{"id":428,"date":"2013-09-15T12:32:41","date_gmt":"2013-09-15T10:32:41","guid":{"rendered":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=428"},"modified":"2013-09-15T19:30:58","modified_gmt":"2013-09-15T17:30:58","slug":"les-innovations-pour-la-transition-energetique-time-and-money","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=428","title":{"rendered":"Les innovations pour la transition \u00e9nerg\u00e9tique : time and money"},"content":{"rendered":"<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Le gouvernement fran\u00e7ais en d\u00e9cidant une relance de la politique industrielle a labellis\u00e9 trente-quatre projets industriels dont six au moins ont une dimension \u00e9nerg\u00e9tique (notamment une voiture \u00e0 2 litres\/100km, des batteries avec une grande autonomie, des bornes de recharge pour batterie, les biocarburants, les r\u00e9seaux \u00e9lectriques intelligents, etc.). <strong>Cette d\u00e9marche est incontestablement positive m\u00eame si elle se d\u00e9marque du colbertisme d\u2019antan<\/strong> qui \u00e0 travers des grands programmes technologiques avait permis l\u2019\u00e9mergence des fili\u00e8res nucl\u00e9aires et a\u00e9rospatiale\u00a0\u00a0(mais conduit \u00e0 l\u2019\u00e9chec du Plan calcul), les projets seront en effet pilot\u00e9s par les entreprises.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/jamais_contente.jpeg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright size-medium wp-image-205\" alt=\"jamais_contente\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/jamais_contente-300x186.jpeg\" width=\"300\" height=\"186\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/jamais_contente-300x186.jpeg 300w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/jamais_contente.jpeg 612w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a>\u00a0\u00a0 <strong>La plupart des syst\u00e8mes \u00e9nerg\u00e9tiques du futur, en particulier dans le domaine des \u00e9nergies renouvelables, feront appel, bien plus que par le pass\u00e9, \u00e0 une tr\u00e8s grande vari\u00e9t\u00e9 de techniques<\/strong> et donc \u00e0 des comp\u00e9tences les plus diverses (en physique, en chimie, en informatique \u00a0et en biologie), aussi les grands programmes \u00e0 la fran\u00e7aise ne sont-ils probablement plus adapt\u00e9s au techniques \u00e9nerg\u00e9tiques (le probl\u00e8me se pose encore toutefois pour le nucl\u00e9aire). Mais le succ\u00e8s du nouveau plan industriel fran\u00e7ais reposera sur la possibilit\u00e9 de mettre au point des innovations qui ne sont pas encore toutes parvenues \u00e0 maturit\u00e9 (c\u2019est probablement le cas pour tous les dispositifs de stockage de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9, les batteries en particulier), un tr\u00e8s important effort de R&amp;D \u00e0 long terme,\u00a0celui-ci \u00a0requiert des investissements, s\u2019impose donc mais le plan gouvernemental n\u2019en souffle mot (la photo de la voiture \u00e9lectrique \u00ab\u00a0La jamais contente\u00a0\u00bb qui\u00a0en \u00a01900 a atteint les 100km\/heure illustre bien la lenteur des progr\u00e8s techniques dans\u00a0ce\u00a0domaine)\u00a0. <strong>L\u2019\u00e9mergence de ces innovations prendra du temps\u00a0; le temps est une donn\u00e9e fondamentale qui est rarement prise en compte d\u2019ailleurs dans les d\u00e9bats sur la transition \u00e9nerg\u00e9tique.<\/strong><\/p>\n<p><strong>\u00a0\u00a0 Quelques publications scientifiques de ces derniers mois qui n\u2019ont pas trouv\u00e9 d\u2019\u00e9chos dans la presse illustrent bien ce constat<\/strong>. Les mat\u00e9riaux sont une question centrale pour tous les syst\u00e8mes \u00e9nerg\u00e9tiques, nous l\u2019avons soulign\u00e9 \u00e0 de multiples reprises (il en va de m\u00eame dans beaucoup de domaines), c\u2019est un constat que font en particulier les Etats-Unis qui ont lanc\u00e9 en 2013 la \u00ab\u00a0United-States Materials Genome Initiative\u00a0\u00bb (cf. Nature Materials, vol. 12, March 2013, p. 173, <a href=\"http:\/\/www.nature.com\/naturematerials\">www.nature.com\/naturematerials<\/a>,\u00a0 \u00ab\u00a0Fuelling discovery by sharing\u00a0\u00bb). Il ne s\u2019agit pas de transposer les techniques de la g\u00e9n\u00e9tique aux mat\u00e9riaux mais bien davantage d\u2019imaginer syst\u00e9matiquement les bonnes combinaisons de structures (nano ou non) et les compositions stoechiom\u00e9triques qui vont conf\u00e9rer des propri\u00e9t\u00e9s int\u00e9ressantes \u00a0\u00e0 des mat\u00e9riaux (par exemple pour la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique des \u00e9lectrodes ou de l\u2019\u00e9lectrolyte de batteries), de la m\u00eame fa\u00e7on que le s\u00e9quen\u00e7age d\u2019un g\u00e9nome permet de rep\u00e9rer les propri\u00e9t\u00e9s de g\u00e8nes et de leurs combinaisons pour les modifier. Ce travail suppose la collaboration de chercheurs aux comp\u00e9tences compl\u00e9mentaires et aussi un travail de mod\u00e9lisation des mat\u00e9riaux qui permet de tester des structures nouvelles. On constate ainsi que si les premi\u00e8res batteries lithium-ion qui commencent \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9es dans les automobiles ont \u00e9t\u00e9 mises au point en laboratoire \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1980, elles demandent encore de nombreux perfectionnements, notamment de leurs \u00e9lectrodes. Une publication r\u00e9cente de deux laboratoires allemands (dans ce m\u00eame num\u00e9ro de <i>Nature Materials,<\/i> vol. 12, March 2013, p. 228, \u00ab\u00a0P.Hartmann and al. \u201cA recharcheable room-temperature sodium superoxide (NaO<sub>2) <\/sub>battery\u201d, <a href=\"http:\/\/www.nature.com\/naturematerials\">www.nature.com\/naturematerials<\/a>) fait \u00e9tat de la mise au point d\u2019une nouvelle batterie m\u00e9tal-air utilisant le sodium (au lieu du lithium) avec une grande intensit\u00e9 \u00e9nergique et fonctionnant \u00e0 temp\u00e9rature ambiante (elle utilise une \u00e9lectrode utilisant de l\u2019air pi\u00e9g\u00e9 dans du graphite). Il est trop t\u00f4t pour savoir si ce dispositif est une r\u00e9elle perc\u00e9e qui ouvre une nouvelle voie \u00a0mais ce travail montre que les options pour les batteries restent largement ouvertes.<\/p>\n<p><strong>\u00a0\u00a0\u00a0 Nous donnerons un troisi\u00e8me exemple dans un domaine totalement diff\u00e9rent et fort ancien qui est celui de la synth\u00e8se de l\u2019ammoniac<\/strong>. Comme on le sait cette synth\u00e8se est r\u00e9alis\u00e9e depuis un si\u00e8cle par le proc\u00e9d\u00e9 Haber-Bosch avec un catalyseur (un compos\u00e9 du fer) \u00e0 haute temp\u00e9rature (350-550 \u00b0C) et \u00e0 tr\u00e8s haute pression (150-350 atmosph\u00e8re), il permet de rompre les liaisons de l\u2019azote et de le faire r\u00e9agir avec l\u2019hydrog\u00e8ne ce qui est tr\u00e8s \u00e9nergivore. Il est vital pour la production d\u2019engrais pour l\u2019agriculture (une production de 100 millions de tonnes d\u2019ammoniac par an environ) mais il consomme beaucoup d\u2019\u00e9nergie\u00a0: aujourd\u2019hui 1% de l\u2019\u00e9nergie mondiale. Petite parenth\u00e8se historique\u00a0: le savant allemand qui l\u2019a invent\u00e9\u00a0 au d\u00e9but du si\u00e8cle dernier, F. Haber (prix Nobel de chimie en 1918), est parfois consid\u00e9r\u00e9 comme un bienfaiteur de l\u2019humanit\u00e9 pour cette d\u00e9couverte, mais il a aussi mis aussi au point pendant la guerre de 1914 les premi\u00e8res armes chimique, la \u00ab\u00a0fameuse\u00a0\u00bb yp\u00e9rite ou gaz moutarde ainsi que le phosg\u00e8ne, qui font l\u2019actualit\u00e9 aujourd\u2019hui\u2026ce qui n\u2019a pas emp\u00each\u00e9 les nazis de le chasser de son institut vingt ans plus tard car il \u00e9tait juif\u2026.. Or dans une publication r\u00e9cente deux \u00e9quipes japonaises et une \u00e9quipe chinoise (T.Shima et al, \u00ab\u00a0Dinitrogen cleavage and hydrogenation by a trinuclear titanium polyhydrid complex\u00a0\u00bb, <em>Science,<\/em> vol 340, p.1549, 28 June 2013, <a href=\"http:\/\/www.sciencemag.org\">www.sciencemag.org<\/a>) ont montr\u00e9 que cette r\u00e9action de synth\u00e8se de l\u2019ammoniac \u00e9tait possible \u00e0 temp\u00e9rature ambiante et pression ordinaire avec un catalyseur compos\u00e9 de trois atomes de titane (un trihydrure). Si ce proc\u00e9d\u00e9 \u00e9tait transpos\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9chelle industrielle avec un bon rendement il permettrait \u00e0 la plan\u00e8te de r\u00e9aliser une importante \u00e9conomie d\u2019\u00e9nergie. Affaire \u00e0 suivre et dont l\u2019impact industriel est peut \u00eatre important. <strong>L\u00e0 encore on constate que les techniques les plus \u00ab\u00a0traditionnelles\u00a0\u00bb peuvent \u00eatre r\u00e9volutionn\u00e9es par la science.<\/strong><\/p>\n<p>Lancer une strat\u00e9gie industrielle pour l\u2019\u00e9nergie est une mesure de bons sens (encore faudrait-il\u00a0 qu\u2019elle s\u2019articule avec les p\u00f4les de comp\u00e9titivit\u00e9) mais <strong>si l\u2019on veut pr\u00e9parer l\u2019avenir il ne suffit de proclamer la mobilisation pour l\u2019innovation, il faut aussi, en effet,\u00a0investir dans la recherche (money) et laisser le temps au temps (time).<\/strong> Cela veut dire qu\u2019il faut d\u00e9finir une strat\u00e9gie qui permet de prendre des paris scientifiques et techniques. Le minist\u00e8re de la recherche et de l\u2019enseignement sup\u00e9rieur a confi\u00e9, en 2013,\u00a0\u00e0 l\u2019ANCRE (Alliance Nationale de Coordination de la Recherche pour l\u2019Energie, <a href=\"http:\/\/www.allianceenergie.fr\">www.allianceenergie.fr<\/a> ) la t\u00e2che de pr\u00e9parer cette strat\u00e9gie. Celle-ci a r\u00e9alis\u00e9\u00a0\u00a0un tr\u00e8s int\u00e9ressant document qu&rsquo;elle a rendu public en juillet (une contribution en quelque sorte au d\u00e9bat sur la transition \u00e9nerg\u00e9tique dont la synth\u00e8se finale, on doit le regretter, ne donne qu\u2019un petit coup de chapeau \u00e0 la R&amp;D). A c\u00f4t\u00e9 d\u2019une revue des grandes th\u00e9matiques de la recherche, l\u2019ANCRE souligne aussi la n\u00e9cessit\u00e9 de miser sur des recherches \u00e0 long terme qui sont les seules \u00e0 pouvoir conduire \u00e0 des ruptures comme le montrent les travaux r\u00e9cents que nous avons cit\u00e9s (nous reviendrons sur ce document important). <strong>L\u2019avenir est encore largement ouvert.<\/strong><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&nbsp; Le gouvernement fran\u00e7ais en d\u00e9cidant une relance de la politique industrielle a labellis\u00e9 trente-quatre projets industriels dont six au moins ont une dimension \u00e9nerg\u00e9tique (notamment une voiture \u00e0 2 litres\/100km, des batteries avec une grande autonomie, des bornes de recharge pour batterie, les biocarburants, les r\u00e9seaux \u00e9lectriques intelligents, etc.). 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