La transition environnementale nécessite non seulement une transformation de nos comportements, mais également des avancées technologiques significatives. Dans le domaine des énergies renouvelables, plusieurs recherches prometteuses pourraient aboutir. Voici trois illustrations de ce phénomène.
L’énergie osmotique, par exemple, pourrait générer de l’électricité dans tous les estuaires. En 2013, Lydéric Bocquet, un physicien et professeur à l’Ecole normale supérieure (ENS) associé à l’Institut Lumière Matière de Villeurbanne (Rhône), redonne vie à l’énergie osmotique, connue depuis les années 1950 mais quelque peu abandonnée.
En pratique, lorsqu’on met en relation des eaux de salinités différentes, les sels se déplacent naturellement pour équilibrer la situation. En effet, ils sont composés de sodium électricalement positif et de chlore négatif. En insérant une membrane qui ne laisse passer que les ions de sodium, on crée une source d’électricité naturelle. Le défi réside dans le coût et l’efficacité de ces membranes. En 2015, Bocquet a créé la start-up Sweetch Energy avec des entrepreneurs passionnés par les sciences appliquées. En moins d’une décennie, ils ont réussi à développer une membrane biosourcée économiquement viable. Un premier test de production d’énergie osmotique à grande échelle a été mis en œuvre dans le delta du Rhône.
Enfin, il y a les MOF (solides poreux hybrides cristallisés).
Les Metal Organic Frameworks (MOF) contribuent également à la protection de l’environnement. Qu’est-ce que cela signifie ? Il s’agit de solides poreux hybrides cristallisés, ou des frameworks organiques métalliques en français. Ces derniers possèdent des cavités minuscules de la taille d’un nanomètre, soit la taille de molécules essentielles comme l’O2, H2, O, CO2, etc. Cela leur confère des caractéristiques d’absorption sélective qui suscitent l’intérêt des chercheurs.
Christian Serre, chimiste et directeur de recherche au CNRS, qui dirige l’Institut des matériaux poreux de Paris (composé de l’ENS, ESPCI, université PSL) et est récemment devenu membre de l’Académie des sciences, s’est principalement consacré à ces matériaux au cours de sa carrière. Il les décrit comme des « éponges moléculaires ». Il a développé des centaines de variations de ces matériaux, et a déployé leurs utilisations dans le secteur de l’énergie verte (comme la production d’hydrogène, le transfert de chaleur, les membranes pour les batteries ou les piles à combustible) et la protection de l’environnement (comme la capture ou la valorisation du CO2, la purification de l’air…). Ses recherches fondamentales attirent l’attention des industriels avec qui il collabore. En 2021, il a également cofondé la start-up SquairTech, qui se spécialise dans la qualité de l’air intérieur.
L’hydrogène…
L’hydrogène pourrait être un outil précieux pour le passage à des sources d’énergie plus durables, car il a le potentiel de remplacer partiellement les hydrocarbures sans causer de pollution. Cependant, la production actuelle d’hydrogène implique principalement l’utilisation de gaz naturel, ce qui entraîne une émission importante de CO2. Une alternative durable serait d’utiliser l’électrolyse de l’eau, qui consiste à décomposer les molécules d’eau en molécules d’oxygène et d’hydrogène. Malheureusement, ce processus nécessite des catalyseurs comme le platine, un métal rare et coûteux, qui rend cette méthode inabordable à grande échelle.
Cependant, selon Vincent Artero, ancien élève des « rue d’Ulm » et directeur de recherche à l’Institut de recherche interdisciplinaire de Grenoble, il est possible de produire de l’hydrogène sans platine, grâce à l’énergie solaire. Il base son travail sur l’étude de la nature, plus précisément des micro-algues, pour produire de l’hydrogène. Avec son équipe, il imite les sites enzymes qui sont capables de produire de l’hydrogène, comme les hydrogénases. Leur objectif ultime est de développer un « carburant solaire » peu coûteux. Vincent Artero collabore déjà avec des entreprises comme Engie.
La « Nuit de l’énergie », organisée par l’École normale supérieure (ENS), se tiendra le 20 septembre, de 17h à minuit. L’entrée est libre mais nécessite une inscription. L’événement comprendra de nombreuses conférences, tables rondes et ateliers dirigés par une large majorité de professeurs-chercheurs et de personnalités liés à l’ENS, bien que la participation ne soit pas uniquement réservée aux membres de l’ENS. Des spectacles sont également prévus au programme.
De plus, Le Monde diffusera une série de podcasts sur son site web à la fin du mois en collaboration avec la linguiste Barbara Cassin, l’historien François Jarrige, l’économiste Laurence Tubiana, le physicien Lydéric Bocquet et l’expert en neurologie Sébastien Wolf, qui est également guitariste pour le groupe Feu! Chatterton. Ce contenu sera disponible à l’adresse Ecole normale supérieure, 45, rue d’Ulm, Paris 5e. Vous pouvez vous inscrire à Nuit.ens.psl.eu.
Pendant La Nuit de l’énergie, Lydéric Bocquet aura une conversation avec Bruno Le Maire et Emmanuel Basset, sur la grande scène de la cour Pasteur, au sein de l’Ecole normale supérieure à 18h. Un débat sera également tenu à 20h avec Christian Serre, Jean Jouzel, Thibault Cantat et Rodolphe Vuilleumier sur « Chimie et énergie ».
Cet article a été créé dans le contexte d’un partenariat avec La Nuit de l’énergie, organisée par l’Ecole normale supérieure. Vous pouvez contribuer ou réutiliser ce contenu.
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