, 5,7 millions d'euros. Il sera dirigé conjointement par l'une des écoles de NTU, "The School of Materials Science and Engineering" et l'ERI@N (EnergyResearch Institute @ NTU). NTU projette de livrer un prototype d'ici 3 à 5 ans.

A noter que l'ERI@N a réussi à sécuriser 200 millions de dollars de Singapour, soit environ 115 millions d'euros, de fonds de recherche et possède des partenariats avec six prestigieuses universités européennes, incluant l'Université de Cambridge, l'Imperial College de London et la Technical University de Munich (TUM). De nombreux collaborateurs prestigieux participent aux différents projets scientifiques en jeu, tels que Dr Graetzel, de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), lauréat du " MillenniumTechnologyAward 2010 "et célèbre expert international sur les cellules solaires. Au-delà des collaborations académiques, l'ERI@N travaille activement avec des acteurs clés de l'industrie comme Robert Bosch (énergie chimique de type batteries), Vestas (énergie éolienne) et Rolls Royce (voitures électriques).

Des chercheurs du Technion ont réalisé une percée dans la création d'énergie biologique. Ils ont procédé à des changements dans le système de la photosynthèse naturelle; le Technion a déposé un brevet sur ce sujet et l'article publié est devenu hautement recommandé par une organisation mondiale d'experts en biologie.

La coopération interdisciplinaire au Technion a abouti à une percée dans le domaine de la bioénergie. Le Technion a déposé un brevet et les professionnels l'ont salué en parlant de "quelque chose de nouveau sous le soleil" et que cet achèvement est un premier pas vers la création de véritable énergie verte, "l'énergie la plus verte parmi les vertes". Le papier a été publié dans "Proceedings of the National Academy of Sciences" - le prestigieux journal de l'Académie National des Sciences américains.

Le doyen de la faculté de Biologie, Gadi Schuster et le professeur Noam Adir de la faculté de Chimie ainsi que les doctorants Shirley Larom et Faris Salama ont enregistré un important succès sur la route de l'énergie verte. Ils ont réussi à manipuler le processus de photosynthèse (le processus par lequel les plantes absorbent l'énergie solaire et la transforment en énergie chimique) de telle manière qu'il devient possible de produire de l'électricité à partir des plantes. Les scientifiques ont étudié une protéine clé dans le processus de déplacement des électrons au cours de la photosynthèse. A l'état naturel, les protéines extraient des électrons de l'eau et les déplacent à travers une membrane dans les bactéries et les plantes. Les membranes empêchent les flux d'électricité biologique de s'échapper dans des processus subsidiaires. Les chercheurs ont changé un acide aminé -parmi les centaines trouvés dans la protéine- d'un acide aminé positif vers un acide aminé négatif et ont donc réussi à changer la direction de l'émission d'électrons pour permettre l'exploitation de l'énergie produite dans le processus pour un usage ultérieur.

La protéine créée exporte également des électrons à une fréquence assez haute pour produire une quantité d'énergie exploitable et dirige le flux dans une configuration qui permet une absorption efficace de cette énergie. Ce résultat a été obtenu sans changement artificiel nuisant à la protéine. Cela permet de faire croître l'organisme d'une manière entièrement naturelle et permet donc d'obtenir de grandes quantités de protéines à un coût assez bas et ce, sans gêner les processus industriels. Lors de la deuxième étape, les scientifiques du Technion ont cherché une protéine transportant des électrons qui absorberait les électrons émis et les transfèrerait vers une pile électrique. Ils ont trouvé qu'une petite protéine produite par le coeur des chevaux, le cytochrome C, est la plus compatible et remplit au mieux la fonction souhaitée.

Dans l'avenir, les chercheurs du Technion espèrent créer un mécanisme capable de convertir l'énergie biochimique en électricité et hydrogène dans leur forme utilisée quotidiennement. "Cela ne remplacera pas les centrales électriques mais cela peut fournir des quantités non négligeables d'électricité propre, particulièrement dans des endroits ou les réseaux électriques n'existe pas. On espère atteindre un niveau ou peu de feuilles, par exemple des feuilles de tabac, puissent fournir de l'électricité pour un certain nombre d'heures, équivalent à ce que fait une plaque photoélectrique d'un mètre carré" précisent Adir et Schuster.

Sunnco lance un nouveau panneau solaire à très haut rendement, produit en France, nommé "Néra" et dont le coût sera inférieur de 30% par rapport aux générations précédentes.

Fabriqué en Alsace, ce panneau, par sa conception et par son coût, procurera aux particuliers selon la société "un rendement financier jamais égalé jusqu'à présent, de plus de 10%, et ce en dépit de la baisse du tarif d'achat de l'électricité annoncée par le gouvernement."

« Nous travaillons au lancement de ce produit depuis plus de 3 ans : panneau à très haut rendement d'une puissance 250Wc, entièrement fabriqué en France, permettant une intégration parfaite sur tous types de toiture, ce panneau permet aux particuliers d'amortir leur installation en moins de 10 ans, et de bénéficier ensuite d'une électricité "gratuite" pour plusieurs décennies grâce à une nouvelle garantie unique en son genre » a déclaré Sébastien Léopold, fondateur et Président du groupe Sunnco.

« En effet, le panneau solaire fourni par Sunnco est le premier en France à être garanti 20 ans, soit la durée du contrat d'achat d'électricité par EDF ; jusqu'à présent les fabricants garantissaient 20 ans uniquement les cellules qui composent le panneau ».

Ce produit adapté aux maisons individuelles, d'une puissance de 3kWc, sera entièrement installé par les salariés de Sunnco formés dans un centre de formation qui a été créé par Sunnco en partenariat avec Pole Emploi et la Région Aquitaine. Sunnco précise que "ce centre de formation est le 1er centre de formation aux métiers du photovoltaïques en France."

Des scientifiques du Centre de Recherche de Matériaux (CENIMAT) de la Faculté des Sciences et Technologies de l'Université Nouvelle de Lisbonne ont créé un nouveau type de batterie de papier capable d'alimenter des appareils électroniques. Le groupe de chercheurs dirigé par Elvira Fortunato et Rodrigo Martins explique que ces batteries novatrices sont rechargées "grâce à la vapeur d'eau contenue dans l'air, à condition que l'humidité relative demeure de l'ordre de 40%".

La fabrication consiste à déposer, sur une feuille de papier ordinaire, deux électrodes : l'anode (pôle négatif) en aluminium et la cathode (pôle positif) sous la forme d'une couche de cuivre. L'électrolyte, élément conducteur permettant le passage du courant entre ces deux pôles, est la propre feuille de papier. La technologie n'est pour l'instant pas sortie du laboratoire. Selon Rodrigo Martins, le grand avantage de cette batterie est qu'elle est auto-rechargeable. L'équipe est également à l'origine des premières bio-batteries, rechargeables avec des fluides du corps humain tels que la sueur et le plasma sanguin et destinées à être utilisées dans des dispositifs comme les pacemakers.

Les chercheurs du CENIMAT se fixent l'objectif audacieux de fabriquer tout type de dispositif électronique avec du papier, y compris des écrans interactifs. A ce sujet, l'équipe est actuellement impliquée dans un projet européen dénommé APPLE (Autonomous Printed Paper products for functional Labels and Electronics), coordonné par l'Université de Grenoble et qui sera lancé d'ici peu.

1 avril.-11 From crankcase to gas tank: New microwave method converts used motor oil into fuel (pyrolysis)

Contact: Michael Bernstein
m_bernstein@acs.org
714-765-2012 (Meeting, March 27-31)
202-872-6042 (Before March 27)
Michael Woods
m_woods@acs.org
714-765-2012 (Meeting, March 27-31)
202-872-6293 (Before March 27)

This release is also available in Chinese on EurekAlert! Chinese.

ANAHEIM, March 28, 2011 — That dirty motor oil that comes out of your car or truck engine during oil changes could end up in your fuel tank, according to a report presented here today at the 241st National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS). It described development of a new process for recycling waste crankcase oil into gasoline-like fuel — the first, they said, that uses microwaves and has "excellent potential" for going into commercial use.

"Transforming used motor oil into gasoline can help solve two problems at once," said study leader Howard Chase, Professor of Biochemical Engineering at the University of Cambridge in the United Kingdom. "It provides a new use for a waste material that's too-often disposed of improperly, with harm to the environment. In addition, it provides a supplemental fuel source for an energy-hungry world."

Estimates suggest that changing the oil in cars and trucks produces about 8 billion gallons of used motor oil each year around the world. In the United States and some other countries, some of that dirty oil is collected and re-refined into new lubricating oil or processed and burned in special furnaces to heat buildings. Chase noted, however, that such uses are far from ideal because of concerns over environmental pollution from re-refining oil and burning waste oil. And in many other countries, used automotive waste oil is discarded or burned in ways that can pollute the environment.

Scientists thus are looking for new uses for that Niagara of waste oil, growing in volume as millions of people in China, India, and other developing countries acquire cars. Among the most promising recycling techniques is pyrolysis, a process that involves heating oil at high temperatures in the absence of oxygen. Pyrolysis breaks down the waste oil into a mix of gases, liquids, and a small amount of solids. The gases and liquids can then be chemically converted into gasoline or diesel fuel. However, the current processes heat the oil unevenly, producing gases and liquids not easily converted into fuel.

Chase and his research team say the new method overcomes this problem and uses their new pyrolysis technology. In lab studies, his doctoral students, Su Shiung Lam and Alan Russell, mixed samples of waste oil with a highly microwave-absorbent material and then heated the mixture with microwaves. The pyrolysis process appears to be highly efficient, converting nearly 90 percent of a waste oil sample into fuel. So far, the scientists have used the process to produce a mixture of conventional gasoline and diesel.

"Our results indicate that a microwave-heated process shows exceptional promise as a means for recycling problematic waste oil for use as fuel," Chase and Lam said. "The recovery of valuable oils using this process shows advantage over traditional processes for oil recycling and suggests excellent potential for scaling the process to the commercial level."

Can the internal combustion engine still be improved? Yes, thanks in particular to downsizing, a solution that cannot be ignored, and one that is both cost-efficient to implement and beneficial to the environment.
The principle is to reduce the engine size in order to reduce consumption, without affecting power.

In order to do so, supercharging (turbo or air compressor) is used alongside a range of systems and methods aiming to optimise the engine mechanism. A kind of virtuous circle, which increases performance while minimising energy needs, is setting itself up.

Thanks to downsizing, among other things, thermic engines could reduce their C02 emissions by between 5% (for diesel models) and 40% (for petrol models) by 2020, and reach an optimal working level. It’s an important issue for this kind of engine, which should be able to remain dominant for a long time in the car market.

The two mainstays of downsizing

Supercharging (turbocompressor or compressor): here, pumps are driven by the exhaust gases which blow compressed air into the cylinders in order to support the combustion of the mix (air/fuel).

The aim: to increase the power of the engine.

Direct injection: this technology means distributing the fuel* directly in the combustion chamber rather than upstream, in the intake manifold for petrol engines or in the combustion pre-chamber for diesel engines.
This system uses an electronic computer to drive the quantity of fuel introduced into the combustion chamber, by only injecting the fuel into the parts where the combustion will have maximum efficiency.

The aim: to reduce the engine’s fuel consumption.

*A fuel is a combustible that feeds an engine. An engine is a device that transforms a non-mechanical energy (wind, chemical, electric, thermic by...) into thermic energy. This transforms the chemical energy of the fuel.

Contact: Michael Bernstein
m_bernstein@acs.org
714-765-2012 (Meeting, March 27-31)
202-872-6042 (Before March 27)

Michael Woods
m_woods@acs.org
714-765-2012 (Meeting, March 27-31)
202-872-6293 (Before March 27)

ANAHEIM, March 27, 2011 — Scientists today claimed one of the milestones in the drive for sustainable energy — development of the first practical artificial leaf. Speaking here at the 241st National Meeting of the American Chemical Society, they described an advanced solar cell the size of a poker card that mimics the process, called photosynthesis, that green plants use to convert sunlight and water into energy.

"A practical artificial leaf has been one of the Holy Grails of science for decades," said Daniel Nocera, Ph.D., who led the research team. "We believe we have done it. The artificial leaf shows particular promise as an inexpensive source of electricity for homes of the poor in developing countries. Our goal is to make each home its own power station," he said. "One can envision villages in India and Africa not long from now purchasing an affordable basic power system based on this technology."

The device bears no resemblance to Mother Nature's counterparts on oaks, maples and other green plants, which scientists have used as the model for their efforts to develop this new genre of solar cells. About the shape of a poker card but thinner, the device is fashioned from silicon, electronics and catalysts, substances that accelerate chemical reactions that otherwise would not occur, or would run slowly. Placed in a single gallon of water in a bright sunlight, the device could produce enough electricity to supply a house in a developing country with electricity for a day, Nocera said. It does so by splitting water into its two components, hydrogen and oxygen.

The hydrogen and oxygen gases would be stored in a fuel cell, which uses those two materials to produce electricity, located either on top of the house or beside it.

Nocera, who is with the Massachusetts Institute of Technology, points out that the "artificial leaf" is not a new concept. The first artificial leaf was developed more than a decade ago by John Turner of the U.S. National Renewable Energy Laboratory in Boulder, Colorado. Although highly efficient at carrying out photosynthesis, Turner's device was impractical for wider use, as it was composed of rare, expensive metals and was highly unstable — with a lifespan of barely one day.

Nocera's new leaf overcomes these problems. It is made of inexpensive materials that are widely available, works under simple conditions and is highly stable. In laboratory studies, he showed that an artificial leaf prototype could operate continuously for at least 45 hours without a drop in activity.

The key to this breakthrough is Nocera's recent discovery of several powerful new, inexpensive catalysts, made of nickel and cobalt, that are capable of efficiently splitting water into its two components, hydrogen and oxygen, under simple conditions. Right now, Nocera's leaf is about 10 times more efficient at carrying out photosynthesis than a natural leaf. However, he is optimistic that he can boost the efficiency of the artificial leaf much higher in the future.

"Nature is powered by photosynthesis, and I think that the future world will be powered by photosynthesis as well in the form of this artificial leaf," said Nocera, a chemist at Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Mass.

Nocera acknowledges funding from The National Science Foundation and Chesonis Family Foundation.

The American Chemical Society is a non-profit organization chartered by the U.S. Congress. With more than 163,000 members, ACS is the world's largest scientific society and a global leader in providing access to chemistry-related research through its multiple databases, peer-reviewed journals and scientific conferences. Its main offices are in Washington, D.C., and Columbus, Ohio.

PepsiCo dévoile sa bouteille 100% renouvelable

PepsiCo a récemment dévoilé une nouvelle bouteille bioplastique, 100% renouvelable, fabriquée entièrement à base de matériaux végétales et qui pourrait révolutionner l'industrie de l'embouteillage.

Alors que les autres géants de la distribution des sodas et des eaux se sont engagés eux aussi à apporter leur contribution dans la fabrication d'emballages durables, aucun d'entre eux n'a pour l'instant réussi à atteindre ce degré de sophistication.

Le projet pilote de PepsiCo devrait être lancé en 2012, après quoi, le groupe américain a l'intention de l'étendre à grande échelle.

La bouteille est composée de "matériaux bruts biologiques", a précisé dans un communiqué PepsiCo, citant notamment l'écorce de conifères et les feuilles de maïs. En combinant des processus biologiques et chimiques, PepsiCo a identifié des méthodes capables de créer une structure moléculaire identique aux polyéthylène téréphtalate (PET), à base de pétrole.

"A l'avenir, le groupe prévoit (...) d'inclure des épluchures d'orange, des pelures de pommes de terre, des cosses d'avoine et d'autres produits agricoles dérivés de ses activités agro-alimentaires", a ajouté le communiqué.

"PepsiCo, qui est l'un des plus gros groupes agro-alimentaires au monde, est dans une position unique pour utiliser les produits dérivés agricoles (...) afin de fabriquer une bouteille écologiquement préférable pour nos activités de boisson", a commenté la PDG Indra Nooyi, évoquant "un modèle de fonctionnement durable".

Concernant cette bouteille 100% recyclable, PepsiCo affirme qu'elle possède le même aspect, et le même niveau de protection qu'une bouteille en plastique classique.

25 mars.-11 U of M researchers close in on technology for making renewable petroleum

Pour résoudre son approvisionnement énergétique, coûteux en raison de son isolement, l’île d’Ouessant va se doter d’ici 2012 d’une hydrolienne. Pendant sous-marin de sa cousine l’éolienne, l’hydrolienne a toutefois l’avantage d’être totalement immergée. A terme, cette hydrolienne, baptisée Sabella D10, couvrira 40 % de la consommation énergétique de l’île. Une option largement prisée en Bretagne et qui a le mérite d’aider la France à atteindre son objectif de 23 % d’énergies renouvelables d’ici 2020.

Hydrolienne : l’île d’Ouessant mise sur le courant marin

La Bretagne a le mérite de représenter un formidable terreau pour l’installation d’hydroliennes. Les forts courants marins qui y sévissent rendent en effet économiquement viable et écologiquement primordial la pose d’éoliennes sous-marines (voir Energies marines : création d’un centre de recherche à Brest). La PME quimperoise, Sabella, l’a bien compris et a été parmi les premières à plonger dans l’aventure. Après avoir installé plusieurs spécimens dans la baie de Bénodet, elle compte désormais implanter, début 2012, la machine Sabella D10 dotée d’une hélice de 10 mètres de diamètre au large d’Ouessant.

Orpheline du réseau EDF (à cause des fonds marins accidentés), l’île d’Ouessant jouit tout de même d’un fort courant marin, le Fromveur, dont la vitesse peut atteindre les 16 km/h. Pour profiter de cette manne hydrocinétique et aider ainsi la France à atteindre son objectif de 23 % d’énergies renouvelables d’ici 2020, l’île va donc se doter d’une hydrolienne qui suppléera la coûteuse et polluante centrale électrique au fuel. Sauf durant l’étale (sans mouvement, ndlr) de basse et de pleine mer lorsque le courant diminue très fortement. Sur son blog, le maire de Bordeaux et actuel ministre des Affaires Etrangères, Alain Juppé, confirmait d’ailleurs : « L’enjeu écologique est évident : où trouverons-nous les 23 % d’énergies renouvelables que nous nous sommes engagés à produire d’ici 2020 si nous ne jouons pas sur toute la gamme ? » (voir Bordeaux : des hydroliennes dans la Garonne pour éclairer la ville).

Une filière en pleine émergence

Connecté au réseau électrique de l’île, le générateur de l’hydrolienne fournira jusqu’à 500 MW, soit 40 % de la consommation totale des insulaires. Testé pendant un an, dès 2012, ce premier exemplaire coûtera la bagatelle de 9 millions d’euros dont 3,5 millions seront alloués par l’Etat. Pas de quoi entamer la motivation du PDG de Sabella qui concède que ce premier exemplaire sera plus cher en raison du « coût de développement de la technologie ». Dans le cadre du projet de ferme hydrolienne dénommée Eussabella, trois autres éoliennes sous-marines viendront ensuite compléter le dispositif.

EDF avait pourtant testé, dans les années 70, l’implantation de deux éoliennes sur l’île. Très peu résistantes aux violentes conditions climatiques, la première avait été balayée par une tempête alors que l’autre n’avait jamais été mise en service. EDF mise désormais sur les hydroliennes et compte implanter, courant 2012, un parc de quatre engins sur le site de Paimpol-Bréhat. Une machine test doit d’ailleurs être installée dans les mois à venir…

Produire de l'hydrogène à partir d'urine

Lorsque vous roulez sur les autoroutes et surtout sur de grandes distances, vous réalisez souvent 2 actions quasi-inévitables : vous remplissez le réservoir de votre véhicule d'une part (normal) et vous allez "vidanger" votre vessie d'autre part (c'est humain) !

A partir de ce constat, des chimistes américains ont eu l'idée de combiner "ravitaillement" et "vidange" en créant un nouveau type de catalyseur capable d'extraire l'hydrogène de l'urine.

Le processus développé par Gerardine Botte (au centre - photo ci-dessous), professeur à l'Université de l'Ohio se base sur une approche d'électrolyte dont l'objectif est de produire de l'hydrogène à partir de l'urine, pour un coût inférieur à la production d'hydrogène classique (eau).

Le principal constituant de l'urine est l'urée, qui comporte 4 atomes d'hydrogène par molécule. Parce que ces atomes sont moins étroitement liés que ceux de l'hydrogène dans les molécules d'eau, l'utilisation de l'urine comme alternative à la production d'hydrogène se révèle être autant voire plus rentable. Il faut savoir que l'urine constitue la source de déchets la plus abondante sur notre planète !

Le mécanisme d'électrolyse qui va briser la molécule utilise une nouvelle électrode peu coûteuse à base de nickel pour oxyder sélectivement et efficacement l'urée. De là, une tension de 0.37V est appliquée à travers la cellule pour briser la molécule, bien en deçà des 1,23V nécessaires pour décomposer l'eau.

"Au cours du processus électrochimique, l'urée est absorbée sur la surface de l'électrode de nickel, où circule l'électron nécessaire pour casser la molécule", a précisé le professeur Botte.

Elle croit enfin que cette technologie pourrait facilement être mise à niveau pour produire de l'hydrogène lors du nettoyage des effluents des stations d'épuration. "Nous n'avons pas besoin de réinventer la roue puisqu'il existe déjà des électrolyseurs utilisés dans différentes applications."

Le constructeur franco-allemand mia electric a présenté en exclusivité, à l’occasion du 81ème salon International de l'Automobile de Genève, les trois modèles du nouveau véhicule électrique mia, produit à Cerizay, dans les Deux-Sèvres.

Développée par le célèbre designer auto Murat Günak (anciennement designer en Chef de Volkswagen), la mia se distingue notamment par son design et sa configuration intérieure.

En effet, un siège conducteur central offre une vue parfaitement dégagée sur la circulation urbaine et permet de monter et descendre de chaque côté du véhicule. Ensuite, des portes coulissantes avec découpes dans le toit et le sol facilitent l'accès à bord. Enfin, un habitacle particulièrement spacieux pour cette longueur de véhicule (2.87 m pour le modèle 3 places standard) offre aux passagers arrière la possibilité d'étendre leurs jambes.

En plus du véhicule standard 3 places, la citadine se décline également en deux variantes de 3,19 m de long : la mia L, véhicule de 4 places doté d'une banquette 3 places, et la mia U, offrant un volume de chargement de 1500 litres.

Avec une construction particulièrement légère, seulement 750 kg pour le modèle 3 places - batterie incluse (759 kg pour la mia U), la mia économise au mieux l'électricité. Ainsi, avec une batterie standard (8 kWh), elle garantit une autonomie de 80 à 90 km et sa batterie peut être entièrement rechargée en 3 heures environ sur une prise électrique classique. Une seconde variante de batterie, plus puissante (12 kWh), est également disponible. Par ailleurs, l'absence d'effet mémoire de la batterie permet des charges courtes : 8 km d'autonomie en à peine 10 minutes de charge.

« Nous sommes très fiers de présenter pour la première fois à Genève trois versions inédites de la mia issues des chaînes de montage de notre usine de production à Cerizay. C’est une étape importante, qui précède le lancement officiel de la production de série au mois de juin 2011 et marque la première apparition de mia electric sur le salon en tant que nouvelle marque automobile franco-allemande, entièrement dédiée à l’électromobilité » a déclaré Roman Dudenhausen, Président de mia electric.

La commercialisation aux flottes professionnels a débuté en octobre 2010, et la production de série démarrera dès le mois de juin 2011. La mia fera partie au même titre que les véhicules des marques Renault (Twizy, Kangoo express ZE, Fluence) ou Peugeot (iOn) des tous premiers modèles de série 100% électriques à voir le jour sur le marché français en 2011.

L'usine mia electric de Cerizay dispose d'une capacité de production annuelle d'au moins 12 000 unités. Pour 2011, l'entreprise a pour objectif de livrer 6 000 véhicules en Allemagne et en France (à compter du démarrage de la production de série).

Les coûts en électricité de la mia pour les utilisateurs en France sont d'environ 1 euro pour 100 km et son prix d'achat est de 15 920 euros pour la version de base du véhicule 3 places (bonus écologique gouvernemental de 3 900 euros inclus) .

On apprend que Mia electric a conclu avec la société E4V un partenariat stratégique d'une durée de 4 ans, portant sur la l'approvisionnement de batteries pour un total de 300 millions de dollars (216 millions d'euros).

** Le constructeur automobile mia electric est basé à Cerizay, dans les Deux Sèvres, sur le site du constructeur automobile Heuliez dont il a repris les activités de développement électrique en juin 2010. La société mère de mia electric SAS est la société allemande mia electric GmbH, basée à Merzig (Saare) et Essen (Ruhr), et responsable du développement stratégique et de la commercialisation de la mia. Les associés de l’entreprise sont l’entrepreneur sarrois Edwin Kohl et les experts en énergie de Essen, la société Conenergy AG. La Région Poitou Charentes est associée à hauteur de 30% à la société française de production mia electric.

Le Laboratoire de Photovoltaïque de l'Université du Luxembourg a annoncé avoir conçu un procédé optimisé d'élaboration de cellules solaires à base de kësterite, établissant à 6,1 % le nouveau record européen de rendement.

Ce rendement a été certifié par l'Institut Fraunhofer des systèmes d'énergie solaire, l'un des huit laboratoires au monde à être agréé pour certifier le rendement des cellules solaires.

La kësterite permet de conjuguer le bas coût des technologies des cellules solaires en couches minces au coût extrêmement bas des matières premières. Les principaux composants sont le cuivre, le zinc, l'étain et le soufre ou le sélénium, soit autant d'éléments abondants et peu onéreux. Plusieurs laboratoires ont fait part que la perte d'étain pendant la préparation limite la capacité à contrôler les processus de dépôt. C'est pourquoi le laboratoire de photovoltaïque a conçu un processus de préparation qui permet de contrôler cette perte. Le premier essai a généré le rendement record.

Les détails du processus de préparation ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society.

« Grâce à ce premier succès, nous sommes dorénavant en mesure de comprendre les autres contraintes assorties à ces cellules solaires, ce qui nous permettra d'augmenter encore leur rendement à l'avenir », explique Susanne Siebentritt, directrice du Laboratoire de Photovoltaïque. Ce laboratoire a été fondé au Luxembourg en avril 2007 dans le cadre de la « Chaire TDK Europe », partenariat entre le secteur privé et le secteur public financé par la TDK Corporation et l'Université du Luxembourg.

La part de marché des cellules solaires en couches minces ne cesse actuellement de progresser, du fait de leur faible coût de production. Ces cellules consomment nettement moins de matière et d'énergie que les technologies utilisant des wafers classiques.

Le Laboratoire de Photovoltaïque de l'Université du Luxembourg abrite un groupe de chercheurs qui s'emploie à inventer de nouveaux matériaux et processus pour les cellules solaires. Le laboratoire cherche également à affiner la compréhension physique des matériaux et interfaces présents dans ces cellules solaires.

20 years of research produces definitive study on benefits of Chinese single-slope greenhouses

BEIJING, CHINA—Solar greenhouses have played a vital role in China's agricultural scene for years. New innovations in greenhouse design are allowing growers to produce more varieties of vegetables, even during long winter months. In a recently published report Chinese scientists called solar greenhouses "the most important type of infrastructures for growing horticultural crops in China." The team of researchers from the College of Agronomy and Biotechnology at China Agricultural University presented an extensive report on single-slope solar greenhouses in a recent issue of HortTechnology. Based on 20 years of systematic studies, the report noted: "Increased proliferation of efficient solar greenhouses in China may contribute to solving worldwide problems such as the energy crisis and global climate change."

Single-slope solar greenhouses are built facing south using support and insulation walls on the north, east, and west sides. A short roof is installed on top of the north wall. The south side is supported by metal or bamboo frames (or a mixture of both materials), and is covered with plastic film and an insulating blanket. These energy-efficient greenhouses use solar energy as the only source of light and heat for winter crop production in the region between latitudes 32°N and 43°N for production of warm season crops such as tomato and cucumber.

As in other parts of the world, the feasibility of using solar greenhouses in China largely depends on the relative duration of sunshine in the winter and temperatures at the greenhouse site. Solar greenhouses are widely used in the regions north of Huai River and the Beijing area, where greenhouses usage has greatly reduced energy demand and carbon dioxide emissions. The success of China's solar greenhouse operations has contributed to the structures' adoption by countries such as Japan, Korea, and Russia.

The researchers noted that while solar greenhouses have many advantages—energy savings, reduced pollution, and improved economic development—the structures also have distinct disadvantages due to their heavy reliance on the sun and weather conditions. Especially during winter, less solar radiation and low temperatures can have a significant negative impact on warm-season vegetable productivity of the greenhouses, and addressing these issues can be challenging.

"Innovation and optimization of the greenhouse structure needs to continue. More work needs to be done on gutter-connected, double-arched, and semi-underground greenhouses. New wall insulation materials need to be developed to reduce the thickness of the wall while improving its insulation efficiency and expanding space utilization, said Zhen-Xian Zhang, lead author of the study. The study also recommended that breeding new varieties of horticultural crops that can adapt to low light and winter temperatures in solar greenhouses will provide another strategy to ensure sustainable development of the greenhouse industry.

"The solar greenhouse has a very bright future, especially given the amount of concern over the global energy crisis and climate change. Additionally, significant energy savings can be realized from switching to solar greenhouses. We hope this technology can be applied to regions of similar climate to help reduce energy consumption and CO2 emissions", Zhang said.

The complete study and abstract are available on the ASHS HortTechnology electronic journal web site:

http://horttech.ashspublications.org/cgi/content/abstract/20/3/626

Founded in 1903, the American Society for Horticultural Science (ASHS) is the largest organization dedicated to advancing all facets of horticultural research, education, and application. More information at ashs.org

Solar thermal power plants that produce hotter steam can capture more solar energy. That's why Siemens is exploring an upgrade for solar thermal technology to push its temperature limit 160 °C higher than current designs. The idea is to expand the use of molten salts, which many plants already use to store extra heat. If the idea proves viable, it will boost the plants' steam temperature up to 540 °C—the maximum temperature that steam turbines can take.

Siemens's new solar thermal plant design, like all large solar thermal power plants now operating, captures solar heat via trough-shaped rows of parabolic mirrors that focus sunlight on steel collector tubes. The design's Achilles' heel is the synthetic oil that flows through the tubes and conveys captured heat to the plants' centralized generators: the synthetic oil breaks down above 390 °C, capping the plants' design temperature.

Startups such as BrightSource, eSolar, and SolarReserve propose to evade synthetic oil's temperature cap by building so-called power tower plants, which use fields of mirrors to focus sunlight on a central tower. But Siemens hopes to upgrade the trough design, swapping in heat-stable molten salt to collect heat from the troughs. The resulting design should not only be more efficient than today's existing trough-based plants, but also cheaper to build. "A logical next step is to just replace the oil with salt," says Peter Mürau, Siemens's molten salt technology program manager.

The German engineering giant will actually be the second player to try to push molten salts through solar collector tubes. Last summer, the Italian utility Enel began running molten salt through a field of about 30,000 square meters of trough mirrors adjacent to its natural gas-fired power plant near Syracuse, Sicily. The salt exits the 5.4-kilometers of collector pipe at 565 °C, boosting the power plant's output by 5 percent.

Enel's plant uses collector tubes from Italy's Archimede Solar Energy, the only producer of collector tubes designed to handle molten salts. Their collector tubes use a heat-stable metalloceramic coating to maximize heat absorption, as well as thicker titanium-stabilized steel pipes to resist bending at high temperatures. Paolo Martini, Archimede's business development director, says the plant is operating well. Enel plans to build a 30-megawatt plant in Sicily.

Since 2009, Siemens has amassed a 45 percent stake in Archimede, but it has opted to go back to pilot-scale to optimize the molten-salt concept before offering commercial-scale plants to global clients. "We are convinced the technology itself will work. But a lot of work needs to be done to optimize the economics," says Mürau.

Siemens is building a molten-salt pilot plant on the grounds of the University of Evora in Portugal. The plant should be operating by early next year. The plant—part of a German research consortium including salt and chemicals giant K+S AG and the German Aerospace Center—will be used to drive down energy losses associated with both the highest and lowest temperatures that a commercial plant will experience.

At the high end, the losses come from heat that's captured by the collector tubes and then dissipated before it can be delivered to the plant's turbines. "The heat loss is an exponential curve, and it climbs very steeply at the higher temperatures," explains Mürau. Siemens will seek to achieve the highest temperatures possible without going so high that these losses outweigh the gains from the hotter steam.

The low-end challenge stems from molten salt's high freezing point. The mixture of molten potassium and sodium nitrate used in heat storage systems and in Enel's demo plant freezes when it cools below 220 °C. Freezing is easy to prevent in centralized energy storage tanks, but presents a serious risk in kilometer-long stretches of collector tube. To counter the freezing threat, Enel's plant maintains the salt in its tubes above 290 °C, using considerable heat that could otherwise be used to generate power. Mürau says Siemens is looking for a salt formulation with a 150 °C or lower freezing point, which would mean they'd have to use much less heat to prevent the tubes from freezing.

If Siemens's efforts succeed, trough plants heating molten salt could reduce the cost of power generation by more than 10 percent compared to an oil plant, according to Mürau. (Estimates of current solar thermal costs vary between 13 to 20 cents per kilowatt-hour, which is still significantly higher than power generated by fossil fuels.) The cost reduction comes from both a several-percent increase in generation from turbines running on hotter steam, and a lower cost of construction.

However, some experts argue that the risk of freezing could still be a deal-killer for commercializing molten-salt-based plants. Thomas Mancini, program manager for Sandia National Laboratory's concentrating solar-power program, says he remains "skeptical" of using molten salts in collector tubes given the inherent freezing threat. Mancini says that even at 100 °C (the temperature that boils water), there would be a significant risk of freezing.

But others in the industry are warming to molten salt's potential. In January, for example, Colorado-based SkyFuel kicked off a $4.3-million R&D effort, supported by the U.S. Department of Energy, to scale up its metallic film-based trough mirrors for use with high-temperature collector tubes.

Toujours en recherche de solutions plus innovantes et performantes, Saint-Gobain Solar Systems a annoncé le lancement de SG Solar Justcut, une tuile photovoltaïque composite qui permet de créer des toitures solaires "complètes et esthétiquement harmonieuses".

SG Solar Justcut répond également aux critères d'intégration au bâti, propres à la France, permettant de bénéficier des tarifs d'achat avantageux.

Unique sur le marché, SG Solar Justcut est une tuile de finition composite découpable qui permet de réaliser un pan de toit solaire photovoltaïque complet et esthétique, quelles que soient les spécificités de la toiture. Très simples à mettre en œuvre, les tuiles SG Solar Justcut se recoupent directement sur le chantier, à l'aide d'une disqueuse de couvreur, pour prendre la forme souhaitée ; elles peuvent également être percés ou collés.

"Les tuiles permettent ainsi de contourner les fenêtres de toit, cheminées ou décrochés de toiture et de gérer, sans zinguerie un faux équerrage." explique Saint-Gobain dans un communiqué.

Développé, dans un premier temps, pour s'associer au système de tuiles SG Solar Sunlap, la solution se pose par recouvrement, à l'instar des tuiles classiques, pour un rendu des plus esthétiques. De même épaisseur que les tuiles SG Solar Sunlap, les tuiles découpables sont à placer directement sur les rails du système, sans cadre aluminium, et à fixer par des crochets de maintien noirs.

Leur composition, à partir d'un matériau composite à base de céramique renforcée de fibres de verre, garantit aux tuiles SG Solar Justcut une résistance durable aux intempéries (grêle, UV, gel, etc.). Hydrofuge, leur surface lisse permet d’éliminer les poussières et dépôts de neige pour un rendu et une couleur résistants au temps.

Les tuiles de finition SG Solar Justcut sont actuellement en cours de développement pour venir s’associer à l’ensemble des systèmes de tuiles photovoltaïques proposés par Saint-Gobain Solar Systems.

The breakthrough with electric cars is a long time coming – not least on account of their key component, the battery. Lithium-ion batteries are still too expensive and their range too limited. New materials should pave the way for better batteries. Simulation software from researchers is helping speed up the development process.

Electric cars are the future – a view shared by government and the automotive industry alike. The German federal government aims to establish Germany as the lead market for electromobility. By 2020, a million passenger cars with an electric drive should be on the roads in Germany. The prospects of achieving that aim look good: As the ADAC, the German motoring organization, found out in a survey, 74 percent of those surveyed would buy an electric car if they did not have to compromise in terms of cost, comfort and safety.

Consumers are not willing to compromise one iota when it comes to range. Around one third of drivers are looking for a range of at least 500 kilometers. And here is the crux: A lack of charging stations and limited battery life have so far prevented compact electric vehicles from going mainstream. The lithium-ion batteries used by most automakers are simply too heavy, too expensive and go flat too quickly. New materials should improve the performance, service life and safety of the energy storage device, yet the development of these kinds of materials is time-consuming and costly. In the Fraunhofer System Research for Electromobility (FSEM) project, researchers from the Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ITWM in Kaiserslautern are developing software to simulate lithium-ion batteries, which should in turn speed up this process and make it more efficient. The new software is dubbed BEST, short for Battery and Electrochemistry Simulation Tool.

A lithium-ion battery consists of two porous electrodes kept apart by a separator filled with electrolyte. Lithium ions flow between the electrodes when the battery is charged and discharged. “Battery performance depends on the materials used in the components. These materials need to work in harmony with each other,” explains Jochen Zausch, a scientist in the Complex Fluids group at Fraunhofer ITWM. “Various material combinations can be simulated using our software, enabling us to come up with the ideal mix. The kind of trial-and-error testing done in the past is no longer necessary.”

The Fraunhofer ITWM researchers have managed to simulate on macroscopic and microscopic level the entire battery cell as well as the transport and reaction processes of the lithium ions themselves. “We can show the microscopic structure of the electrodes. Every individual pore measuring 10 micrometers can be seen – something none of today’s off-the-shelf programs can do. The position and shape of the electrodes can also be varied,” says Zausch. By resolving the structure of the electrodes in three dimensions, parameters such as lithium ion concentrations and current density can be calculated. For these computations a specializes “Finite Volume” code is used that was developed and implemented at the ITWM. The distribution of the current flow provides an indication of heat production in the battery. Therefore, the software can pinpoint possible hotspots that may overheat and can lead to ignition of the battery. Aging effects can also be assessed using BEST. After all, temperature development within the battery affects its service life. The scientists intend to upgrade the program to include aging models which would make these kinds of studies even easier to conduct.

“Ultimately, BEST should help both automakers and manufacturers of electric storage devices to build robust, safe batteries with greater range and, at the same time, improved acceleration,” says Zausch in conclusion. The software can be seen at the Hannover Messe from April 4 to 8 on the joint Fraunhofer booth in Hall 2, Booth D22.

http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2010-2011/15/better-batteries-for-electric-cars.jsp

The residential housing sector needs smart energy systems. And yet the potential for developing these kinds of systems remains largely untapped. In the SmartEnergyLab – an innovative test laboratory – Fraunhofer researchers are able to analyze, assess and develop almost any energy management system for controlling power and heat. A smartphone is all it takes to turn the heating on or off at home. This might sound like science fiction to the average user, but it is not unusual for the scientists at the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE in Freiburg.

In an innovative test laboratory, the SmartEnergyLab, they are investigating how to network various electrical household appliances and operate them remotely. In the residential housing sector in particular there is still a great deal of potential for smart energy-management systems that are capable of tailoring local power generation and consumption optimally to the power grid: What is the best time of day for utilizing solar power? How can we store the energy produced and possibly feed it back into the power grid at a lucrative price?

“Smart energy-systems technology for the consumer end of the distribution grid is the key to sustainable, secure energy supply,” explains Christof Wittwer, group manager at Fraunhofer ISE. By mapping all the thermal and electrical energy flows, the lab constitutes a unique platform for analyzing, assessing and developing smart homes and smart grid solutions for the distribution grid. “Basically, our lab is a simulator for potential energy systems for houses,” says Wittwer.

The lab is equipped with renewable as well as electric and thermal producers and storage devices for tomorrow’s single-family dwellings and apartment buildings. It boasts a stand-alone 5kW cogeneration plant, a two-cubic-meter buffer storage tank, a photovoltaic simulator, several PV inverters and various stand-alone inverters, a lithium-ion battery pack, a lead battery bank, a charging infrastructure for electric vehicles as well as other equipment. The combination of virtual and real components means researchers can simulate almost any energy system. For any given system they then assess and evaluate the potential energy savings for the customer associated with managing that system.

The service portfolio includes everything from “Integration assessment of thermal and electrical equipment in the system”, “Function and communications testing for energy management systems” to the “Efficiency assessment of energy management and generation equipment”. Energy suppliers and grid operators from across Germany are already leveraging the know-how of the Freiburg-based experts to determine the potential inherent in the decentralized management of this kind of equipment. Tariff models need to be assessed and their impact on the power grids investigated.

At the Hannover Messe from April 4 to 8, researchers on the joint Fraunhofer Energy Alliance booth in Hall 13, Booth C41 will be showcasing a small yet very sophisticated device: The Smart Energy Gateway – a component from the test lab – organizes the way in which data is shared between energy supplier and consumer. The smart box networks the power meters for heat, water and electricity and ensures that the right control function is used to increase efficiency based on current consumption figures and tariff information. But the Gateway is not just a networked meter and energy management optimization device: It can also be used to control household appliances or heaters and to program on/off times.

When should the heat pump, the washing machine or the dishwasher come on? In future, one worry you won’t have when you’re on vacation is whether you forgot to switch the stove off.

http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2010-2011/15/smartenergylab-esting-smart-energy-systems.jsp

A new material, produced by recycling paper and cardboard using an innovative biotechnological process, is set to replace—in the medium term—traditional materials used in construction, transport and packaging. The material, developed two years ago at UPC-Barcelona Tech’s Terrassa Campus, has been dubbed Biprocel.

Drywall used in construction, expanded polystyrene used in the transport of food and medicinal products, and resin in interior vehicle panels are some of the materials that will be replaced by Biprocel in the medium term. “In the near future, the law will require that recycled materials account for 20% of all material used in the construction, renovation, transport, and logistics sectors,” says Margarita Calafell, the researcher who heads UPC-Barcelona Tech’s Enzymatic Catalysis Laboratory in Terrassa, the birthplace of Biprocel, which is an acronym for “biotechnological process on cellulose.”

The new material, which has already been patented, is obtained through biotechnological processing of cellulose waste. Biotechnology methods are used to recycle paper, cardboard, wood, and “any other material that contains a significant percentage of cellulose,” says Calafell.

According to Calafell, “it all started when we were working with a graphic arts company that needed to get ISO accreditation. To meet the required standards, the company had to improve its waste management. We started to work on the handling of paper waste and eventually managed to get the improvement the company was looking for.”

The experience led the researcher to realize that the process could be improved. In June 2008, with the support of a grant from the Catalan Waste Agency and the “drive of the whole team,” they managed to develop a recycling system that uses a biotechnological process, thus minimizing all the elements that have a negative impact on the environment. “Biotechnology simply treats the products as nature would, but with human intervention,” says Margarita Calafell.

Products made of Biprocel have a series of very desirable properties: they are fireproof, waterproof, impact-resistant and lightweight, as well as being thermal and acoustic insulators. These properties make them a very attractive material for a number of sectors, including construction, the automotive sector, transport and packaging, where they are seen as a viable alternative that will soon become essential. For example, the new material could replace drywall, insulating partition walls, and panels used for soundproofing and false ceilings. The fact that Biprocel is moldable means it can also be used as a packaging material in place of expanded polystyrene and other petroleum-based products.

The process for obtaining Biprocel has four key features: it does not require the use of chemical products; there is no loss of material, so a kilogram of Biprocel is produced for each kilogram of waste; it does not produce waste products, because the water used is recycled; and the amount of energy consumed is much lower than when chemical processes are used to transform cellulose-containing materials.

According to Margarita Calafell, “the new technique we've developed for this material makes it possible to modify the properties of any kind of waste from cellulosic materials, such as paper, wood waste, and cotton.”

A company that goes by the same name as the product—Biotechnological Process on Cellulose—was set up In January of this year, with UPC-Barcelona Tech as one of its shareholders. Biprocel will manufacture and market the new material because “no one understands the distinctive characteristics of the product better than we do, and we haven't found any company that has all the capabilities required to produce Biprocel.” The new material will come on the market in six months, “when the production process has been automated; so far testing has been carried out in the laboratory or using a ‘hand-made’ approach,” says the researcher.

It is estimated that penetration of target markets will reach a level of between 2% and 10% in five years. This translates into a production volume of 2700 metric tons in the fifth year.

Biprocel

Who?
Margarita Calafell

When?
January 2011

What?
A new material produced by recycling paper and cardboard using a biotechnological process

Where?
Enzymatic Catalysis Laboratory

Who's it for?
Construction, automotive suppliers, transport and logistics sectors

Why?
To replace polluting processes and non-renewable materials

On connaît enfin le prix de la Renault Twizy !

Comme annoncé au Mondial de l'auto 2010, le "Twizy" sera bien commercialisé dès fin 2011 dans une fourchette de prix proche de celle d'un scooter 3 roues.

En effet, la gamme Twizy commencera à 6 990 euros TTC et pourra bénéficier, selon les pays, d'incitations fiscales (IF) qui rendront Twizy plus avantageux qu'un scooter 3 roues.

De même que pour les autres véhicules électriques de la gamme - Fluence et Kangoo Z.E.- le propriétaire du Twizy devra louer la batterie pour une somme mensuelle de 45 euros TTC (soit l'équivalent de 7 500 km / an).

Le coût d'usage de Twizy, qui comprend l'assurance, l'entretien et l'énergie (location de la batterie et coût de la recharge en électricité), reste d'après Renault 15 % inférieur à celui d'un scooter 3 roues.

Selon des essais réalisés à Paris, l'utilisation d'un Twizy réduit de 25 % en moyenne son temps de trajet en ville. Cela signifie par exemple un gain de plus de 7 minutes sur un trajet de 30 minutes normalement réalisé avec une micro-citadine (C1, Smart, BB1, etc.)

Ses proportions ultra-compactes facilitent le stationnement :

sa longueur équivalente à celle d'un véhicule 2 roues permet à Twizy de se garer plus facilement qu'une micro-citadine. Dans certains pays comme la France, Twizy peut stationner perpendiculairement à la chaussée.

son rayon de braquage de 3,4 m facilite les manœuvres de stationnement. Par exemple, pour faire un demi-tour, Twizy a besoin d'un mètre au sol de moins que la plus efficace des micro-citadines.

En moyenne, Twizy est 30 cm moins large qu'une micro-citadine ce qui lui confère une empreinte au sol réduite.

La carrosserie de Twizy est une cellule de sécurité pour le conducteur et le passager. Sa structure déformable permet, en cas de choc frontal, d'absorber l'énergie de l'impact et ainsi de protéger les occupants. Le véhicule est aussi équipé en série d'un airbag conducteur et de ceintures de sécurité 4 points à l'avant et 3 points à l'arrière. Les 4 freins à disques offrent un freinage efficace et résistant. Enfin, Twizy dispose d'un anti-démarrage codé et d'un verrou de colonne de direction.

Twizy est compatible avec toutes les bornes de recharge :

La recharge complète des batteries de Twizy s'effectue en 3h30 sur une prise domestique, grâce à un câble situé sous une trappe à l'avant du véhicule. Différents adaptateurs seront disponibles pour brancher Twizy sur tous les types de bornes de recharge, aussi bien publiques que privées.

L'autonomie de Twizy est de 100 km en cycle urbain normalisé, alors qu'en usage réel, cette autonomie peut varier de 55 à 115 km selon les conditions de roulage. La façon de conduire (éco-conduite, conduite normale ou sportive), les conditions de circulation (dense, fluide) sont les principaux facteurs qui influent sur l'autonomie réelle.

Enfin des indicateurs permettent au conducteur de gérer au mieux son autonomie :

Un économètre à affichage digital donne la consommation instantanée d'énergie et indique la mise en route du freinage récupératif.

13 mars.-11 Stanford researchers develop new technology for cheaper, more efficient solar cells

The sun provides more than enough energy for all our needs, if only we could harness it cheaply and efficiently. Solar energy could provide a clean alternative to fossil fuels, but the high cost of solar cells has been a major barrier to their widespread use.

Stanford researchers have found that adding a single layer of organic molecules to a solar cell can increase its efficiency three-fold and could lead to cheaper, more efficient solar panels. Their results were published online in ACS Nano on Feb. 7.

Professor of chemical engineering Stacey Bent first became interested in a new kind of solar technology two years ago. These solar cells used tiny particles of semiconductors called "quantum dots." Quantum dot solar cells are cheaper to produce than traditional ones, as they can be made using simple chemical reactions. But despite their promise, they lagged well behind existing solar cells in efficiency.

"I wondered if we could use our knowledge of chemistry to improve their efficiency," Bent said. If she could do that, the reduced cost of these solar cells could lead to mass adoption of the technology.

Bent will discuss her research on Sunday, Feb. 20, at 8:30 a.m. Eastern, at the annual meeting of the American Association for the Advancement of Science in Washington, D.C.
In principle, quantum dot cells can reach much higher efficiency, Bent said, because of a fundamental limitation of traditional solar cells.

Solar cells work by using energy from the sun to excite electrons. The excited electrons jump from a lower energy level to a higher one, leaving behind a "hole" where the electron used to be. Solar cells use a semiconductor to pull an electron in one direction, and another material to pull the hole in the other direction. This flow of electron and hole in different directions leads to an electric current.

But it takes a certain minimum energy to fully separate the electron and the hole. The amount of energy required is specific to different materials and affects what color, or wavelength, of light the material best absorbs. Silicon is commonly used to make solar cells because the energy required to excite its electrons corresponds closely to the wavelength of visible light.

But solar cells made of a single material have a maximum efficiency of about 31 percent, a limitation of the fixed energy level they can absorb.

Quantum dot solar cells do not share this limitation and can in theory be far more efficient. The energy levels of electrons in quantum dot semiconductors depends on their size – the smaller the quantum dot, the larger the energy needed to excite electrons to the next level.

So quantum dots can be tuned to absorb a certain wavelength of light just by changing their size. And they can be used to build more complex solar cells that have more than one size of quantum dot, allowing them to absorb multiple wavelengths of light.

Because of these advantages, Bent and her students have been investigating ways to improve the efficiency of quantum dot solar cells, along with associate Professor Michael McGehee of the department of Materials Science and Engineering.

The researchers coated a titanium dioxide semiconductor in their quantum dot solar cell with a very thin single layer of organic molecules. These molecules were self-assembling, meaning that their interactions caused them to pack together in an ordered way. The quantum dots were present at the interface of this organic layer and the semiconductor. Bent's students tried several different organic molecules in an attempt to learn which ones would most increase the efficiency of the solar cells.

But she found that the exact molecule didn't matter – just having a single organic layer less than a nanometer thick was enough to triple the efficiency of the solar cells. "We were surprised, we thought it would be very sensitive to what we put down," said Bent.

But she said the result made sense in hindsight, and the researchers came up with a new model – it's the length of the molecule, and not its exact nature, that matters. Molecules that are too long don't allow the quantum dots to interact well with the semiconductor.

Bent's theory is that once the sun's energy creates an electron and a hole, the thin organic layer helps keep them apart, preventing them from recombining and being wasted. The group has yet to optimize the solar cells, and they have currently achieved an efficiency of, at most, 0.4 percent. But the group can tune several aspects of the cell, and once they do, the three-fold increase caused by the organic layer would be even more significant.

Bent said the cadmium sulfide quantum dots she is currently using are not ideal for solar cells, and the group will try different materials. She said she would also try other molecules for the organic layer, and could change the design of the solar cell to try to absorb more light and produce more electrical charge. Once Bent has found a way to increase the efficiency of quantum dot solar cells, she said she hopes their lower cost will lead to wider acceptance of solar energy.

A la recherche d’un habitat de plus en plus écologique, on voit apparaître des maisons en paille, en chanvre et même en...Carton !

Rien à voir avec celles des trois petits cochons, c’est du solide !
Exemple avec ces premières constructions dans la forêt de Rambouillet.Les murs, le sol et le toit sont constitués de plusieurs couches de carton ondulées superposées et encadrées par un placage en bois., Du carton recyclé et recyclable, très bon isolant phonique et thermique, et très résistant.

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Novel green chemical technologies will play a key role helping society move towards the elimination of waste while offering a wider range of products from biorefineries, according to a University of York scientist.

Professor James Clark, Director of the University's Green Chemistry Centre of Excellence, will tell a symposium at the Annual meeting of the American Association for the Advancement of Science (AAAS) that the use of low environmental impact green chemical technologies will help ensure that products are genuinely and verifiably green and sustainable.

He says the extraction of valuable chemicals from biomass could form the initial processing step of many future biorefineries.

"We have shown that wax products with numerous applications, can be extracted from crop and other by-products including wheat and barley straws, timber residues and grasses, using supercritical carbon dioxide – a green chemical technology that allows the production of products with no solvent residues," he says.

"The extracted residues can be used in applications including construction as well as in bioprocessing."

Low-temperature microwaves can also be used to pyrolyse biomass, allowing greater control over the heating process. The process results in significant energy savings and produces high quality oils, and oils and solids with useful chemical properties.

Professor Clark says that combining continuous extraction with microwave irradiation, it is possible separate an aqueous phase leaving the oils cleaner, less acidic and with lower quantities of other contaminants such as alkali metals. The oils have significant potential as feedstocks for making chemical products as well as for blending into transport fuels.

"Our microwave technology can also be tuned to produce bio-chars with calorific values and physical properties that make them suitable for co-firing with coal in power-stations," he adds.

La société israëlienne Leviathan Energy a conçu le produit "Wind Tulip", une petite éolienne à axe vertical prévue pour prendre position sur les toits et censée être plus silencieuse et plus efficace que ses concurrents.

Son invention a d'ailleurs remporté le deuxième prix Cleantech Open IDEAS, une compétition internationale destinée à promouvoir et à lancer de nouvelles idées dans le domaine de l'énergie et de l'environnement, tout en relevant le défi économique.

"L'intégration de dispositifs à énergie renouvelable sur les toits des bâtiments est devenue une necessité dans le monde" a indiqué le fondateur et PDG de la société, le Dr Daniel Farb. Et d'ajouter, "le Wind Tulip est esthétiquement agréable et ne présente aucun danger pour les personnes ou les oiseaux."

"Le produit rentable et simple à installer a fait l'objet d'études via des prototypes de démonstration basés dans le parc industriel de Rotem dans la ville de Dimona au sud d'Israël. Maintenant, la problématique consiste à trouver des financements pour prouver leur efficacité à plus grande échelle et de les commercialiser sur des marchés plus vastes."

D. Farb estime que sa compagnie a besoin d'environ 3,5 millions de dollars pour produire en masse son prototype.

De son point de vue, Israël n'offre pas tous les débouchés favorables à l'expansion de son invention. "Nous n'avons pas un marché de grand parcs immobiliers, nous avons beaucoup de bureaucratie, et le financement de la part du gouvernement n'est pas aussi généreux que dans d'autres pays. Les Etats-Unis par exemple accordent des subventions qui couvrent 100% des coûts du projet."

La compétition Open IDEAS donne à Leviathan "une plus grande reconnaissance et une visibilité pour les investisseurs potentiels", explique D. Farb, récemment invité à la conférence Cleantech de Paris.

Avantages du produit:

- Bon rapport coût-efficacité
- Configuration 2, 3,5, et 5 kilowatts (KW)
- Fonctionnement silencieux et sans vibration
- Commence à produire de l'électricité à des vitesses de vent de moins de 2 mètres par seconde
- Continue de produire de l'électricité même à des vitesses de vent élevées
- Retour sur investissement rapide : entre 3-8 ans *
- Disponible pour un raccordement au réseau ou sur batteries
- Installation facile et rapide; deux hommes sans grue peuvent installer le "Wind Tulip" sur un toit
- La durée de vie est de 20 ans, 5 ans de garantie
- Peu d'entretien
- La tour est facultative
- L'aérodynamique est en instance de brevet
- Sans risque pour les oiseaux
- Conçue pour résister aux vents violents

Principales applications:

- Toits plats en milieu rural et urbain
- Fermes
- Petites entreprises
- Tours de communication
- Parcs de stationnement, etc

Caractéristiques techniques:

- Hauteur: 4,2 meters
- Largeur: 2,5 mètres
- Poids: env. 350 kg
- Diamètre de la pale : 2,75 mètres
- Générateur à entraînement direct 2 / 3.5 / 5 kW
- Vitesse de fonctionnement : environ 1.6 m / s
- Vitesse maximale : 50 m / s
- Norme IEC61400

Envoyé spécial à Copenhague

La mobilité du futur fera-t-elle ses premiers tours de roues au Danemark ? Il ne faudra plus attendre très longtemps pour répondre à cette question. Ce jeudi à Copenhague, la société "Better Place", qui ambitionne depuis trois ans de propulser le transport individuel dans l’ère de l’après-pétrole, a inauguré, en partenariat avec Renault, son premier "centre européen" consacré au véhicule électrique. Une vitrine commerciale identique au centre Better Place déjà présent en Israël, comptoirs qui font de ces deux pays les premiers marchés du monde où l’entreprise a décidé de s’implanter à grande échelle.

Fondée en 2007 par l’homme d’affaires israélien Shai Agassi, Better Place propose une solution innovante pour contrer le prix prohibitif des véhicules électriques et les rendre attractifs pour le citoyen lambda.

Ce prix prohibitif est dû, entre autres, au coût important de la batterie au lithium présente dans les moteurs électriques. Plutôt que de faire supporter ce coût à l’automobiliste, Shai Agassi a imaginé vendre des véhicules sans leur batterie; sa société se chargeant ensuite d’en louer à l’année à l’utilisateur et de lui fournir de l’électricité à volonté.

Concrètement, la personne qui souhaite rouler en réduisant sa pollution achète donc un véhicule sans batterie, la Renault Fluence ZE, vendue au Danemark pour 205 000 couronnes (27 496 euros TVAC). Elle souscrit ensuite un contrat d’approvisionnement avec Better Place dont le tarif sera fonction de l’utilisation qu’elle entend avoir de son véhicule, et en particulier du nombre de kilomètres parcourus en une année. Un usage faible (- de 10 000 kilomètres par an) reviendra ainsi à 130 euros par mois tandis qu’un usage plus important (40 000 km par an) reviendra à 400 euros par mois, auxquels s’ajoute un coût d’installation fixe pour l’installation d’une borne de rechargement à domicile.

"Nos services incluent une fourniture illimitée d’électricité à nos clients, que ce soit via sa borne de rechargement à domicile ou via le réseau de stations d’échange de batteries que nous mettons en place à l’échelon national", explique Johnny Hansen de Better Place. Des stations qui sont en quelque sorte les "pompes à essence" du véhicule électrique, à la différence que l’on n’y recharge pas la batterie, mais qu’on l’y échange contre une "pile" pleine qui permet au véhicule de parcourir en moyenne 186 km jusqu’à la prochaine charge ou au prochain échange.

Semblable à un passage au car-wash, la procédure d’échange s’effectue en moins de cinq minutes, soit moins de temps en moyenne que le temps nécessaire pour effectuer un plein de carburant, indique Sidney Goodman, vice-président de Better Place. D’autant que l’automobiliste ne doit pas sortir du véhicule pour payer le service, celui-ci étant inclus dans son contrat de fourniture. "Comme les batteries nous appartiennent, l’utilisateur n’a pas à supporter le risque d’une défectuosité, d’une panne, ou d’un changement technologique qui les rendraient obsolètes", poursuit M. Goodman. "De plus, un ordinateur de bord calcule en permanence la position du véhicule par rapport aux stations de rechargement et lui indique quand il est temps de changer de batterie." Impossible donc, en théorie, de tomber en panne sèche

Les stations d’échange danoises sont actuellement en cours d’installation sur l’ensemble du territoire et devraient couvrir chacune un rayon de 70 km. En Israël, cinquante de ces infrastructures sont en voie de finalisation.

Ouvert au public, le centre Better Place de Copenhague propose aux visiteurs des essais gratuits de la Renault Fluence ZE. Trois autres modèles, dont une Renault Kangoo électrique, devraient prochainement être ajoutés au catalogue et les premiers véhicules entreront en circulation avant la fin de l’année au Danemark et en Israël. "Notre troisième marché sera l’Australie", commente encore Shai Agassi. "C’est une façon de prouver que nos solutions peuvent s’implanter ailleurs que dans des petits pays." Il est vrai que le CEO de Better Place voit les choses en grand.

"C’est un marché énorme qui s’ouvre à nous", juge ainsi Joe Paluska, vice-président chargé du marketing et de la communication au sein de l’entreprise. "Plusieurs milliards de dollars de pétrole sont brûlés chaque année dans le monde."

Un pétrole toujours plus cher et toujours plus rare qui n’avait jusqu’à présent aucun concurrent compétitif pour rivaliser avec lui.

Selon les dirigeants de Better Place, c’est désormais terminé. "Le consommateur saura faire la différence. Après quatre ans d’utilisation de son véhicule, nous estimons que l’automobiliste danois aura fait entre 10 et 20 d’économie sur sa facture de carburant", estime Johnny Hansen. "Sans compter le confort de conduite et sa contribution à l’amélioration de la qualité de l’air en ville."

Une expérimentation de chaudière qui n'utilise pas de combustible fossile, est en cours à Pordenone, dans le Frioul. Elle est menée par une petite entreprise frioulane appelée STP, spin-off de l'AREA Science Park de Trieste.

Cet hiver, comme chaque année, de nombreuses particules ont pollué l'air de diverses villes du Nord de l'Italie. Ces poussières proviennent majoritairement des émissions des automobiles et des systèmes de chauffage. Ainsi, dans la métropole milanaise et dans des centres urbains plus modestes, comme justement celui de Pordenone, les taux de PM10 sont longtemps restés nettement supérieurs aux limites légales.

Les chercheurs de la STP ont réalisé une pompe à chaleur à haute température qui permet de chauffer de l'eau à plus de 75°C et peut substituer les chaudières traditionnelles sans qu'il soit nécessaire de renouveler totalement les installations actuelles. D'habitude les pompes à chaleur ne montent pas l'eau à des températures si élevées, et l'eau n'est pas assez chaude pour être utilisée dans les radiateurs.

Un prototype a été installé dans une école de Pordenone. Il permet d'en chauffer le gymnase et les vestiaires, et de fournir de l'eau chaude. Les résultats sont assez probants, supérieurs aux attentes de STP : 115 kW de puissance effective alors qu'ils tablaient sur 100 kW. En outre 70% de l'énergie nécessaire à générer la chaleur est renouvelable, ce qui a un important effet sur l'écologie urbaine.

La mise en place de ce prototype rentre dans le programme ENERPLAN du parc scientifique triestin, qui ambitionne d'agir pour la production et l'utilisation d'énergies nouvelles. Il est cofinancé par le ministère de l'environnement.

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Let algae do the dirty work.

Researchers at Rochester Institute of Technology are developing biodiesel from microalgae grown in wastewater. The project is doubly “green” because algae consume nitrates and phosphates and reduce bacteria and toxins in the water. The end result: clean wastewater and stock for a promising biofuel.

The purified wastewater can be channeled back into receiving bodies of water at treatment plants, while the biodiesel can fuel buses, construction vehicles and farm equipment. Algae could replace diesel’s telltale black puffs of exhaust with cleaner emissions low in the sulfur and particulates that accompany fossil fuels.

Algae have a lot of advantages. They are cheaper and faster to grow than corn, which requires nutrient-rich soil, fertilizer and insecticide. Factor in the fuel used to harvest and transport corn and ethanol starts to look complicated.

In contrast, algae are much simpler organisms. They use photosynthesis to convert sunlight into energy. They need only water—ponds or tanks to grow in—sunlight and carbon dioxide.

“Algae—as a renewable feedstock—grow a lot quicker than crops of corn or soybeans,” says Eric Lannan, who is working on his master’s degree in mechanical engineering at RIT.

“We can start a new batch of algae about every seven days. It’s a more continuous source that could offset 50 percent of our total gas use for equipment that uses diesel.”

Cold weather is an issue for biodiesel fuels.

“The one big drawback is that biodiesel does freeze at a higher temperature,” says Jeff Lodge, associate professor of biological sciences at RIT. “It doesn’t matter what kind of diesel fuel you have, if it gets too cold, the engine’s not starting. It gels up. It’s possible to blend various types of biodiesel—algae derived with soybeans or some other type—to generate a biodiesel with a more favorable pour point that flows easily.”

Lannan’s graduate research in biofuels led him to Lodge’s biology lab. With the help of chemistry major Emily Young, they isolated and extracted valuable fats, or lipids, algae produce and yielded tiny amounts of a golden-colored biodiesel. They are growing the alga strain Scenedesmus, a single-cell organism, using wastewater from the Frank E. Van Lare Wastewater Treatment Plant in Irondequoit, N.Y.

“It’s key to what we’re doing here,” Lodge says. “Algae will take out all the ammonia—99 percent—88 percent of the nitrate and 99 percent of the phosphate from the wastewater — all those nutrients you worry about dumping into the receiving water. In three to five days, pathogens are gone. We’ve got data to show that the coliform counts are dramatically reduced below the level that’s allowed to go out into Lake Ontario.”

Assemblyman Joseph Morelle, whose district includes Irondequoit, applauds RIT’s initiative. “Innovations developed at great academic institutions such as RIT will be key to solving many of the challenges we face, from revitalizing the upstate economy to the creation of clean, renewable energy sources for the future. Professor Lodge and Eric Lannan’s research bridges the gap between cost efficiency and environmental conservation and is a perfect example of how old problems can yield to new and creative solutions.”

Lodge and Lannan ramped up their algae production from 30 gallons of wastewater in a lab at RIT to 100 gallons in a 4-foot-by-7-foot long tank at Environmental Energy Technologies, an RIT spinoff. Lannan’s graduate thesis advisor Ali Ogut, professor of mechanical engineering, is the company’s president and CTO. In the spring, the researchers will build a mobile greenhouse at the Irondequoit wastewater treatment plant and scale up production to as much as 1,000 gallons of wastewater.

Northern Biodiesel, located in Wayne County, will purify the lipids from the algae and convert them into biodiesel for the RIT researchers.

Contact: Layne Cameron, University Relations, Office: (517) 353-8819, Cell: (765) 748-4827, layne.cameron@ur.msu.edu; James Dye, Chemistry, Office: (517) 355-9715, dye@msu.edu

23 fév.-10 JOULE Unlimited says it can make 15,000 gallons of fuel of an acre of land

A biofuel company has published a paper in which it claims its technology can produce 5 to 50 times more fuel per acre than other biofuels processes. Green Car Congress summarizes :

Joule's process, called Helioculture, combines an engineered cyanobacterial organism supplemented with a product pathway and secretion system to produce and secrete a fungible alkane diesel product continuously in a SolarConverter designed to efficiently and economically collect and convert photonic energy. The process is closed and uses industrial waste CO₂ at concentrations 50-100 times higher than atmospheric.

Researchers at Luleå University of Technology have managed to find a cost effective way to clean synthesis gas from carbon dioxide by zeolite membranes. With extremely small holes in the membranes, the gas can be purified from CO2 and developed into affordable biofuels such as methanol and BioDME (dimethyl ether).

- Because our membrane technology is cheaper than conventional technology, we could lower the price of methanol so that we can afford to buy it as a vehicle fuel, "says Professor Jonas Hedlund at Luleå University of Technology.

With funding from the Swedish Foundation for Strategic Research (SFF) and in close cooperation with the strategic research project Bio4Energy, Jonas Hedlund's research group made a big step in the process of separating CO2 using zeolite membranes. He is one of 13 researchers in the country that received funding from the SFF (approximately 21 million SEK) for materials research of strategic importance for Sweden. The overall picture is to develop biofuels from the pulp and paper industry.through "Green Technology"

Zeolite membrane is a kind of super filter with extremely small holes (half nanometers) that can be tailored to what will get through it. Today, there are other technologies for separating carbon dioxide from synthesis gas, but it is expensive. The objective of the SSF project is to develop membranes that do this in a more cost-effective manner, which the researchers are well on track to succeed.

- We have come a long way and have found that when we have high pressure in the synthetis gas, as in an industrial process, the zeolite membranes that we have today works very well, "said Jonas Hedlund.

In a plant that was built on the (ETC) Energy Technology Centre in Piteå, researchers have recently been able to conduct some initial tests, "says Jonas Hedlund.

- As it turned out, when we put into one of our regular membranes, we were able to separate the carbon dioxide quite effective from synthesis gas, "he says.

Mathematical modeling and an earlier study that found a method to make membranes more efficiently, suggests that it is possible to achieve even better results if you do tests in the facility under higher pressure

- We have not yet had the time to test at high pressures, but these studies lead us to believe that with the improvement method we will get great results only a few months away, "said Jonas Hedlund, who estimated that there may be a small pilot plant with zeolite membranes next year.

http://www.ltu.se/projekt/green-technology/

SOLON, le fabricant allemand de modules photovoltaïques présente son nouveau système intégré au bâti - le SOLON SOLitaire - à l'occasion du Salon des Énergies Renouvelables qui se tient actuellement à Lyon.

Selon la compagnie, il s'agit de la seconde génération perfectionnée du modèle précédent déjà primé à plusieurs reprises. Ce système est conçu pour une installation entièrement intégrée en toiture avec une puissance pouvant atteindre 3 kWc.

Les modules, dont la puissance nominale peut aller jusqu'à 250 Wc, fournissent une puissance de sortie maximale même sur une surface réduite. Ce système entièrement intégré est adapté à toute sorte de couverture de toit, y compris en ardoises, et ne nécessite aucune sous- construction supplémentaire. Il est monté directement sur les liteaux à l'aide des vis et des joints contenus dans le système.

Ainsi d'après SOLON, 12 de ces modules à haut rendement suffisent à réaliser une installation de 3 kWc sur une surface de 25 m², capable à la fois de tirer au mieux profit des incitations financières** et de couvrir les besoins annuels en électricité d'une famille de quatre personnes. Par ailleurs, le SOLON SOLitaire a été le premier module photovoltaïque intégré au bâti à passer avec succès le test incendie du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Il s'agit du premier module intégré au bâti en France à remplir une des conditions préalables essentielles permettant, à partir de 2011, de souscrire une assurance du bâtiment et de l'installation, assurance obligatoire pour un financement bancaire.

Le nouveau SOLON SOLitaire pèse 14 kg par m² et convient à des inclinaisons de toit entre 10 et 60 degrés. À partir de 22 degrés, des mesures d'étanchéité supplémentaires deviennent inutiles, les modules eux-mêmes servant de surface de drainage. Cela associé au cadre en polyuréthane de haute qualité, résistant aux intempéries et aux UV, garantit une étanchéité totale du système.

Le système de ventilation permet une circulation optimale de l'air derrière les modules afin d'éviter toute perte de puissance liée à l'élévation de la température. Le SOLON SOLitaire est composé de 60 cellules polycristallines mais peut être également proposé avec des cellules monocristallines sur simple demande.

Les deux variantes seront disponibles à partir de janvier 2011 auprès du fabricant, elles comprennent l'assurance solaire (gratuite) SOLON, une garantie produit de 10 ans, ainsi qu'une garantie de puissance à cinq niveaux sur 25 ans.

** En France, le tarif d'achat pour les installations d'une puissance inférieure à 3 kWc s'élève à 58 cents par kilowattheure. En plus de ce tarif d'achat élevé, il est possible de bénéficier d'un crédit d'impôt allant jusqu'à 4 000 euros.

17 fév.-11 Biocarburants de 2de génération: solutions enzymatiques – des avancées dans le Midwest

L'atteinte des objectifs dans le secteur des biocarburants se mesure, principalement, en fonction des volumes produits. Cependant, certaines des plus grandes avancées du domaine sont d'abord réalisées à une bien plus petite échelle. Plusieurs équipes de recherche américaines concentrent leurs travaux sur les enzymes permettant de dégrader la biomasse cellulosique. Une des priorités de recherche dans le domaine est de faciliter la libération des glucides indispensables à la production de biocarburants dits de seconde génération.

On s'intéressera ici plus particulièrement à deux équipes regroupant des chercheurs du Midwest actuellement impliqués dans ces thématiques et qui ont récemment publié ou fait parler d'eux dans la presse. Il s'agit de :
- l'équipe dirigée par Edward Rubin, du Joint Genome Institute du DOE, travaillant en partenariat avec le Lawrence Berkeley National Laboratory, l'équipe du professeur Roderick Mackie de l'University of Illinois (Urbana-Champaign) Institute for Genomic Biology et celle du professeur Matthias Hess de Washington State University ;
- l'équipe de Jonathan Walton professeur de biologie végétale à Michigan State University (MSU) et directeur associé des activités de MSU au Great Lakes Bioenergy Research Center du DOE, basé à l'University of Wisconsin et à Michigan State University.

L'étude menée par le groupe du professeur Rubin, ayant fait l'objet d'une publication dans Science (28 janvier dernier), s'attaque à une des principales barrières limitant le développement de biocarburants de seconde génération : la libération des sucres fermentescibles solubles contenus dans la paroi cellulaire végétale [1]. La résolution de ce problème pourrait rendre les technologies associées économiquement viables, tout en s'inscrivant dans une approche de développement durable.

Les chercheurs se sont intéressés à une niche écologique animale rassemblant toute la machinerie métabolique nécessaire à la dégradation de la matière végétale et à sa conversion en énergie : à savoir l'appareil digestif des ruminants. Les chercheurs auraient caractérisé des douzaines d'enzymes microbiennes, jusqu'alors inconnues, présentes dans le rumen des bovins. Les travaux se sont concentrés sur le "switchgrass", ou Panic érigé, une culture prometteuse pour les biocarburants [2]. Après incubation du switchgrass pendant 72 heures dans le rumen, les chercheurs ont effectué une analyse génomique de tous les micro organismes ayant adhéré au switchgrass. Cette approche "métagénomique" a permis l'analyse de tous les gènes de l'ensemble des micro organismes présents dans l'échantillon.

Selon le Professeur Rubin, c'est ce "consortium", une contribution de plusieurs micro organismes, qui présente une propriété bien particulière, à savoir ici la dégradation enzymatique de la paroi végétale. Ils ont ainsi été en mesure d'identifier 27 755 gènes codant pour une catégorie spécifique d'enzymes dites glucidiquement actives : les CAZymes, capables de dégrader les polysaccharides végétaux (comme la cellulose) en sucres simples. Certains de ces gènes ont été clonés dans des bactéries, ce qui a permis de produire avec succès 90 protéines d'intérêt. Ils ont pu mettre en évidence que 57% de ces protéines présentaient une activité enzymatique sur substrat cellulosique.

Les chercheurs sont également parvenus à assembler les génomes de 15 micro organismes impliqués dans la dégradation des polysaccharides végétaux. Ces résultats ont été obtenus à partir de modèles informatiques et confirmés par une méthode ne nécessitant pas de cultures cellulaires préalables. Plusieurs techniques, incluant le séquençage des génomes de cellules individuelles et la comparaison des séquences avec celles des génomes rassemblés, a permis de valider cette approche.

Ces résultats suggèrent que l'extraction d'enzymes dans des habitats naturels contenant des micro organismes capables de dégrader la biomasse est une stratégie prometteuse pour l'identification de nouvelles enzymes capable de dégrader le matériel lignocellulosique là où d'autres approches montrent des limites. Par ailleurs, les chercheurs du Great Lakes Bioenergy Research Center de l'U.S. DOE sont engagés dans un projet de recherche sur 3 ans axé sur l'identification de nouvelles enzymes pour la production d'éthanol cellulosique et la création de cocktails enzymatiques permettant notamment la production d'éthanol à plus faibles coûts.

Dans le but d'identifier plus rapidement les enzymes les plus efficaces, l'équipe a tout d'abord développé un procédé automatisé capable d'évaluer les capacités hydrolytiques de différentes enzymes et de déterminer les conditions optimales pour la production d'éthanol cellulosique à partir d'échantillons de biomasse comme le fourrage de maïs, le switchgrass, le miscanthus et les graines distillées. L'équipe a mis au point la GLBRC Enzyme Platform, ou GENPLAT, capable de déterminer les proportions idéales d'enzymes dans les 48 heures après réception de l'échantillon. Jusqu'à 96 "glucose assays" peuvent être réalisés en même temps à l'aide de cette technologie. En effet, sa capacité à traiter l'information pourrait rapidement accélérer l'identification de protéines valorisables pour la production d'éthanol et aider les chercheurs à atteindre leurs objectifs de réduction des quantités d'enzymes nécessaires.

Pour l'instant, les chercheurs effectuent leurs travaux à l'échelle du milligramme, à partir de combinaisons d'enzymes pures et caractérisées. La prochaine étape sera d'élaborer des mixtures plus complexes incluant des protéines inconnues provenant de diverses sources microbiennes. Les combinaisons d'enzymes sont optimisées pour différentes sources de matière première et différents prétraitements. Selon le Pr. Walton, son équipe est parvenue à des rendements glucidiques de 85% avec leurs mixtures synthétiques. Mais, à terme, leur but est d'obtenir le même rendement en utilisant 10 fois moins de protéines. Ceci rendrait le coût des enzymes pour la conversion de la biomasse ligno-cellulosique économiquement réaliste. Pour ce faire, l'objectif à court-terme de l'équipe est de déterminer quelles enzymes sont indispensables à une transformation optimale.

L'approche métagénomique sur des échantillons d'ADN microbien du rumen bovin et le développement de plateformes de "screening" telles que le GENPLAT constituent des avancées indispensables pour le développement de procédés de production d'éthanol cellulosique économiquement viables en vue de leur application à une échelle industrielle.

Le rêve de tout automobiliste et possesseur de maison : assis dans son salon, il peut recharger son véhicule à l'aide d'une télécommande - non pas avec de l'essence, mais avec de l'électricité produite par sa maison.

A partir de début 2012, une famille de 4 personnes vivra pendant un an dans une maison à énergie positive, installée au centre ville de Berlin, pour tester en conditions réelles différents concepts d'optimisation de l'efficacité énergétique des bâtiments. L'habitation génèrera assez d'énergie pour non seulement s'autoalimenter, mais aussi pour recharger un véhicule électrique.

A l'initiative du Ministère fédéral des transports, de la construction et du développement urbain (BMVBS), le projet sera suivi par la Société Fraunhofer et la maison de quelques 130 mètres carrés réalisée par le bureau d'ingénieur Werner Sobek de Stuttgart, qui a remporté l'appel d'offre public. L'Etat entend ainsi devenir une force motrice dans le développement de l'électromobilité.

L'isolation thermique sera très efficace ; tous les murs extérieurs seront recouverts de modules photovoltaïques. Les matériaux employés seront complètement recyclables, la chaleur sera générée par une pompe à chaleur et les appareils électriques seront sélectionnés en fonction de leur efficacité énergétique. Par exemple, une machine à laver pourra être contrôlée par un boîtier de commande qui ne l'activera uniquement lorsqu'une surcapacité sera détectée dans le réseau électrique.

La famille d'essai, qui n'a pas encore été sélectionnée, disposera également de voitures, de vélos et de mobylettes électriques. L'énergie générée dans la maison rechargera ces véhicules par induction. Tous les constructeurs automobiles allemands se sont montrés intéressés par ce projet, mais aucun partenaire n'a encore été sélectionné. Le gouvernement fédéral investit 2,5 à 3 millions d'euros pour ce projet.

La société suédoise myFC développeur de solutions destinées à l'alimentation d'appareils électroniques portables lance le Power Trekk, un chargeur de poche léger, conçu pour les utilisateurs qui passent beaucoup de temps hors de portée des réseaux électriques.

Fournissant de l'électricité instantanément où que vous soyez, PowerTrekk utilise une technologie de pile à combustible qui convertit l'hydrogène en électricité.

La solution 2-en-1 de PowerTrekk comprend à la fois une batterie portable et un chargeur de pile à combustible. La batterie portable peut fonctionner de façon autonome comme une source d'électricité disponible ou comme un tampon de stockage pour la pile à combustible. La pile à combustible permet un chargement instantané à partir d'un état de batterie épuisée sans jamais nécessiter de chargement par prise électrique.

L'utilisateur insère tout simplement une recharge de combustible et ajoute de l'eau. Pour charger les dispositifs portables - par exemple des téléphone portables, des appareils- photo et des appareils GPS - l'utilisateur connecte son dispositif à PowerTrekk via un port USB.

Doté d'un étui renforcé étanche et utilisant une technologie robuste à l'intérieur, PowerTrekk est conçu pour répondre aux demandes des personnes intinérantes les plus exigentes.

"PowerTrekk a un avantage concurrentiel sur les chargeurs portables traditionnels. L'électricité de la pile à combustible est générée de façon immédiate et les chargements ne sont aucunement affectés par le climat ou la position du soleil, contrairement aux panneaux solaires. En comparaison avec les chargeurs de voyage alimentés par piles électriques, PowerTrekk offre un chargement fiable car les charges de combustible ne s'épuisent moins vite", a déclaré Björn Westerholm, PDG de myFC, la société qui produit PowerTrekk.

Étant donné que l'hydrogène combustible peut être fourni par différentes sources alternatives, le système est "flexifuel". Selon myFC, "le processus chimique a prouvé son innocuité et est respectueux de l'environnement. En outre, le seul produit dérivé provenant de la pile à combustible est une faible quantité de vapeur d'eau."

Pour le moment, aucune indication n'a été donnée quant à son prix. Il semble que le fabricant soit toujours à la recherche de distributeurs et de revendeurs européens. Mais, son produit sera disponible sur le marché, très bientôt... promet-il

11 fév.-11 L'Irlande place la barre très haut dans le domaine des énergies renouvelables

Trois rapports portant sur l'état de l'énergie et de l'environnement en Irlande ont récemment été publiés par 3 organismes différents : Eirgrid (l'entreprise d'état pour l'énergie électrique), SEAI (Sustainable Energy Authority Ireland) et ESRI (The Economic and social Research Institute).

Il ressort de ces rapports que l'Irlande serait en bonne voie pour réaliser son objectif de produire 40% de son électricité à partir d'énergies renouvelables d'ici 2020, avec une augmentation de la contribution de l'éolien de 28% par an entre 2005 et 2009. En cas de réussite, son pourcentage d'énergie éolienne dans la demande en électricité serait le plus élevé d'Europe. Ces rapports soulignent que l'Irlande possède des ressources inexploitées parmi les plus favorables au monde en matière d'énergies renouvelables, ce qui, d'après le ministre de l'énergie Eamon Ryan, devrait permettre à l'Irlande d'être ambitieuse et de dépasser ses objectifs nationaux afin d'atteindre un niveau où elle sera en mesure d'exporter.

Cependant, l'un des rapports met en doute la capacité de l'Irlande à réaliser ses objectifs pour 2020 en termes de diminution d'émission de CO2, si elle n'a pas recours au dispositif communautaire d'échange de quotas d'émissions. En effet, si la production d'électricité à partir d'énergies renouvelables est en bonne voie, leur utilisation dans les autres secteurs semble stagner. Mais l'Irlande, dont la croissance du renouvelable à augmenté de 15% entre 2005 et 2009, fait montre de sa volonté de devenir leader dans ce secteur en signant avec 9 autres pays européens un mémorandum d'accord pour le projet "Super-Grid", pour lequel elle devrait piloter avec le Royaume-Unis l'un des 3 ateliers de travail intitulé "Market and Regulatory issues". Ce projet a pour objectif de créer un réseau électrique commun au Nord de l'Europe afin de transmettre des énergies provenant de sources renouvelables intermittentes comme les vagues ou le vent.

Le développeur d'applications "Tapadoo" vient de remporter le concours "Electric Dreams Competition" organisé par le producteur et distributeur d'électricité irlandais "Electricity Supply Board" (ESB) et la "Science Gallery" basée à Trinity College Dublin.

Le concept de l'application pour mobile proposée par ce développeur basé en Irlande, vise à changer les habitudes du public lorsqu'il va réserver une location d'un véhicule électrique "ESB e-car". L'objectif de cette application est d'abord de permettre au client intéressé de trouver où se situe le véhicule électrique disponible le plus proche, de le réserver et de prévoir la station de rechargement des batteries dans la ville où il laissera le véhicule.

Au terme du voyage, l'application indique le bénéfice écologique (quantité de CO2 économisée) de l'utilisation de ce véhicule électrique par rapport à l'utilisation d'un véhicule classique fonctionnant à l'essence ou au gasoil. Puis, en suivant le lien qui s'affiche, l'utilisateur a alors la possibilité de poster cette information sur les réseaux sociaux Twitter ou Facebook. Un classement quotidien du meilleur contributeur à l'environnement est enfin publié qui a pour objectif de sensibiliser tout un chacun au développement durable.

L'entreprise ESB a prévu de travailler avec le développeur pour réaliser effectivement cette application et la proposer à ses clients.

Companies are turning to high-end communication systems to reduce their carbon footprints and travel expenses.

Peter Graf, the chief sustainability officer at software provider SAP, was sitting at an oval wooden table one day, finishing a meeting with a colleague, when he found he needed a pen to complete some paperwork. He started to ask whether he could borrow one, but then he stopped himself. His colleague—and the pen—were in fact 10,000 kilometers away.

Graf was sitting in a high-tech room, where three large high-definition screens, a sound system, cameras, and even matching lighting all add up to give the impression of sitting in the same room as remote users. Participants at one location sit at half of a meeting table; an identical, matching half appears in a similar room that might be across the globe. When a user appears on the screen, it looks as if everyone is sitting at the same table. The sound system can even make different speakers' voices come from different directions to better replicate what happens when everyone actually is in the same room. "It's a very different level of conversation," Graf says. "You can make eye contact."

Videoconferencing has been around for a long time, but factors such as new broadband capabilities and high-definition video processing are turning it into something more powerful and giving it a new name: telepresence. Because high-end telepresence systems better simulate the nuances of in-person contact, they are increasingly being used to replace costly and time-consuming meetings. That cuts down on a company's carbon footprint, saves money, and reduces stress related to travel. And for a company like SAP, which has offices all over the world, the savings can be huge.

Most of SAP's sustainability council meetings are now held this way, saving money for the company and saving time for directors and executives. "Our strategy is to analyze our costs and carbon emissions caused by business travel and use the telepresence systems in those areas where a lot of face-to-face conversations are needed," says Graf. SAP has more than 500 videoconferencing systems and 29 of the newer telepresence rooms, which are supplied by Cisco Systems. And it plans to add 15 of the Cisco rooms by the end of the year. It costs $300,000 to install each of the most advanced rooms, but the average intercontinental business trip runs "$10,000, at least," Graf says. "The system pays for itself in a year."

It also improves employees' work-life balance, SAP found. Graf used to travel from Palo Alto, California, to corporate headquarters in Germany around 10 times a year, but now he makes the trip just three to five times a year. "I would much rather come in to the office at 3 a.m. for a telepresence session, compared to traveling a day to have a one-hour meeting and traveling a day back home," he says. He will still travel for networking, or to build "team spirit." But the telepresence rooms feel so realistic, he says, that some SAP teams have celebrated the completion of a project in a meeting where people drank "champagne on one end and coffee on the other," depending on what time it was where they were.

Cisco has sold more than 400,000 systems to 2,000 customers, including the Norwegian energy company Statoil, the telecommunications provider Vodafone, and the global bank HSBC. Autodesk, a software company that makes 3-D design programs, uses 20 Cisco telepresence rooms in 20 cities, in conjunction with other teleconferencing technologies.

Autodesk's director of sustainability, Lynelle Cameron, says its initial goal was to reduce travel internally, but it also uses the technology to meet with customers and partners, who do their part in an Autodesk telepresence room near them. Cisco has also partnered with Marriott hotels to create "public" telepresence rooms, which will enable companies like Autodesk to invite customers and traveling employees to telepresence meetings in many more cities.

In addition to 20 telepresence rooms from Cisco, Autodesk has 50 "Round Table" rooms from Microsoft, where a camera in the center of a table automatically turns to and zooms in on the person who is speaking, and Microsoft's desktop "Communicator," which lets a user click on an icon to start a video call with a colleague. Cameron has been training employees on which systems should be used for which meetings: Communicator is ideal for one-on-one talks, Round Tables are handy when a group of people in a room want input from two or three remote participants, and telepresence is ideal for situations like her staff meeting, where people in four different locations need to talk. She has noticed that her telepresence meetings often end faster than meetings in which people call in, since people in a telepresence session "can't multitask as they would on a phone," she says. "I get people's full attention."

Cameron still travels internationally to meet people face to face at the beginning of a project and at bigger networking events, where "a lot happens in corridor conversations." That's something telepresence can't account for. Another downside of skipping travel, says Peter Graf, is that participants who aren't in the same time zone can be out of sync: "Someone can be tired on the other side." He adds that it may also mean a lot of calls in the morning or late in the evening. Even so, he says, the net result is less wear and tear on employees.

A large company like Microsoft spends around $700 million a year for approximately a thousand business trips a day, so any significant reduction in travel turns into major cost savings and reductions in carbon emissions. Eric Bailey, Microsoft's senior travel manager, says the company turned to HP's Halo telepresence rooms in an effort to replace 5 percent of trips to each city that has a telepresence room by the end of this year. "Sitting in airplanes or security lines is not the most efficient use of our employees' time," he says. The 10 telepresence rooms Microsoft installed last year are primarily for internal use, but some Microsoft executives are using them with large customers—"not to introduce themselves or do the deal," he says, but to maintain better relationships than they could over the phone.

Most customers who have bought telepresence systems from Cisco initially aimed to reduce travel costs, but "the more advanced customers are transforming their business models around it," says the vice president and general manager of Cisco's Telepresence Business Unit, Odd Johnny Winge. Some banks, for example, are equipping branches with telepresence so that a single expert can deal with customers in many locations. Other companies have begun to deliver education and health care through the telepresence rooms.

"People don't understand the power of [telepresence]," Winge says. "We've only scratched the surface."

Volkswagen s'apprête à dévoiler cette semaine au Salon du Qatar un concept-car étonnant, que la rédaction d'enerzine avait déjà signalé il y plus d'1 an dans un article lui étant consacré lors du Salon auto de Francfort.

Le XL1 est en fait une version améliorée de la VW L1, puisque ce véhicule est capable de rouler pendant 100 km avec seulement 1 litre d'essence ! Dans la version présentée au Salon de Francfort, la VW L1 montrait une consommation moyenne supérieure avec 1,38 litres pour 100 km.

En gros, le véhicule (2 places ?) dispose d'un moteur diesel à haut rendement en plus d'un moteur électrique alimenté par une batterie au lithium-ion.

Le concept-car intégre un moteur bicylindre diesel à injection capable de fonctionner en deux modes : éco et sport. En mode éco, le moteur tourne à 27 ch / 4.000 tr/min, alors qu'en mode sport la puissance passe à 39 ch pour une vitesse maximale de d'environ 160 kilomètres par heure - 0 à 100 km/h en 11,9 secondes.

La VW XL1 a été conçue à partir de fibres en matière plastique renforcées de carbone, ce qui permet à la firme allemande d'utiliser moins de métal, de rendre la voiture très légère, et donc de l'aider à réduire drastiquement la consommation de carburant. Ainsi, à vide, la VW XL1 ne pèse que 380 kg !

Ce n'est plus un serpent de mer puisque le modèle VW XL1 est prévu pour entrer en production à partir de 2013 pour un prix qui devrait avoisiner les 29.500 dollars (soit 21.500 euros).

WWF : 95% de sources d'énergie renouvelable en 2050

Selon le résultat de la nouvelle étude du WWF, "tous les besoins énergétiques mondiaux pourraient être couverts par une énergie propre, renouvelable et économique d'ici 2050."

Le « Rapport Energie » présente d'une part un scénario mis au point par le bureau de consultants en énergie Ecofys, et d'autre part, une analyse et des recommandations du WWF.

Il montre que d'ici 2050, les besoins énergétiques en électricité, en transport, pour l'industrie et pour les ménages pourraient être couverts en n'ayant qu'un recours résiduel isolé aux combustibles fossiles et nucléaires. « Ce rapport montre qu'une telle transition est non seulement possible mais aussi économiquement viable, fournissant de l'énergie abordable pour tous et la produisant de manières soutenables par l'économie globale et la planète » explique James P. Leape, Directeur général du WWF-International.

Selon le scénario d'Ecofys, la demande énergétique en 2050 serait globalement inférieure de 15% à ce qu'elle était en 2005. Et malgré l'augmentation de la population, de la production industrielle, du fret et des voyages, des mesures ambitieuses d'économie d'énergie nous permettrons de faire plus avec moins.

Le WWF prévoit par ailleurs 95% de sources d’énergie renouvelable en 2050 et indique le cheminement pour y parvenir sans compromettre la biodiversité et les communautés locales (1,4 milliards de personnes n’ont pas accès à une électricité fiable).

Le scénario “Energie inépuisable” se centre sur la fin prévisible des énergies fossiles (principaux émetteurs de gaz à effet de serre) et examine en détails les mesures techniques nécessaires à prendre pour le développement de chaque énergie renouvelable (éolien, hydroélectricité, bioénergie, etc.).

La biomasse est une ressource nécessaire mais extrêmement sensible. Une attention particulière doit être portée pour limiter l'utilisation des terres pour de la bioénergie (non-concurrence de l’agriculture nourricière) tout en permettant d’atteindre l'objectif de 100% de renouvelables.

L'électricité doit être le principal vecteur et les carburants fossiles (pétrole, gaz, charbon) devront être remplacés. Les transports électrifiés et le secteur du chauffage devront utiliser la biomasse en s'assurant de leur durabilité environnementale et sociale. Cependant, notre besoin en bioénergie peut pousser nos forêts, nos terres agricoles et notre eau jusqu’à leurs limites.

Le scénario prévoit aussi une énergie accessible à tous réduisant par là-même la pauvreté. James P. Leape, Directeur général, WWF-International ajoute que « La transition posera des défis significatifs mais j'espère que ce rapport inspirera les gouvernements et le monde des affaires à s'attaquer à ces défis et simultanément à réagir promptement pour faire de l'économie renouvelable une réalité. Il n'y a rien de plus important que notre capacité à créer un futur renouvelable ».

En fournissant une énergie propre, le rapport estime que les économies réalisées grâce à la baisse des coûts de l'énergie, par rapport à un scénario économique actuel, atteindraient environ 4 000 milliards d'euros rien que pour l'année 2050. De plus, les conflits liés à l'énergie seront évités ainsi que les pollutions massives, conséquences inhérentes à l'exploitation des énergies fossiles qui se fera de plus en plus dans des zones instables au niveau politique ou environnemental en raison de la limitation des réserves.

Enfin, le scénario du « Rapport Energie » prévoit d'ici 2050 une réduction de 80% des émissions mondiales de CO2 issues du secteur de l'énergie, ce qui permettrait de limiter de façon très probable l'augmentation moyenne de la température à 2°C et donc d'éviter le risque d'un changement climatique catastrophique.

Le mix énergétique du futur : l'énergie solaire, l'énergie du vent, l'énergie de l'océan, l'énergie géothermique, l'énergie hydraulique (actuellement la plus grande source d'énergie renouvelable dans le monde), la bioénergie (bois énergie, agrocarburant, algocarburant).

Sur la base de ce rapport, le WWF formule 10 recommandations clés pour un futur énergétique 100% renouvelable :

1. SOBRIETE, EFFICACITE: Entrainer les économies d'énergie partout où elles sont possibles. Promouvoir seulement les produits les plus efficaces énergétiquement. Développer les sources d'énergies renouvelables existantes et en créer de nouvelles pour fournir une d'énergie propre pour tous en 2050.

2. RESEAUX : Partager et échanger cette énergie propre au travers des réseaux interconnéctés, en faisant la meilleure utilisation possibles des ressources énergétiques dans les différentes régions (fonctions de leurs potentiels en EnR).

3. ACCES : Mettre fin à la précarité énergétique en fournissant une électricité constante et pérenne et en promouvant l'utilisation de fours plus efficaces pour économiser les ressources en biomasse.

4. ECONOMIE: Investir dans les économies d'énergie, la production renouvelable, et les produits ou bâtiments les moins énergivores.

5. NOURRITURE : Mettre fin au gaspillage de la nourriture. Choisir une alimentation dont la source est issue d'un mode durable et efficace et qui libère de la terre pour la nature, la sylviculture durable et la production de biocarburant (lorsqu'elle n'est pas en concurrence avec l'agriculture nourricière). Chacun a un droit égal au niveau requis de protéines pour bénéficier d'un régime alimentaire sain et pour que ceci se produise, il faut globalement consommer moins de viande.

6. MATERIAUX : Réduire, réutiliser, recycler pour minimiser le gaspillage et économiser l'énergie. Développer des matériaux durables. Et éviter les biens dont nous n'avons pas besoin.

7. TRANSPORT : Fournir des incitations à encourager un plus grand recours aux transports publics et réduire les distances que les individus et les biens parcourent. Promouvoir l'électrification partout où cela est possible et supporter la recherche sur l'hydrogène et autres combustibles alternatifs pour la navigation et l'aviation.

8. TECHNOLOGIE : Développer des plans d'action nationaux, bi- et multilatéraux pour promouvoir la recherche et le développement dans l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables.

9. SOUTENABILITE : Développer et renforcer des critères stricts de soutenabilité visant à assurer que les énergies renouvelables sont compatibles avec les objectifs environnementaux et de développement.

10. ACCORDS : Soutenir des accords sur l'énergie et le climat ambitieux pour fournir un cadre global et promouvoir une coopération d'ensemble sur les énergies renouvelables et les efforts liés à l'efficacité énergétique.

Après avoir compilé 14 études indépendantes, des scientifiques ont découvert que les rendements de deux espèces d'agaves ont largement dépassé ceux des matières premières utilisés dans la production de biocarburants, comme le maïs, le soja, le sorgho et le blé.

De plus, d'autres espèces d'agaves encore plus productives n'ont pas encore été évaluées.

Selon l'analyste bioénergétique de l'Université de l'Illinois, Sarah Davis, "nous avons besoin de cultures bioénergétiques qui ont un faible impact sur l'utilisation des terres cultivables. La biomasse d'Agave peut être récoltée comme co-produit de la production de tequila sans avoir besoin de terres supplémentaires. En outre, les plantations d'agave abandonnées au Mexique et en Afrique qui, auparavant, s'occupaient du marché des fibres naturelles peuvent être récupérées pour cultiver des variétés bioénergiques. Plus de recherche sur les espèces d'agave est nécessaire pour déterminer les intervalles de tolérance de la plus haute variétés à haut rendement qui serait la plus viable pour la production de bioénergie dans les régions semi-arides du monde. "

Non seulement l'agave devient un candidat sérieux dans la culture bioénergétique, mais sa production économique et durable pourrait stimuler les économies africaine, australienne et mexicaine, à condition que les défis politiques et législatifs soient surmontés.

Le dernier numéro spécial de Global Change Biology Bioenergy se penche sur le potentiel de l'agave comme matières premières bioénergétiques.

A study of the microbes that allow cows to digest grass could lead to better ways of making cellulosic biofuels.

Biofuels made from agricultural waste, sawdust, and prairie grass promise to be more economical than biofuels derived from corn, sugarcane, and other food crops.

The first step in cellulosic biofuels is converting tough plant materials made of cellulose and lignin into sugars that can then be fermented to make fuels. But this is expensive and currently requires a large quantity of enzymes to break down cellulose. "We're talking truckloads," says Frances Arnold, a professor of chemical engineering at Caltech who was not involved with the cow research. "We need a two- to fivefold reduction in the cost of enzymes," she says.

In contrast, the microbes that live in the part of the bovine digestive tract called the rumen have been turning cellulose into sugar efficiently for millions of years. Researchers hope a new database of 28,000 genes sequenced from microbes involved in bovine digestion will help engineers come up with new enzymes, and bring down the cost of making cellulosic biofuels.

So far, manufacturers have brought down the costs of making cellulolytic enzymes mostly by changing processing methods. Another approach would be to make enzymes that work faster or work under different conditions, such as extreme temperatures, that might facilitate the breakdown of plant matter. "To begin to lower the costs of making cellulosic biofuels, we need new enzymes that do more," says Eddy Rubin, director of the U.S. Department of Energy Joint Genome Institute. Rubin led the cow-microbe study.

The trouble is that an estimated 99.9 percent of all microbes on earth, including those in cow rumen, cannot be grown in culture in the lab. So bioprospectors looking for natural microbial enzymes with industrial promise have had a very limited pool of material to work with. Fortunately, new gene-sequencing technologies are changing that, allowing researchers to discover microbial enzymes by looking in their genes. Without having to grow microbes in the lab, researchers can sequence all the genetic material present in an entire ecosystem, then screen this data for genes of interest. This type of research is called metagenomics.

Rubin's group started their search for better cellulolytic enzymes by studying termites in 2007. Microbes living in termite guts ferment woody roughage into sugars. The trouble with termites, Rubin says, was that "it was hard to get much material to work with" because termite guts are small. The studies didn't generate many of the full-length genes needed to make working enzymes.

The minimetro, which has helped hilly Perugia, Italy to reduce car traffic, is more than public transport, says the city's mayor. "It's architecture, technology, design."

It's 7 p.m., and the evening passeggiata (a cross between a walk and a parade) in Perugia (map) is in full swing. All the Italian clichés apply: strolling teenagers eating gelato, married couples pushing strollers and greeting friends. Professors—this is a university city—amble up and down the Corso Vannucci greeting each other and arguing politics.

The conversations—whether they are giddy, loving or heated—echo with remarkable clarity off the surrounding medieval stone facades, undisturbed by the sound of internal combustion or diesel engines.

The Corso, the main drag of the Umbria region's capital city, styles itself as Perugia's living room rather than as a thoroughfare for motorists. So as the setting sun turns the buildings amber, tourists and tired office workers jockey for café seats or wander in and out of shops without the worries about parking or vehicle tie-ups that are endemic to so many of the world’s cities.

It wasn't always like this. Not long ago, Corso Vannucci and surrounding streets were thronged with cars, trucks, and buses instead of pedestrians. The buildings were encrusted with soot, instead of shining pink and proud. Traffic clogged the narrow streets, and Perugia's residents wondered how their smart little city became such an urban nightmare.

As cities around the world grapple with issues of traffic and congestion that degrade the quality of urban life, it is worth taking a look at how Perugia turned its story around.

Although it is hardly the only European city to put strict limits on motor traffic (Venice to the north boasts it is the world’s largest car-free city), Perugia shows how even a small city can reap benefits from investment in pedestrian-friendly infrastructure. All it took was a succession of progressive-minded city officials, urban planners, and resident-dreamers who saw how Perugia’s geographic and historical preservation challenges could be used to its advantage.

City archeologists had unearthed the subterranean streets of a former patrician neighborhood under a park that was built far below Perugia’s urban core. The city developed a lower town to showcase this district that had been covered over since the 16th century. To connect the lower town to Perugia’s center, which stands on a 490-meter (1,600-foot) rock promontory, the city built a series of escalators. At the base, the urban planners added a multilevel parking garage and bus station that looks like a subway station minus the trains.

And vehicles other than delivery vans and taxis were banned from the Corso Vannucci.

More escalator-parking lot locations were soon built, followed by a "Zona di traffico limitato" (ZTL), or limited traffic zone. Car travel or parking in downtown requires a permit. Cameras snap license plates, and hefty fines are levied on those who venture into the city by motor vehicle without a permit.

Still, Perugians feared that such measures would turn their beloved city into a museum. Plus, reality intruded. Perugia hosts some popular festivals throughout the year, among them Umbria Jazz in July, and Eurochocolate, a tribute to the Perugina company that makes the city’s famously addictive Baci chocolate, every October. How to bring in thousands of attendees without overloading the streets, parking lots, and escalators ?

City planners considered the alternatives. Long ago, a tram ran from the rail station to the center, but that was in a gentler time, with few cars on the road. A subway? The hills are too steep. Besides, the population of 160,000 couldn't support the expense of building or operating a full-sized system. After a decade of debate, the city decided on an innovative system built by the Italian company Leitner AG, a 3-kilometer (1.8-mile) "minimetro."

"This is Perugia," said Mayor Wladimiro Boccali. "In a city like ours, with its wealth of art and history, we had to do something original. The minimetro is more than public transport. It's architecture, technology, design."

It's fun to ride, too. There's a big parking lot on the outskirts for those arriving by car. One station connects with the main train station at the foot of the hill. The stations' avant-garde design is no accident; it’s all the work of French architect Jean Nouvel, winner in 2008 of the prestigious Pritzker Architecture Prize.

Minimetro cars arrive about every minute. Multilingual machines dispense tickets (1.50 euros, or $2 for a single ride) and riders need to hold onto tickets to exit, too. A little car pulls up and glass doors open. The car first proceeds over an elevated track. Then, after it climbs a steep grade, the minimetro enters a tunnel.

The first underground station looks like a cave crossed with a Star Trek set, due to the combination of stone walls and high-tech machinery. A lit tunnel follows, and takes riders to the system's ultramodern terminus.

This station, Pincetto, is set into the side of a hill. Riders can disembark and take either an inclined elevator or a series of escalators to the medieval city center, with its narrow alleyways and warren of shops and public buildings.

It's a big project for a city of its size, and in fact, it’s almost impossible to imagine a similar system in a comparable North American municipality. (Dayton, Ohio, a city with about the same number of residents, has no commuter rail, and in fact has no access to the nationwide rail system, Amtrak.)

Why the difference? "Cities are more compact in Europe; they've evolved differently," said Lee Schipper, an expert on alternative energy and transportation at Stanford University's Precourt Energy Efficiency Center. "There's more of a motive there to make cities livable without cars." He notes there are large pedestrian zones in numerous European cities—Munich, Bamberg, Bayreuth, and Kulmbach in Germany, and Vienna, in Austria, to name just a few.

The minimetro isn't perfect. There's a constant hum that bothers people who live along its route; because of it, the system shuts down at 9:20 p.m., except during festivals. There's another line planned, but the economic crisis has put it on hold for now, said Boccali. But, he adds, 3 million people ride the little cars every year, and he's proud of his little city and its big plans.

2 fév.-11 La Chine est le troisième pays à développer un système HVDC, véritable "autoroute électrique"

Un système HVDC pour High Voltage Direct Current [1] ou CCHT en français, est un équipement d'électronique de puissance utilisé pour la transmission de l'électricité en courant continu haute tension. Ces systèmes de transmission de l'énergie électrique sont généralement utiliser pour transporter des puissances très importantes sur de longues distances.

Le système HVDC développé par China Electric Power Research Institute a été acheminé le 3 janvier 2011 sur le site de la centrale éolienne de Nanhui près de Shanghai. Le système a passé avec succès les tests de conformités des standards industriels internationaux et nationaux. Cette avancée fait de la Chine le troisième pays possédant l'expertise pour concevoir, tester et produire ce type d'équipement électronique de haute puissance, rejoignant le canadien ABB et l'allemand Siemens.

China Electric Power Research Institute travaillait sur la technologie HVDC et les équipements associés depuis décembre 2007. Les chercheurs chinois ont développé une technologie nationale permettant la fabrication, en grand nombre, des systèmes HVDC. La technologie est basée sur des équipements IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor pour transistor bipolaire à porte isolée. L'unité livrée à Nanhui constitue un noeud important pour le réseau électrique du pays. Cette avancée constitue une pierre angulaire dans la construction de réseaux intelligents en Chine, et en particulier dans le développement de l'énergie éolienne, qui nécessite de tels équipements.

Du 10 au 12 janvier dernier, la Mission pour la Science et la Technologie a organisé, sur le campus de l'Université Texas A&M (TAMU) à "College Station", un Young Engineers and Scientists Symposium (YESS) sur le thème des énergies non fossiles [1]. Cet évènement, auquel participaient le Centre Européen de TAMU, la Mission Scientifique du Consulat Britannique à Houston et les Départements d'Ingénierie Mécanique et Nucléaire de TAMU, a réuni plus de 170 participants.

Une conférence originale

L'objectif de la conférence était de dépasser différentes barrières: les barrières géographiques tout d'abord, en réunissant des européens et des américains; les barrières thématiques, en proposant un programme transdisciplinaire sur différents domaines énergétiques - nucléaire, solaire, éolien, géothermique - et en apportant aussi le point de vue des économistes ou encore des personnes en charge des régulations; les barrières professionnelles enfin, en permettant la rencontre entre chercheurs, ingénieurs, responsables gouvernementaux et responsables d'établissements de recherche.

Les présentations ont permis d'exposer les participants aux questionnements, aux difficultés et aux attentes rencontrés par les autres acteurs dans le domaine de l'énergie. A ce titre, la conférence a réellement permis de dessiner une perspective globale sur les questions énergétiques, aussi bien en terme de recherche, de régulation, que de conséquences sociétales. Les participants ont extrêmement apprécié l'originalité de cette rencontre, qui diffère fortement des conférences thématiques auxquelles ils sont habitués. Les jeunes chercheurs ont eu l'occasion d'entendre et de rencontrer des intervenants très qualifiés et de nouer des contacts pour leur future carrière. Les jeunes américains ont pu aussi s'ouvrir des possibilités concrètes de séjour de recherche en France ou au Royaume-Uni.

Les grands enseignements à tirer de ces échanges

Le monde vit actuellement une période d'insécurité énergétique. Le développement économique d'un état ou d'une région est fortement dépendant de ses capacités énergétiques. Avec l'émergence de nouveaux pays, la demande énergétique ne cesse de croitre dans un contexte où les ressources restent limitées. Le coût de l'énergie pèse sur les possibilités de croissance économique. A cela s'ajoute une insécurité sur les conséquences que pourrait avoir la production énergétique actuelle sur l'environnement, notamment sur le climat.

Le coût de l'énergie, son impact environnemental et la sécurité énergétique sont désormais les trois piliers qui influencent le cadre énergétique mondial. A l'heure actuelle, les énergies fossiles -pétrole, gaz et charbon - dominent, de part leur faible coût. Mais les conséquences géopolitiques de la dépendance à ces formes d'énergie ainsi que la conséquence de leur utilisation sur l'environnement sont en train de changer la donne.

A l'heure actuelle, les Etats-Unis importent près de la moitié de leur consommation de pétrole. Une situation similaire s'observe en Europe avec une forte dépendance au gaz et pétrole russes. La quête de l'indépendance énergétique, qui se présente comme un paramètre stratégique clé pour le développement économique, est au coeur des préoccupations. Cette sécurité énergétique se gagne par une diversification des sources, de la même manière qu'une entreprise assure sa stabilité par un portefeuille d'activités diversifié. Le développement de sources alternatives aux énergies fossiles - nucléaire, solaire, éolien, géothermique - pour le moment moins compétitives économiquement présente donc un intérêt stratégique pour tous les états. A cela s'ajoute le fait que l'impact environnemental de ces sources d'énergie est largement inférieur à celui des énergies fossiles, dans la perspective du changement climatique envisagé. Cependant, ces formes d'énergies posent des problèmes complexes à la fois sur le plan technique et géopolitique.

L'énergie solaire est abondante mais pour obtenir des rendements importants lors de sa récupération par effet photoélectrique, photocatalyse ou centrale solaire, d'importantes avancées en recherche et développement sont encore attendues. Les énergies renouvelables comme le solaire et l'éolien sont des énergies intermittentes. Il faut pouvoir les intégrer de manière efficace dans une grille de distribution d'électricité intelligente, la fameuse "smart grid". L'autre option consiste à mettre au point des processus mécaniques ou chimique (production de dihydrogène) pour stocker l'énergie produite par ces processus. Enfin, les sources d'énergies alternatives ne sont pas non plus réparties uniformément sur la planète, imposant des négociations et des partenariats entre états.

Le développement du nucléaire se confronte, lui, à d'autre enjeux. Le premier consiste à mettre à disposition le nucléaire civil en assurant une non-prolifération des armes nucléaires. Le second se résume à pouvoir maintenir la sécurité des installations et le traitement responsable des déchets produits. La fusion nucléaire pourrait lever ces deux obstacles mais d'importants développements seront nécessaires pour en assurer la réalisation commerciale, d'ici la fin du siècle. Le prix d'entrée technologique dans le club des pays nucléarisés est tel aujourd'hui que seule une coopération internationale en recherche et développement dans ce domaine peut soutenir son développement.

Enfin, le secteur de l'énergie est un secteur très pluridisciplinaire. La formation d'un personnel qualifié capable d'appréhender toutes les facettes du domaine est aujourd'hui une priorité des universités et des industriels.

Que les acteurs soient publics ou privés, la situation actuelle est extrêmement complexe. Celle-ci rend difficile les investissements et la mise en place d'une régulation efficace, qui ne peuvent que s' envisager sur le long terme. Seuls le dialogue, la coopération et la compréhension entre les acteurs peuvent offrir une vision éclairée, une perspective globale, permettant de limiter les erreurs. Tel était l'objectif de ce YESS organisée par la Mission pour la Science et la Technologie, un objectif pleinement atteint de l'avis de l'ensemble des participants.

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A lire également :

"YESS Energies alternatives" :

- Partie 2 : Economie, régulation et collaboration internationale
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65721.htm

- Partie 3 : Energies renouvelables et stockage
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65722.htm

- Partie 4 : Energie nucléaire : fission et fusion
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65723.htm

- Partie 5 : Eduquer une force de travail dans l'énergétique
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65724.htm

Source: YESS Energies alternatives : une perspective globale, College Station - TX, 10-12/01/2011

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31 janv.-11 Nucléaire: Le réacteur Tokamak, "soleil artificiel" et laboratoire chinois du projet international ITER

L'Institut des Sciences Physiques de Hefei (province de l'Anhui dans l'Est de la Chine), dirigé par l'Académie des Sciences Chinoises, a annoncé le 23 décembre 2010 que les expériences annuelles sur la nouvelle génération du "soleil artificiel" chinois, ou réacteur à fusion par confinement magnétique supraconducteur Tokamak (Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST), ont été achevées avec succès.

Le Tokamak est une chambre de confinement magnétique destinée à contrôler un plasma pour étudier la possibilité de la production d'énergie par fusion nucléaire afin de fournir une énergie "propre" et durable à l'instar du soleil. Technologie de recherche expérimentale inaugurée en 2007, EAST est le premier réacteur de ce type en Chine. Ce projet s'inscrit dans le cadre du projet international ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), prototype de réacteur nucléaire à fusion dont la Chine fait partie.

A la température à laquelle la fusion nucléaire est susceptible de se produire, la matière est à l'état de plasma. Il s'agit d'un état particulier de la matière première dans lequel les atomes ou les molécules forment un gaz ionisé. Selon le Ministère chinois de la Science et de la Technologie, depuis l'entrée en service d'EAST, les équipes chinoises ont obtenu lors de leurs expériences un plasma générant un courant d'un million d'ampères, un plasma à impulsions longues de 15 millions de degrés Celsius ou encore un chauffage cyclotron ionique de 3 MW. Les tests menés en 2010 ont permis d'observer le plus long plasma de fusion à haute température généré depuis l'entrée en service du Tokamak.

Chaque année pendant huit mois, des expériences sont menées à l'EAST par plusieurs dizaines de scientifiques chinois et étrangers.

Automotive, chemical, brick and glass industries could benefit from scientific discovery

28 janv.-11 New reactor paves the way for efficiently producing fuel from sunlight

PASADENA, Calif.—Using a common metal most famously found in self-cleaning ovens, Sossina Haile hopes to change our energy future. The metal is cerium oxide—or ceria—and it is the centerpiece of a promising new technology developed by Haile and her colleagues that concentrates solar energy and uses it to efficiently convert carbon dioxide and water into fuels.

Solar energy has long been touted as the solution to our energy woes, but while it is plentiful and free, it can't be bottled up and transported from sunny locations to the drearier—but more energy-hungry—parts of the world. The process developed by Haile—a professor of materials science and chemical engineering at the California Institute of Technology (Caltech)—and her colleagues could make that possible.

The researchers designed and built a two-foot-tall prototype reactor that has a quartz window and a cavity that absorbs concentrated sunlight. The concentrator works "like the magnifying glass you used as a kid" to focus the sun's rays, says Haile.

At the heart of the reactor is a cylindrical lining of ceria. Ceria—a metal oxide that is commonly embedded in the walls of self-cleaning ovens, where it catalyzes reactions that decompose food and other stuck-on gunk—propels the solar-driven reactions. The reactor takes advantage of ceria's ability to "exhale" oxygen from its crystalline framework at very high temperatures and then "inhale" oxygen back in at lower temperatures.

"What is special about the material is that it doesn't release all of the oxygen. That helps to leave the framework of the material intact as oxygen leaves," Haile explains. "When we cool it back down, the material's thermodynamically preferred state is to pull oxygen back into the structure."

Specifically, the inhaled oxygen is stripped off of carbon dioxide (CO₂) and/or water (H₂O) gas molecules that are pumped into the reactor, producing carbon monoxide (CO) and/or hydrogen gas (H2). H2 can be used to fuel hydrogen fuel cells; CO, combined with H2, can be used to create synthetic gas, or "syngas," which is the precursor to liquid hydrocarbon fuels. Adding other catalysts to the gas mixture, meanwhile, produces methane. And once the ceria is oxygenated to full capacity, it can be heated back up again, and the cycle can begin anew.

For all of this to work, the temperatures in the reactor have to be very high—nearly 3,000 degrees Fahrenheit. At Caltech, Haile and her students achieved such temperatures using electrical furnaces. But for a real-world test, she says, "we needed to use photons, so we went to Switzerland." At the Paul Scherrer Institute's High-Flux Solar Simulator, the researchers and their collaborators—led by Aldo Steinfeld of the institute's Solar Technology Laboratory—installed the reactor on a large solar simulator capable of delivering the heat of 1,500 suns.

In experiments conducted last spring, Haile and her colleagues achieved the best rates for CO₂ dissociation ever achieved, "by orders of magnitude," she says. The efficiency of the reactor was uncommonly high for CO₂ splitting, in part, she says, "because we're using the whole solar spectrum, and not just particular wavelengths." And unlike in electrolysis, the rate is not limited by the low solubility of CO₂ in water. Furthermore, Haile says, the high operating temperatures of the reactor mean that fast catalysis is possible, without the need for expensive and rare metal catalysts (cerium, in fact, is the most common of the rare earth metals—about as abundant as copper).

In the short term, Haile and her colleagues plan to tinker with the ceria formulation so that the reaction temperature can be lowered, and to re-engineer the reactor, to improve its efficiency. Currently, the system harnesses less than 1% of the solar energy it receives, with most of the energy lost as heat through the reactor's walls or by re-radiation through the quartz window. "When we designed the reactor, we didn't do much to control these losses," says Haile. Thermodynamic modeling by lead author and former Caltech graduate student William Chueh suggests that efficiencies of 15% or higher are possible.

Ultimately, Haile says, the process could be adopted in large-scale energy plants, allowing solar-derived power to be reliably available during the day and night. The CO₂ emitted by vehicles could be collected and converted to fuel, "but that is difficult," she says. A more realistic scenario might be to take the CO₂ emissions from coal-powered electric plants and convert them to transportation fuels. "You'd effectively be using the carbon twice," Haile explains. Alternatively, she says, the reactor could be used in a "zero CO₂ emissions" cycle: H₂O and CO₂ would be converted to methane, would fuel electricity-producing power plants that generate more CO₂ and H₂O, to keep the process going.

A paper about the work, "High-Flux Solar-Driven Thermochemical Dissociation of CO₂ and H₂O Using Nonstoichiometric Ceria," was published in the December 23 issue of Science.

The work was funded by the National Science Foundation, the State of Minnesota Initiative for Renewable Energy and the Environment, and the Swiss National Science Foundation.

Contact: Deborah Williams-Hedges

LIVERMORE, Calif. -- Using seawater and calcium to remove carbon dioxide (CO₂) in a natural gas power plant's flue stream, and then pumping the resulting calcium bicarbonate in the sea, could be beneficial to the oceans' marine life.

Greg Rau, a senior scientist with the Institute of Marine Sciences at UC Santa Cruz and who also works in the Carbon Management Program at Lawrence Livermore National Laboratory, conducted a series of lab-scale experiments to find out if a seawater/mineral carbonate (limestone) gas scrubber would remove enough CO₂ to be effective, and whether the resulting substance -- dissolved calcium bicarbonate -- could then be stored in the ocean where it might also benefit marine life.

In addition to global warming effects, when carbon dioxide is released into the atmosphere, a significant fraction is passively taken up by the ocean in a form that makes the ocean more acidic. This acidification has been shown to be harmful to marine life, especially corals and shellfish.

In his experiments, Rau found that the scrubber removed up to 97 percent of CO₂ in a simulated flue gas stream, with a large fraction of the carbon ultimately converted to dissolved calcium bicarbonate.

At scale, the process would hydrate the carbon dioxide in power plant flue gas with water to produce a carbonic acid solution. This solution would react with limestone, neutralizing the carbon dioxide by converting it to calcium bicarbonate -- and then would be released into the ocean. While this process occurs naturally (carbonate weathering), it is much less efficient, and is too slow paced to be effective.

"The experiment in effect mimics and speeds up nature's own process," said Rau. "Given enough time, carbonate mineral (limestone) weathering will naturally consume most anthropogenic CO₂. Why not speed this up where it's cost effective to do so?"

If the carbon dioxide reacted with crushed limestone and seawater, and the resulting solution was released to the ocean, this would not only sequester carbon from the atmosphere, but also would add ocean alkalinity that would help buffer and offset the effects of ongoing marine acidification. Again, this speeds up the natural CO₂ consumption and buffering process offered by carbonate weathering.

Earlier research has shown that ocean acidification can cause exoskeletal components to decay, retard growth and reproduction, reduce activity and even kill marine life including coral reefs.

"This approach not only mitigates CO₂, but also potentially treats the effects of ocean acidification," Rau said. "Further research at larger scales and in more realistic settings is needed to prove these dual benefits."

Rau said the process would be most applicable for CO₂ mitigation at coastal, natural gas-fired power plants. Such plants frequently already use massive quantities of seawater for cooling, which could be cheaply reused for at least some of the CO₂ mitigation process.

"This method allows a power plant to continue burning fossil fuel, but eliminates at least some of the carbon dioxide that is emitted, and in a way that in some locations should be less expensive and more environmentally friendly than other carbon dioxide sequestration methods," he said.

The work, funded by the Energy Innovations Small Grant Program of the California Energy Commission and LLNL, appears in the journal Environmental Science & Technology.

26 janv.-11 L'utilisation des micro-algues pour la production de biocarburants en Allemagne

Dans un contexte énergétique marqué à la fois par la nécessité de développer des énergies renouvelables plus respectueuses de l'environnement et par l'épuisement à moyen terme des ressources pétrolières, les micro-algues constituent un enjeu d'avenir pour la production de biomasse et de biocarburants. Conscientes de l'intérêt de cette technologie, la France et l'Allemagne intensifient actuellement leurs efforts de R&D dans le domaine des algocarburants.

Une mission d'experts français en Allemagne, organisée parle Service Scientifique de l'Ambassade de France en Allemagne, a été l'occasion de faire un tour d'horizon des principales initiatives allemandes ainsi que d'établir les bases d'éventuelles collaborations franco-allemandes au niveau de ce secteur d'innovation technologique.

Ce document offre une analyse de l'approche allemande en matière de recherche sur les micro-algues en s'intéressant particulièrement aux études fondamentales sur leur biologie, aux développements technologiques liés à la construction de photobioréacteurs et aux premières applications industrielles. Il permet de faire un état des lieux des perspectives de la recherche sur les micro-algues qui devraient être renforcées en Allemagne dans les prochaines années.

Auteurs : SIALLELI Julien - ROY Stéphane
Ambassade de France en Allemagne - 12 pages - 2/12/2010

Téléchargez gratuitement ce rapport au format pdf :

Le monde du bâtiment est en pleine évolution avec les normes écologiques de construction.

Le résultat c’est que l’ensemble de la filière est "boosté" avec par exemple un nouveau type de carrelage : antibactérien, antiviral et contribuant même à la dépollution de l’air (les fameux composants organiques volatiles que l’on trouve dans les matériaux type peinture ou colle) ! Quel est ce carrelage ? Quels sont les tests qui démontrent ces propriétés ? S’adapte t-il à tous les revêtements (murs, sols, intérieurs ou extérieurs) ? Quelle fabrication et quel prix ?

24 janv.-11 The Economics of Superinsulating Windows

http://www.technologyreview.com/business/27012/?p1=BI

Even old commercial buildings can get an energy-efficiency upgrade that pays for itself in five years.

For architects, windows have always been a trade-off: they make a building more aesthetically pleasant, but they also leave it colder in the winter and hotter in the summer. Now that highly insulating, energy-efficient windows are available off the shelf from companies such as Serious Materials, however, it's not necessary to make that trade-off anymore. The technologies involved have been around for a while, but in the past these highly insulating windows were custom items. Serious Materials' innovation was to mass-produce and mass-market them.

Retrofitting commercial buildings with highly insulating windows is an investment that can pay off in five years. Since commercial spaces vary widely in terms of square footage, orientation to the sun, local climate, and many other factors, not all savings will be the same. But in one prominent example, Serious Materials upgraded the windows in the Empire State Building in New York City last year. The entire upgrade of the building, which included other measures, cost $20 million and will save an estimated $4.4 million per year on electricity costs. The window upgrades will account for $412,000 of those annual savings, according to an analysis commissioned by the building's owner. (Serious Materials won't disclose how much it was paid.)

"If you are already retrofitting, putting in high-efficiency windows is a no-brainer," says Alan Meier, a senior scientist in the energy analysis department at the Lawrence Berkeley National Laboratory. Meier estimates that installing better windows alone will lead to maximum energy savings of about 10 percent. But if the window upgrades are happening at the same time as an upgrade of the building's heating and cooling systems, they can pay for themselves immediately. One reason is that a building that has better windows might need a smaller, less expensive air-conditioner.

Brian Sipes, a principal at the architecture firm Zehren and Associates in Avon, Colorado, incorporated Serious Materials' windows into designs for a building that he hopes will get the highest certification possible from the U.S. Green Building Council, whose set of standards, called LEED, is used to rank buildings according to their energy consumption and use of resources. Sipes says his firm chose the windows because they provided better insulation than anything else on the market. Fifteen or 20 years ago, he notes, there were hardly any green building products readily available to builders. "Now there are so many choices, and they're choices that don't force you to sacrifice between aesthetics and amazing energy efficiency," he says.

Improving a building's energy efficiency takes not just money but time. There are companies, such as Chevron Energy Solutions, that will put up the capital for basic efficiency upgrades, then split the return on the investment with building owners. However, says Meier, these types of evaluations often don't go very far. Putting in the effort to identify less obvious sources of energy savings ultimately pays off.

Stephen Selkowitz, head of the building technologies program at Lawrence Berkeley, notes another benefit to upgrading buildings for efficiency: it can increase the value of the property. New laws in several states, including California, Massachusetts, and New York, require anyone selling a building to disclose what infrastructure is in place for energy efficiency and how high the energy bills are.

Anti-reflective film based on moth eyes increases efficiency of photovoltaics

WASHINGTON, Jan. 20 – The eyes of moths, which allow them to see well at night, are also covered with a water-repellent, antireflective coating that makes their eyes among the least reflective surfaces in nature and helps them hide from predators in the dark. Mimicking the moth eye's microstructure, a team of researchers in Japan has created a new film, suitable for mass-production, for covering solar cells that can cut down on the amount of reflected light and help capture more power from the sun.

In a paper appearing in Energy Express (www.OpticsInfoBase.org/ee), a bi-monthly supplement to Optics Express, the open-access journal published by the Optical Society (OSA), the team describes how this film improves the performance of photovoltaic modules in laboratory and field experiments, and they calculate how the anti-reflection film would improve the yearly performance of solar cells deployed over large areas in either Tokyo, Japan or Phoenix, Ariz.

"Surface reflections are an essential loss for any type of photovoltaic module, and ultimately low reflections are desired," says Noboru Yamada, a scientist at Nagaoka University of Technology Japan, who led the research with colleagues at Mitsubishi Rayon Co. Ltd. and Tokyo Metropolitan University.

The team chose to look at the effect of deploying this antireflective moth-eye film on solar cells in Phoenix and Tokyo because Phoenix is a "sunbelt" city, with high annual amount of direct sunlight, while Tokyo is well outside the sunbelt region with a high fraction of diffuse solar radiation.

They estimate that the films would improve the annual efficiency of solar cells by 6 percent in Phoenix and by 5 percent in Tokyo.

"People may think this improvement is very small, but the efficiency of photovoltaics is just like fuel consumption rates of road vehicles," says Yamada. "Every little bit helps."
Yamada and his colleagues found the inspiration for this new technology a few years ago after they began looking for a broad-wavelength and omnidirectional antireflective structure in nature. The eyes of the moth were the best they found.

The difficulty in making the film, says Yamada, was designing a seamless, high-throughput roll-to-roll process for nanoimprinting the film. This was ultimately solved by Hideki Masuda, one of the authors on the Energy Express paper, and his colleagues at Mitsubishi Rayon Co. Ltd.

The team is now working on improving the durability of the film and optimizing it for many different types of solar cells. They also believe the film could be applied as an anti-reflection coating to windows and computer displays.

Paper: "Characterization of antireflection moth-eye film on crystalline silicon photovoltaic module," Noboru Yamada, Toshikazu Ijiro, Eiko Okamoto, Kentaro Hayashi, and Hideki Masuda, Optics Express, Vol. 19, Issue S2, pp. A118-A125. Available at: http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-19-102-A118.

EDITOR'S NOTE: A hi-resolution image of several rolls of this antireflective film is available for use by journalists. Please contact astark@osa.org.

About OSA

Uniting more than 106,000 professionals from 134 countries, the Optical Society (OSA) brings together the global optics community through its programs and initiatives. Since 1916 OSA has worked to advance the common interests of the field, providing educational resources to the scientists, engineers and business leaders who work in the field by promoting the science of light and the advanced technologies made possible by optics and photonics. OSA publications, events, technical groups and programs foster optics knowledge and scientific collaboration among all those with an interest in optics and photonics. For more information, visit http://www.osa.org.

La gamme hybride Prius de la firme automobile Toyota va enfin s'étoffer en accueillant trois nouveaux modèles qui ont été présentés au salon de Detroit 2011.

La Prius V (Versatility), constitue la version familiale de la Prius actuelle et offre un espace de coffre 50% plus volumineux : 970 litres contre 410 litres sur la berline. D'une puissance globale de 136 ch, la consommation moyenne annoncée tourne autour de 5,9 l/100 km, selon le cycle américain. Elle sera commercialisée aux Etats-Unis à partir de cet été.

Deux autres véhicules hybrides seront également estampillés de la marque Prius. Le premier sera matérialisé par une citadine compacte de la taille de la Yaris, tandis que le second la Prius C, sera également un modèle hybride (essence / électrique) plus nerveux, dont la batterie pourra être rechargée à partir d'une prise de courant classique. Elles devraient toutes les deux faire leur apparition sur le marché américain au début de l'année prochaine.

"Toyota espère vendre dans les douze mois suivant leur commercialisation entre 12.000 et 20.000 Prius rechargeables", a précisé Bob Carter, dirigeant de la branche américaine du groupe.

Il n'est pas inutile de rappeler que la firme nippone a subi d'importants rappels de véhicules en 2010, provoquant une chute spectaculaire de son chiffre d'affaires aux États-Unis, et la faisant reculer à la 4ème place mondiale derrière General Motors, Chrysler et Ford.

Avec le soutien de General Electric (GE), la compagnie américaine Southwest Windpower a dévoilé la semaine dernière au Consumer Electronics Show (CES), son nouveau modèle d'éolienne destiné au marché du résidentiel et des petites entreprises : le Skystream 600.

Selon les promoteurs de la turbine, le Skystream 600 produirait 74% d'énergie en plus que son prédécesseur, ce qui en ferait la turbine éolienne la plus efficace de sa catégorie raccordée au réseau électrique, offrant une moyenne de 7.400 kWh d'énergie par an, pour une vitesse moyenne des vents atteignant approximativement 20 km/h.

En fonction du potentiel venteux, de l'implantation du mât et de l'efficacité énergétique, le Skystream 600 pourrait même fournir jusqu'à 60% des besoins énergétiques d'une maison moyenne américaine.

Enfin, le Skystream 600 deviendra la première turbine éolienne compatible "Smart Grid" lors de sa commercialisation en avril 2011. Cette fonction lui permettra de communiquer plus facilement ses données avec les propriétaires. Ainsi, avec le système Skyview, ils pourront connaître exactement combien d'énergie l'éolienne a produit à partir de n'importe quel accès Internet.

"Grâce à multiples modifications, dont l'élaboration d'une pale plus large, un logiciel amélioré et un meilleur variateur intégré, le Skystream 600 offre aux utilisateurs un système de petites éoliennes plus efficaces et plus abordables", a indiqué Dixon Thayer, le Directeur de Southwest Windpower. "En réduisant la facture d'électricité, Skystream 600 contribue à une certaine indépendance énergétique et à une certaine stabilité des prix pour ses utilisateurs."

20 janv.-11 Une découverte fortuite fait rêver à des dispositifs électroniques "fabuleux"

Circuits transparents sur la surface de cellules solaires et autres dispositifs électroniques "fabuleux" pourraient résulter d'une découverte inattendue permettant de rendre conducteur d'électricité un matériau transparent et isolant.

Le procédé permet d'obtenir un matériau aussi transparent qu'une vitre, ayant des propriétés optiques proches de celle du diamant, sur lequel on peut faire passer un courant électrique. "Ca pourrait faire des dispositifs fabuleux en électronique", laisse entrevoir Andrès Santander, principal auteur de l'étude publiée jeudi dans la revue scientifique Nature.

A l'instar de celle du graphène récompensée l'an dernier par le prix Nobel de physique, cette découverte est le fruit du hasard.

Des chercheurs français du CNRS et de l'université de Paris-Sud ont trouvé comment créer une couche conductrice à la surface d'un matériau isolant et transparent, en étudiant les propriétés du titanate de strontium, jugé important pour la micro-électronique du futur.

Ce matériau constitué de titane, de strontium et d'oxygène (SrTiO3) "joue aujourd'hui le rôle que le silicium a joué pour le développement de l'électronique conventionnelle", souligne M. Santander.

Lorsque les chercheurs ont cassé sous vide un cristal de titanate strontium, ils ont eu une surprise: un phénomène inattendu est apparu à la surface interne, n'ayant jamais été en contact avec l'air, des deux morceaux obtenus.

"Au début, on ne comprenait pas ce qui se passait", raconte M. Santander. Des atomes d'oxygène sont partis de la surface fracturée, laissant une couche ultrafine (deux nanomètres ou milliardièmes de mètre) d'électrons à la surface du matériau étudié.

Cette fine couche électronique s'avère un très bon conducteur d'électricité, précise M. Santander. De plus, à cette échelle de quelques nanomètres, "on rentre dans le monde quantique", ouvrant tout un éventail de possibilités nouvelles, tient-il à ajouter.

"Cette découverte montre bien l'importance de la recherche fondamentale", en laissant les scientifiques "réfléchir librement", y compris pour trouver ce à quoi on ne s'attend pas, met en avant M. Santander.

Dans un commentaire publié dans la revue Nature, Elio Dagotto (Université du Tenessee, Etat-Unis) fait un parallèle avec la découverte du graphène. Les chercheurs d'origine russe Andre Geim et Konstantin Novoselov avaient découvert par hasard ce nouveau matériau révolutionnaire en utilisant seulement ruban adhésif et mine de crayon.

http://www.nature.com/nature/journal/v469/n7329/abs/nature09720.html

Salon de Bruxelles Le groupe TEC a présenté dans le cadre du salon de l’Auto de Bruxelles, son prototype de bus hybride combiné, développé en collaboration avec la spin off de l’ULg, Green Propulsion. Il s’agit d’une première mondiale.

L’autobus hybride associe les avantages des véhicules hybrides « séries » et « parallèles », ainsi que ceux des véhicules électriques.

La Société régionale wallonne du transport (SRWT) a lancé en 2005 un projet de conversion d’un autobus standard en véhicule à propulsion hybride. À moyen terme, la propulsion hybride semble la plus apte à lutter à la fois contre la pollution locale et contre le réchauffement climatique, estime la SRWT. Le budget du projet est proche de 800.000 euros.

L’autobus hybride conserve les mêmes performances qu’un bus classique, indique le TEC. Son moteur diesel de faible cylindrée suffit dans la plupart des cas et peut être arrêté lors des immobilisations du véhicule. Le moteur électrique fournit un surplus de puissance en cas de besoin. Le démarrage du véhicule s’effectue toujours en mode électrique et l’énergie de freinage est récupérée pour recharger les batteries.

Le gain en carburant par autobus s’élèvera à 146 tonnes et le gain en énergie est de 5.600 euros par an, annonce le TEC.

Le stand multimodal du TEC présentera, durant toute la durée du salon, différentes solutions alternatives de mobilité, comme par exemple les CycloTEC et les voitures partagées Cambio.

http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/environnement-securite-energie-thematique_191/le-gaz-passerelle-vers-un-transport-neutre-en-co2-article_10509/?utm_source=ABO&utm_medium=alerte&utm_campaign=tiThematic_thematique_191_Campaign&utm_content=ENV13012011

10-janv.-2011

Volvo Trucks, qui a effectué des tests de terrain avec des moteurs utilisant un carburant composé à 70 % de gaz et 30 % d’un mélange de biodiesel, vise un fonctionnement avec 80 % de biogaz vert et 20 % de biodiesel vert utilisé comme agent de combustion, ce qui permettrait de diminuer de 80 % les émissions de dioxyde de carbone par rapport à un diesel traditionnel. Explications.

Le constructeur suédois de camions Volvo Trucks considère le gaz comme l’alternative au pétrole la plus envisageable pour alimenter les moteurs diesel. Le gaz possède en effet un immense potentiel et constitue une passerelle vers une utilisation plus répandue du biogaz, combustible respectueux de l’environnement. « Le gaz nous offre une opportunité unique de nous atteler de manière adéquate au problème le plus urgent : la réduction des émissions de dioxyde de carbone », déclare Lars Martensson, directeur des affaires
environnementales chez Volvo Trucks.

Dans l’industrie du transport, qui dépend à 97 % du pétrole, il est aujourd’hui indispensable de trouver des carburants alternatifs. L’une des options que beaucoup d’experts considèrent comme la plus prometteuse est le gaz naturel. « Le gaz naturel fait partie des différentes options envisageables. Il peut s’avérer plus efficace que le pétrole car son utilisation génère moins d’émissions de dioxyde de carbone », déclare Magnus Swahn, président de Conlogic, cabinet-conseil qui travaille sur le développement de solutions logistiques durables. En effet, la combustion du gaz naturel qui se compose principalement de méthane, émet un taux de dioxyde de carbone de 30 à 50 % inférieur à celui du pétrole et un taux d’oxyde d’azote environ 40 % inférieur. De plus, à la différence du pétrole, le gaz naturel ne rejette ni soufre, ni métaux lourds ou cendres dans l’atmosphère.

Toutes les réserves de gaz naturel présentes sur Terre n’ont pas encore été recensées mais celles qui ont été découvertes sont bien plus importantes que les réserves de pétrole cartographiées sur la planète. Le passage au gaz naturel pourrait nous libérer de notre dépendance au pétrole, et permettrait de réduire considérablement l’impact de l’industrie du transport sur l’environnement. « Toutefois, si la combustion intervient avec un rendement énergétique plus faible dans un moteur quatre temps, cet avantage est réduit à néant », souligne Magnus Swahn. Le constructeur suédois de véhicules commerciaux Volvo a conscience de ce fait : « Le rendement énergétique du moteur diesel dépasse de 30 à 40 % celui des véhicules actuels alimentés au gaz et utilisant la technologie à allumage par bougie, selon le cycle d’Otto », explique Lars Martensson, directeur des affaires environnementales chez Volvo Trucks.

Objectif : 80 % de biogaz vert et 20 % de biodiesel vert

Le méthane-diesel, utilisation combinée du gaz et du diesel, est une technologie énergétique porteuse d’énormes espoirs pour Magnus Swahn. L’énergie principale provient du méthane, mais une petite quantité de gazole fait office de « bougie d’allumage sous forme liquide » afin d’enflammer le gaz. De plus, l’utilisation du gaz liquéfié à la place du gaz comprimé permet de bénéficier d’une autonomie bien plus importante. « Cette solution est extrêmement séduisante. Elle offre toute l’efficacité énergétique du moteur diesel associée aux faibles émissions du méthane. J’apprécie vraiment cette association », déclare-t-il.

Il y a trois ans, Volvo Trucks a présenté sept camions, tous exclusivement conçus pour fonctionner avec un carburant alternatif. La technologie méthane-diesel faisait partie des approches sur lesquelles Volvo Trucks avait décidé de concentrer ses efforts continus de développement. « Un camion fonctionnant au gaz et exploitant l’efficacité énergétique du moteur au méthane-diesel est un réel atout car il peut tout aussi bien fonctionner uniquement au diesel, explique Lars Martensson. C’est à la fois très pratique et rassurant, puisque les infrastructures délivrant du gaz dans les stations-service ne sont pas encore omniprésentes. » Cependant, même le gaz naturel est un carburant fossile limité, et le fait de remplacer une énergie fossile par une autre n’est pas la plus clairvoyante des stratégies, d’après les critiques. Lars Mårtensson rétorque que nous devons considérer le gaz naturel comme une passerelle vers une production largement répandue de biogaz, carburant non fossile pouvant être récupéré à partir de déchets ménagers par exemple.

Le gaz naturel et le biogaz sont tous deux principalement constitués de méthane : les deux gaz sont donc totalement compatibles l’un avec l’autre, et peuvent être mélangés tout à fait librement. La grande différence repose sur l’effet quasi-neutre du biogaz sur l’environnement, c’est-à-dire que les émissions de dioxyde de carbone générées par sa combustion proviennent du dioxyde de carbone présent dans l’air ambiant, qui a été piégé dans les plantes au cours du processus naturel de la photosynthèse. Par conséquent, la combustion du biogaz n’augmente pas la quantité de dioxyde de carbone déjà présente dans l’air.

Au cours de l’année 2010, Volvo Trucks a effectué des tests de terrain avec des moteurs au méthane-diesel alimentés avec du carburant composé à 70 % de gaz, le reste étant constitué d’un mélange de biodiesel, c’est-à-dire du diesel fossile mélangé à du diesel vert, issu de matières premières renouvelables. « L’objectif est de fonctionner avec 80 % de biogaz vert et 20 % de biodiesel vert utilisé comme agent de combustion. Cela permettra de diminuer de 80 % les émissions de dioxyde de carbone par rapport au diesel traditionnel», conclut Lars Martensson.

By combining the chemistries of ultracapacitors and lithium-ion batteries, a company called Ioxus has created a hybrid energy-storage device that could recharge power tools in minutes and might never need to be replaced. The company says future incarnations could perhaps be used to capture energy from braking vehicles.

Ultracapacitors capture and release energy in seconds and can do so millions of times, but they store only about 5 percent as much energy as lithium-ion batteries. The hybrid can store more than twice the energy by volume of standard ultracapacitors. That's still much less than a lithium-ion battery, but the hybrid can be recharged quickly over 20,000 times as against a few hundred cycles for a typical battery.

A power tool using the lithium-ion ultracapacitor would run for only a 15th as long as it would on a battery but would recharge in just a minute. "Our product is for weekend warriors who don't use the power tool much every day" but want very fast charging, says Mark McGough, CEO of Ioxus. The company, which is based in Oneont, New York, already makes conventional ultracapacitors for hybrid-electric buses and for engine start-stop systems that are used to increase fuel economy in cars.

The hybrid energy-storage device consists of an etched aluminum film coated on one side with carbon slurry, which is similar to the electrode found in an ultracapacitor. The other electrode, on the other side of the film, is coated not with carbon but with a lithium-ion material, providing more energy-storage capacity. The film is wound into a cylinder to make the finished device.

Ultracapacitors are being tested in some city buses as a way to capture the energy generated by braking and quickly release it for reacceleration, an approach that promises to improve fuel efficiency. If the hybrid lithium-ion ultracapacitor can be scaled up, it could improve fuel efficiency further by storing more energy. But its cycle life will need to be improved, as vehicle breaking systems need to be recharged hundreds of thousands of times.

The concept of hybrid lithium-ion ultracapacitors has been around for 20 years, but there is more demand for other types of energy-storage devices, says Theodore Bohn, an engineer at Argonne National Laboratory's Advanced Powertrain Research Facility.

Bohn says the hybrid technology could nonetheless be ideal for small, lightweight applications that would benefit from having some of the power advantage of ultracapacitors and some the energy advantage of a battery. "The hybrid is good for the power pulse and OK for the energy," he says.

Only one other company—JSR Micro, in Tokyo—makes hybrid devices of this type, having brought them to market in 2009. The company says its device has three times the energy density of a conventional ultracapacitor and a cycle life of 100,000 recharges. Jeff Myron, a program manager at JSR Micro, says the device is mainly intended as a backup power supply in medical-imaging equipment.

14 janv.-11 Revitalisation d'une rivière avec une centrale hydraulique à tourbillons

La commune de Schöftland en Argovie accueille la première centrale hydraulique à tourbillons suisse. Baptisée «Dr Bertrand Piccard», cette centrale intelligente se distingue des petites centrales hydrauliques traditionnelles en fournissant de l'énergie pour tous grâce à la nature.

Tout a commencé avec la crue de la Suhre. En plus d’avoir les pieds mouillés, Andreas Steinmann eut l’idée suivante: si ce cours d’eau très canalisé avait plus d’espace, sa force naturelle ainsi libérée pourrait être exploitée pour produire du courant avec une centrale hydraulique à tourbillons. Afi n de concrétiser cette vision, il créa la «Genossenschaft Wasserwirbelkraftwerke Schweiz» (GWWK, Coopérative suisse des usines électriques à tourbillons) avec d’autres personnes partageant ses intérêts.

Une fois réuni le capital nécessaire à la revitalisation de la Suhre et à la réalisation d’une centrale-pilote, l’aventure pouvait commencer.

Au début du XXe siècle, l’un des pionniers du courant alternatif, Nikola Tesla, avait déjà déposé un brevet pour un mode d’entraînement par tourbillons. Sur cette base, l’Autrichien Franz Zotlöterer a réalisé un moteur à tourbillons pour son étang de natation et était prêt à partager ses expériences avec la coopérative.

L’enthousiasme des Argoviens allait toutefois rapidement repousser les limites des connaissances existantes, forçant la coopérative et la société WWK Energie GmbH chargée de la mise en oeuvre pratique et fondée à cet effet à poursuivre seules. Andreas Steinmann, ingénieur civil, Claude Urbani, ingénieur électricien et Daniel Styger, expert en communications et en marketing, purent compter sur le soutien de nombreux spécialistes venant du privé ou de hautes écoles. Saluons ici le professionnalisme des intéressés, qui loin de brasser de l’air n’ont eu de cesse de concrétiser leur vision

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Le principe est simple: l’eau s’écoule dans un canal d’amenée vers un bassin de rotation et atterrit au fond du bassin dans un mouvement de rotation via un déversoir central. Un tourbillon se crée au-dessus du déversoir qui remue un rotor tournant lentement, à l’aide de la pesanteur et respectivement du dénivelé, l’eau devant franchir une différence de niveau de 1,4 mètre. Ce rotor transforme cette énergie de rotation en électricité. Les constructions et les machines sont simples, demandent peu d’entretien et ont une longue durée de vie.

De même, les poissons peuvent traverser sans danger la centrale hydraulique, aussi bien en amont qu’en aval, grâce aux aides intégrées. Le déplacement des poissons à travers la centrale doit bientôt être prouvé scientifiquement.

En théorie, près de 17 000 centrales à tourbillons pourraient être construites en Suisse sur des cours d’eau ayant besoin d’être revitalisés.

Chaque installation pourrait produire en moyenne 300 000 kilowattheures (kWh) par an, soit 5 milliards de kWh au total. Cela suffi rait pour couvrir les besoins d’un million

de ménages. «Nous devons cependant encore convaincre les autorités et les organisations de protection de l’environnement qui ne comprennent souvent pas que notre technologie n’a rien à voir avec les petites centrales hydrauliques traditionnelles», regrette Claude Urbani.

«Mais c’est une course contre la montre», explique Daniel Styger. Dans certains cantons, on est en effet en train d’interdire de manière forfaitaire les petites centrales hydrauliques d’une puissance inférieure à 300 kW. «La Suisse passerait ainsi à côté d’une grande chance.»

Près de 120 sites potentiels sont déjà recensés et documentés et quelques projets concrets sont en cours de réalisation sur mandat d’entreprises suisses d’approvisionnement en électricité. En outre, 28 pays étrangers sont intéressés: la centrale hydraulique à tourbillons suisse n’a pas dit son dernier mot et pourrait bien être une réussite à l’exportation en matière de technologie propre.
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www.gwwk.ch

Des chercheurs ont conçu un nouveau type de cellule solaire en mesure de s'auto-réparer comme le font les systèmes naturels photosynthétiques chez les plantes, en utilisant non seulement des nanotubes de carbone mais aussi de l'ADN, une approche qui vise à accroître leur durée de vie et d'en réduire les coûts.

"Nous avons créé un photosystème artificiel utilisant des nanomatériaux optiques pour capter l'énergie solaire qui sera convertie en énergie électrique", a déclaré Jong Hyun Choi , professeur adjoint de génie mécanique à l'Université de Purdue.

L'innovation exploite les propriétés électriques des nanotubes de structure appelés "carbone à paroi unique", et les utilisent comme des "fils moléculaires dans la capture de la lumière", ajoute J.H.Choi, dont le Groupe de recherche est basé à dans la Birck nanotechnology et les Centres de Bioscience de Bindley.

"Je pense que notre approche sera très prometteuse au niveau de l'industrialisation, mais nous n'en sommes encore qu'au stade de la recherche fondamentale", a t'il indiqué.

Les cellules photoélectrochimiques convertissent la lumière solaire en électricité par l'utilisation d'un électrolyte - un liquide conducteur d'électricité - qui transporte les électrons et génèrent du courant. Les cellules contiennent des colorants (chromophores) qui absorbent la lumière, autrement dit, des molécules agissant comme de la chlorophylle et qui se dégradent en raison d'une exposition au soleil.

"L'inconvénient principal de ces cellules photoélectrochimiques classiques reste leur dégradation". La nouvelle technologie permet de surmonter ce problème tout comme la nature le fait : en remplaçant continuellement les photosystèmes endommagés par des neuves. "Cette sorte d'auto-régénération est réalisé dans la plante toutes les heures", a déclaré J.H. Choi.

Le nouveau concept pourrait rendre possible le fonctionnement d'un type de cellule photoélectrochimique qui continue à fonctionner à pleine capacité indéfiniment, aussi longtemps que des chromophores sont ajoutés.

Les résultats ont été détaillées dans une présentation en novembre au cours d'un Congrès à l'exposition internationale de la mécanique à Vancouver.

Les nanotubes de carbone fonctionnent comme une plate-forme de brins d'ADN. L'ADN est conçu pour posséder des séquences spécifiques de blocs de construction appelées nucléotides, leur permettant d'être identifié et de relier les chromophores. "Lorsque l'ADN reconnaît les molécules de colorant, le système s'auto-assemble spontanément", a affirmé J.H. Choi.

Cependant, l'utilisation de chromophores naturels reste complexe. Ces derniers doivent être récupérés et isolés à partir de bactéries, un processus qui serait coûteux à reproduire à l'échelle industrielle. "Donc, au lieu d'utiliser des chromophores biologiques, nous voulons utiliser des colorants synthétiques appelés porphyrines" a conclu le professeur.

12 janv.-11 Les bactéries dévoreuses de méthane dans l'océan, cruciales pour le climat

WASHINGTON (AFP) -

Les scientifiques ont été surpris de la rapidité avec laquelle des bactéries ont digéré le méthane libéré dans le golfe du Mexique par l'explosion de la plateforme exploitée par BP, montrant selon eux le rôle clé joué par ces microbes pour contenir le réchauffement.

Les vastes quantités de méthane, un puissant gaz à effet de serre, qui se sont échappées ont été digérées par des bactéries en tout juste quatre mois, révèle une recherche publiée jeudi.

Le méthane représentait environ 20% du panache d'hydrocarbures produit par la fuite du puits accidenté situé à 1.500 mètres de fond entre le 20 avril, date de l'explosion de la plateforme pétrolière Deepwater Horizon, et le 15 juillet, lorsque la fuite a été définitivement arrêtée. Cette catastrophe a été la pire marée noire dans l'histoire des Etats-Unis.

Le méthane "avait été complètement consommé par ces bactéries début septembre, ce qui a été plus rapide que ce à quoi nous nous attendions", explique à l'AFP David Valentine, professeur de géochimie à l'Université de Californie à Santa Barbara (ouest), un des principaux auteurs de ces travaux parus dans la revue américaine Science datée du 7 janvier.

La rapidité du processus de "digestion" du méthane par ces bactéries montre l'importance cruciale de ces micro-organismes pour empêcher que de grandes quantités de ce puissant gaz à effet de serre, s'échappant naturellement des fonds océaniques qui en regorgent, ne se retrouvent dans l'atmosphère.

"Ces bactéries agissent comme un filtre et ont une fonction importante, comme nous l'avons vu dans le cas de la marée noire de BP, car elles peuvent être très efficaces pour empêcher le méthane d'atteindre l'atmosphère", poursuit David Valentine.

Il note aussi qu'une autre de ses recherches, publiée au début de l'automne, montre que d'autres espèces de bactéries ont rapidement consommé l'éthane et le propane qui se trouvaient dans le panache d'hydrocarbures sortant du puits accidenté.

"Des bactéries ont également consommé une partie du pétrole déversé dans le golfe du Mexique mais on n'en a pas encore mesuré toute l'ampleur", relève le géochimiste, notant que l'usage abondant de dispersants a favorisé ce processus.

A la différence du pétrole, le méthane et les autres gaz naturels se dissolvent naturellement dans les eaux de l'océan avant d'être digérés par des bactéries.

"ll ne fait aucun doute que ces bactéries jouent un rôle déterminant dans la chimie des océans et contribuent à contenir le réchauffement planétaire", ajoute John Kessler, un océanographe à l'Université du Texas, autre co-auteur de l'étude.

"Le méthane est un gaz clé pour la chimie océanique et le climat", souligne-t-il dans un entretien avec l'AFP.

Une gigantesque émanation de ce gaz dans l'océan il y a environ 55 millions d'années aurait apparemment été la cause d'un important réchauffement et d'une disparition massive d'espèces documentées par des fossiles, relève ce chercheur.

La question qui reste posée est de savoir si une grande partie de ce gaz est alors allée directement dans l'atmosphère sans avoir eu le temps d'être consommée par des bactéries. Vu les énormes quantités, les bactéries ont aussi pu digérer ce méthane, produisant dans ce processus d'importants volumes de dioxyde de carbone (CO2) qui se serait échappé dans l'atmosphère, faisant grimper les températures.

En digérant le méthane, les bactéries produisent naturellement du CO2, explique l'océanographe.

10 janv.-11 Is the Hornet Our Key to Renewable Energy ?

hornet = frelon

Wednesday, January 5, 2011

As every middle-school child knows, in the process of photosynthesis, plants take the sun's energy and convert it to electrical energy. Now a Tel Aviv University team has demonstrated how a member of the animal kingdom, the Oriental hornet, takes the sun's energy and converts it into electric power — in the brown and yellow parts of its body — as well.

"The interesting thing here is that a living biological creature does a thing like that," says physicist Prof. David Bergman of Tel Aviv University's School of Physics and Astronomy, who was part of the team that made discovery. "The hornet may have discovered things we do not yet know." In partnership with the late Prof. Jacob Ishay of the university's Sackler Faculty of Medicine, Prof. Bergman and his doctoral candidate Marian Plotkin engaged in a truly interdisciplinary research project to explain the biological processes that turn a hornet's abdomen into solar cells.

The research team made the discovery several years ago, and recently tried to mimic it. The results show that the hornet's body shell, or exoskeleton, is able to harvest solar energy. They were recently published in the German journal Naturwissenschaften.

Previously, entomologists noted that Oriental wasps, unlike other wasps and bees, are active in the afternoon rather than the morning when the sun is just rising. They also noticed that the hornet digs more intensely as the sun's intensity increases.

Taking this information to the lab, the Tel Aviv University team studied weather conditions like temperature, humidity and solar radiation to determine if and how these factors also affected the hornet's behavior, but found that UVB radiation alone dictated the change.

In the course of their research, the Tel Aviv University team also found that the yellow and brown stripes on the hornet abdomen enable a photo-voltaic effect: the brown and yellow stripes on the hornet abdomen can absorb solar radiation, and the yellow pigment transforms that into electric power.

The team determined that the brown shell of the hornet was made from grooves that split light into diverging beams. The yellow stripe on the abdomen is made from pinhole depressions, and contains a pigment called xanthopterin. Together, the light diverging grooves, pinhole depressions and xanthopterin change light into electrical energy. The shell traps the light and the pigment does the conversion.

The researchers also found a number of energy processes unique to the insect. Like air conditioners and refrigerators, the hornet has a well-developed heat pump system in its body which keeps it cooler than the outside temperature while it forages in the sun. This is something that's not easy to do, says Prof. Bergman.

To see if the solar collecting prowess of the hornet could be duplicated, the team imitated the structure of the hornet's body but had poor results in achieving the same high efficiency rates of energy collection. In the future, they plan to refine the model to see if this "bio-mimicry" can give clues to novel renewable energy solutions.

The research team also discovered that hornets use finely honed acoustic signals to guide them so they can build their combs with extraordinary precision in total darkness. Bees can at least see what they are doing, explains Prof. Bergman, but hornets cannot — it's totally dark inside a hornet nest.

Jong Hyun Choi, an assistant professor of mechanical engineering at Purdue, and doctoral student Benjamin Baker use fluorescent imaging to view a carbon nanotube. Their research is aimed at creating a new type of solar cell designed to self-repair like natural photosynthetic systems. The approach might enable researchers to increase the service life and reduce costs for photoelectrochemical cells, which convert sunlight into electricity. (Purdue University photo/Mark Simons)

WEST LAFAYETTE, Ind. - Researchers are creating a new type of solar cell designed to self-repair like natural photosynthetic systems in plants by using carbon nanotubes and DNA, an approach aimed at increasing service life and reducing cost.

"We've created artificial photosystems using optical nanomaterials to harvest solar energy that is converted to electrical power," said Jong Hyun Choi, an assistant professor of mechanical engineering at Purdue University.

The design exploits the unusual electrical properties of structures called single-wall carbon nanotubes, using them as "molecular wires in light harvesting cells," said Choi, whose research group is based at the Birck Nanotechnology and Bindley Bioscience centers at Purdue's Discovery Park.

"I think our approach offers promise for industrialization, but we're still in the basic research stage," he said.

Photoelectrochemical cells convert sunlight into electricity and use an electrolyte - a liquid that conducts electricity - to transport electrons and create the current. The cells contain light-absorbing dyes called chromophores, chlorophyll-like molecules that degrade due to exposure to sunlight.

"The critical disadvantage of conventional photoelectrochemical cells is this degradation," Choi said.

The new technology overcomes this problem just as nature does: by continuously replacing the photo-damaged dyes with new ones.

The new concept could make possible an innovative type of photoelectrochemical cell that continues operating at full capacity indefinitely, as long as new chromophores are added.

Findings were detailed in a November presentation during the International Mechanical Engineering Congress and Exhibition in Vancouver. The concept also was unveiled in an online article (http://spie.org/x41475.xml?ArticleID=x41475) featured on the Web site for SPIE, an international society for optics and photonics.

The talk and article were written by Choi, doctoral students Benjamin A. Baker and Tae-Gon Cha, and undergraduate students M. Dane Sauffer and Yujun Wu.

The carbon nanotubes work as a platform to anchor strands of DNA. The DNA is engineered to have specific sequences of building blocks called nucleotides, enabling them to recognize and attach to the chromophores.

"The DNA recognizes the dye molecules, and then the system spontaneously self-assembles," Choi said

When the chromophores are ready to be replaced, they might be removed by using chemical processes or by adding new DNA strands with different nucleotide sequences, kicking off the damaged dye molecules. New chromophores would then be added.

Two elements are critical for the technology to mimic nature's self-repair mechanism: molecular recognition and thermodynamic metastability, or the ability of the system to continuously be dissolved and reassembled.

The research is an extension of work that Choi collaborated on with researchers at the Massachusetts Institute of Technology and the University of Illinois. The earlier work used biological chromophores taken from bacteria, and findings were detailed in a research paper published in November in the journal Nature Chemistry (http://www.nature.com/nchem/journal/v2/n11/abs/nchem.822.html).

However, using natural chromophores is difficult, and they must be harvested and isolated from bacteria, a process that would be expensive to reproduce on an industrial scale, Choi said.

"So instead of using biological chromophores, we want to use synthetic ones made of dyes called porphyrins," he said.

ABSTRACT

Benjamin A. Baker, Tae-Gon Cha, M. Dane Sauffer, Yujun Wu,
and Jong Hyun Choi

School of Mechanical Engineering, Bindley Bioscience Center,
Birck Nanotechnology Center Purdue University

Momentum is building for a new energy "smart grid" that would overhaul the U.S.'s 100-year-old electrical power network. The impact would be huge –– from installation of a new web of electrical transmission lines to smart meters to control home appliances. The meters would offer consumers discounted rates if they use electricity at off-peak hours. A key objective of the $1.5 trillion dollar plan is "time of use" electricity pricing that would increase the cost to consumers of energy at peak mid-day hours and lower it at others, according to an article in the current edition of Chemical & Engineering News (C&EN), ACS' weekly newsmagazine.

C&EN Senior Correspondent Jeff Johnson reports that the smart grid revolution is getting underway right now in various degrees at U.S. utilities. The federal government also is involved. The U.S. Department of Energy allocated $4.5 billion in American Recovery & Reinvestment Act of 2009 funds for smart grid R&D. It includes installation of smart-grid sensors, monitors, and other equipment, including millions of smart meters for customers.

One part of the plan involves installation of home energy management systems that enable appliances to directly communicate with the grid about energy needs through the smart meter. Last month, GE rolled out what it described as the first complete home management system, linking hot water heaters, refrigerators, thermostats, and other appliances through a home computer and wireless connection to the smart meter and grid. The system will give consumers the opportunity to control energy use and use electricity when it is cheap and plentiful, and helping electric utility companies make better use of current power generating capacity and avoid building new power plants.

6 janv.-11 Stocker l'énergie produite en marchant pour recharger un téléphone

Le "générateur d'électricité personnel" est un bâton métallique long de 23 cm, pesant 312 grammes. A l'intérieur, l'énergie est créée par l'oscillation d'aimants passant dans une spirale métallique, durant une marche, une randonnée ou un jogging, et reste stockée en cas de besoin pour recharger un appareil.

"C'est pour les passionnés de plein air qui sont en forêt et n'ont pas accès à un réseau d'électricité, ou les gens qui vont au travail et ont toujours besoin d'une recharge de secours", a expliqué à l'AFP une porte-parole de la société Tremont Electric qui fabrique l'appareil, Jessica Davis, lors d'une présentation à la presse avant l'ouverture au public jeudi du grand salon de l'électronique grand public (CES) de Las Vegas (ouest des Etats-Unis).

"On peut s'en servir en cas d'urgence, ou juste sur le trajet du travail", a-t-elle ajouté. La société a commencé à vendre ces "chargeurs cinétiques" en septembre, au prix de 160 dollars, et se dit déjà en rupture de stock. Ils sont compatibles avec plus de 3.000 appareils bénéficiant de ports USB 2.0.

Un site d'essai d'éoliennes flottantes situé au sud de l'île de Groix (Morbihan) pourrait bientôt accueillir différents prototypes L'île de Groix mise sur les éoliennes flottantes

L'île de Groix mise sur les éoliennes flottantes

d'industriels français.

Cependant il n'est pas le seul en lice, deux autres sites lui font concurrence, dont un en mer méditerranée.

Parmi 7 projets français actuellement à l'étude, nous avons déjà évoqué dans nos colonnes, le cas du Winflo. L'Etat vient d'ailleurs de lui accorder 14 millions d'euros sous la forme d'une avance remboursable.

Développé par un consortium de 5 entreprises dont DCNS, Il s'agit d'un démonstrateur de 100 m de haut, pesant pas moins de 1.500 tonnes et qui coûte 40 millions d'euros. Sa mise à l'eau à 100 kms du rivage pourrait intervenir d'ici 2 ans.

"Nous sommes les meilleurs car nous jouons collectif", a déclaré le Président du conseil régional de Bretagne, Jean-Yves Drian, faisant référence aux dialogues entretenus avec les pêcheurs. Trois sites sont en concurrence en France, dont Groix, "l'un des rares à pouvoir accueillir de telles machines". En effet, la profondeur de l'eau, le régime des vents et des courants en feraient un endroit idéal. Par ailleurs, le développement industriel d'une nouvelle filière et ses retombées économiques constituent également des arguments défendables.

Concernant le choix du site, l'Etat devrait rendre son verdict dans les prochains mois.

Electric cars arrive, and solar, batteries, biofuels, and engines all advance.

At the end of 2010, GM and Nissan introduced their long-awaited electric cars, the plug-in hybrid Chevrolet Volt and the all-electric Nissan Leaf. If these are successful, they could bring sweeping changes to the automobile industry, which has relied almost exclusively on petroleum to power its cars. But whether electric vehicles become popular depends on improving the technology, especially by developing better batteries.

Better Batteries

The Volt and the Leaf use advanced lithium-ion batteries that the automakers calculate will last many times longer than the batteries in your laptop. But they're expensive, and the distance they can power a car is limited. In the near term, better electrodes that store more energy using less material could help, such as the silicon ones Panasonic is rolling out (Tesla to Use High-Energy Batteries from Panasonic). And a new test could allow researchers to quickly sort through combinations of electrodes and electrolytes to find ones that will last for the life of a car (A Quicker Test for EV Batteries).

Over the long term, novel battery chemistries such as lithium-sulfur offer potentially much greater energy storage at a lower cost than lithium-ion batteries (Packing More into Lithium Batteries). And a new approach that uses fluid electrodes rather than solid ones could help break through the energy storage limits that make it hard for electric cars to compete with gas-powered ones (New Battery for Cheap Electric Vehicles).

Cheaper Solar Power

In many parts of the country, electric cars will essentially be coal-powered, running on electricity generated by the fossil fuel. Electric power is highly efficient, so they will emit less carbon dioxide than conventional cars. But if electric cars are to achieve their true potential for reducing pollution, they will need to use more renewable energy or low-carbon sources of electricity such as nuclear power (Giant Holes in the Ground).

Solar power saw significant advances this year, as conventional-solar-panel makers cuts costs and improved efficiency and laboratories rolled out advanced prototypes. China was a big part of the story, as its manufacturers refined their designs (Solar's Great Leap Forward).

In the United States, government loan guarantees helped increase investment in solar technology, including by thin-film-solar makers such as Abound Solar (Solar Cell Maker Gets a $400-Million Boost). It is not clear, however, what will happen to federally supported industries when the money from the 2009 stimulus bill runs out (Cash for Infrastructure). Funding from the new Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) is being used to find cheaper ways to manufacture conventional silicon solar panels (Making More Solar Cells from Silicon).

Meanwhile, laboratories made prototypes of potentially ultra-efficient new kinds of solar panels. Nanostructures help solar panels absorb light, increasing their power output by 30 percent or more (TR10: Light-Trapping Photovoltaics and Solar Cells Use Nanoparticles to Capture More Sunlight). Researchers are finding ways around the inherent physical limitations of semiconductors, demonstrating in a prototype solar cell an effect that allows photons to generate multiple electrons. This approach could increase solar power output by 50 percent (Upping the Limit on Solar Cell Efficiency). A novel approach that uses both heat and light from the sun to make electricity could potentially double the output of solar panels (A New Way to Use the Sun's Energy).

These prototypes are many years from commercialization, but by increasing the power output of solar panels without greatly increasing the cost to make them, they could reduce not only the cost per watt for solar panels but also the number of solar panels needed and therefore shipping and installation costs—something that will be key for solar to go head to head with conventional power.

Clean Fuels and Efficient Engines

Meanwhile, better engines will reduce the need for petroleum. A number of new engine prototypes can achieve fuel efficiencies that exceed that of hybrid vehicles (Reinventing the Gasoline Engine, 70 mpg, without a Hybrid, and The Two-Stroke Engine, Reconsidered).

Even as advanced biofuels such as cellulosic ethanol are slowly coming to market (What's Holding Biofuels Back?), companies are developing a new generation of biofuels with chemical properties like those of gasoline or diesel—replacements that can be used in existing cars and transported in existing pipelines. Researchers created genes that allow bacteria to produce diesel fuel, and these are being commercialized by a company called LS9 (Genes to Make Hydrocarbon Fuels). Another company has started producing a precursor to synthetic diesel in Brazil (Searching for Biofuels' Sweet Spot). Researchers have also engineered microorganisms that can convert sunlight and water into diesel (TR10: Solar Fuel). And the U.S. government has funded a $122 million research center with the goal of converting sunlight to fuel without using organisms (Fuel from the Sun).

To be sure, it will be years before many of these advances work their way into the marketplace. The lack of a comprehensive energy policy in the United States, where many of the innovations are taking place, doesn't help (Piecemeal Energy Policy Will Still Cut Greenhouse Emissions). And the inability of Congress to pass a budget this year could stifle research and development—the funding of ARPA-E, for example, hangs in the balance (Dim Prospects for Energy R&D). But if the willingness to compromise that allowed Democrats and Republicans to pass a tax-cut bill at the end of the year continues, there may be surprising progress. Meanwhile, China continues to push forward with plans to lead the world in electric vehicles, providing government incentives to develop the cars and install charging stations. Next year, that ambition will be evident outside China, as Chinese automaker BYD plans to start selling its first electric car in the United States.