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Transport de l’énergie électrique

La quasi-totalité de l’énergie électrique dans le monde est produite puis transportée vers les villes et les centres industriels sous forme de courant

Atmosphère de la Terre primitive

Auteur C Eeckhout.

L’atmosphère primitive et son évolution

Au Précambrien, l'atmosphère primitive de notre planète était dépourvue d’oxygène et riche en dioxyde de carbone (CO2) et en méthane, ainsi ...

En route vers le Soleil

Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben 

Un voyage d'enfer

Baptisée en hommage à l'astrophysicien américain Eugene Parker, qui a posé les bases de la théorie du vent solaire, la mission Parker Solar devrait contribuer à percer les mystères ...

Révolution hydrogène

L'hydrogène carburant :

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Le verre se met au vert

Production du verre - Domaine public

Le verre, un matériau traditionnel innovant

La production du verre est une activité millénaire, d’abord artisanale, puis industrielle. S’il existe différents types de verres qui se distinguent par leurs compositions, leurs ...

Des nano-balances pour peser des virus

Mesurer le nano monde

Un nano-objet a par définition des dimensions de l'ordre du nanomètre soit (10-9 m). À titre de comparaison, le diamètre d'un cheveu mesure entre 50 et 100 micromètres (10-6 m).

Les nano-objets comprennent entre autres les ...

Nouveau succès pour la mission New Horizons

Pluton et Charon
Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Une première historique

Lancée le 19 janvier 2006, New Horizons est une mission spatiale dédiée à l'observation de Pluton et de la ceinture de Kuiper, cette région du système solaire en forme d'anneau ...

Des crustacés pour produire du biocarburant?

Crustacés xylophages

Les Limnories lignorum ou Limnories du bois sont de petits invertébrés xylophages capables d'ingérer le bois immergé dans l'eau de mer. Ils jouent ainsi un rôle important dans l'écosystème littoral en participant au recyclage de la cellulose et de la lignine, le composant du bois qui lui donne sa rigidité. Ils causent également des dégâts en s'attaquant aux coques des bateaux, aux pontons et autres constructions en bois.

Jusqu'à présent, la faculté des limnories à décomposer la lignine restait un mystère.
En étudiant l'intestin des limnories, une équipe de scientifiques a découvert que l'hémocyanine, protéine responsable de la couleur bleue du sang de ces invertébrés, joue un rôle primordial dans leur capacité à digérer les sucres du bois.

L'hémocyanine est une protéine connue pour son rôle de transporteur de l'oxygène chez certains invertébrés, de la même manière que l'hémoglobine chez les vertébrés.
Alors que l'hémoglobine lie l'oxygène grâce aux atomes de fer de sa structure, qui donnent au sang sa couleur rouge, l'hémocyanine fait de même avec des atomes de cuivre, à l'origine d'une couleur bleue. Les limnories exploitent les propriétés oxydantes de l'hémocyanine pour attaquer les liaisons au sein de la lignine.
 

Une nouvelle piste pour les énergies renouvelables ?

Le Professeur Simon McQueen-Mason, du département de biologie de l'université de York, qui conduit ces recherches, explique que : « Les limnories sont les seuls animaux pourvus d'un système digestif stérile connus à ce jour. Cela rend leur méthode de digestion du bois plus facile à étudier que celle d'autres créatures xylophages comme les termites, chez lesquelles la digestion est assurée par des milliers de microorganismes intestinaux ». 
Il ajoute : « Nous avons découvert que les limnories déchiquètent le bois en le mâchant en de minuscules morceaux avant de se servir de l'hémocyanine pour s'attaquer à la structure de la lignine. »

Les recherches menées par des équipes des universités de York, Portsmouth, Cambridge et Sao Paulo ont révélé que traiter le bois avec l'hémocyanine permet de doubler la quantité de sucre libérée, sans avoir recours à des traitements thermochimiques coûteux et énergivores.

La troisième génération de biocarburants, dont la recherche se focalise pour l'instant sur les microalgues, pourrait bien accueillir ce candidat innatendu. Cette découverte pourrait permettre, à terme, de réduire l'énergie nécessaire pour transformer le bois en biocarburant.

Publié le 14/12/2018

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Révolution hydrogène
Dans le contexte de la transition énergétique, l'hydrogène fait figure selon certains de vecteur énergétique.

L'hydrogène carburant :

L'hydrogène (ou dihydrogène - H2) est considéré comme étant un carburant propre puisque sa combustion n'émet ni CO2 ni particules fines, mais uniquement de la vapeur d'eau. Ses utilisations sont multiples: il peut être utilisé comme carburant dans des moteurs thermiques ou produire de l'énergie électrique dans une pile à combustible. Les émissions n'étant que de la vapeur d'eau, contrairement aux véhicules qui fonctionnent aux hydrocarbures, l'hydrogène est particulièrement adapté aux véhicules citadins pour satisfaire à des réglementations de plus en plus exigeantes.

Sur Terre, l'hydrogène pur est peu présent à l'état naturel, c'est pourquoi il est produit industriellement à partir d'énergies fossiles ce qui lui confère une empreinte carbone et participe au réchauffement climatique. Mais l'empreinte carbone de l'hydrogène peut être réduite étant donné qu'il peut également être produit par électrolyse de l'eau, l'électricité étant issue de sources d'énergie décarbonées (hydroélectrique, photovoltaïque voire nucléaire).

Les motorisations des véhicules fonctionnant à l'hydrogène sont de trois types :

  • électrique : une « pile à combustible » produit de l'énergie électrique, qui alimente un moteur électrique ; ce dernier fournit l'énergie mécanique nécessaire à la propulsion du véhicule ;
  • un moteur thermique classique ;
  • un système hybride qui associe un moteur thermique et un moteur électrique alimenté par une pile à combustible.


Défis techniques :

Stocker de l'hydrogène n'est pas simple, mais pas impossible non plus, et les technologies liées au stockage sont en constante évolution. Il existe plusieurs manières de stocker l'hydrogène :

  • Le stockage à haute pression sous forme gazeuse : partant d'un principe élémentaire de la physique, pour que le volume d'un gaz diminue, à température constante, il faut augmenter sa pression.

  • Le stockage sous forme liquide : afin de pouvoir stocker un maximum d’hydrogène dans un volume réduit il faut transformer l’hydrogène gazeux en hydrogène liquide en le refroidissant à très basse température. L'hydrogène se liquéfie lorsqu’il atteint une température inférieure à -252,87°C. Cependant, cette forme de stockage est pour l’instant réservée à des applications très spécifiques comme la propulsion spatiale.

  • Le stockage sous forme solide : les techniques de stockage de l'hydrogène sous forme solide mettent en jeu des mécanismes d’adsorption/désorption de l’hydrogène par un matériau. Certains métaux purs ou certains composés intermétalliques sont connus pour leurs capacités à adsorber de l'hydrogène de façon réversible.

Le transport de l'hydrogène est lié à la forme sous laquelle il se trouve. Qu'il soit gazeux, liquide ou solide, l'hydrogène peut être transporté de différentes manières :

  • Par canalisation: l'hydrogène peut être transporté via plusieurs de gazoducs spécifiques ou emprunter ceux utilisés pour transporter le gaz naturel. L'Europe de l’Ouest possède un réseau de canalisation d’hydrogène d'environ 1 600 km principalement utilisés par la France, l’Allemagne ou encore le Benelux.

  • Réseau routier ou ferroviaire :Les industriels livrent l’hydrogène par la route ou par rail, soit sous forme de bouteilles en acier contenant de l’hydrogène sous pression, soit sous forme cryogénique.


L'hydrogène en France:

Pour l'instant, la France ne compte aucun programme gouvernemental de longue durée dédié à l'hydrogène, comme c'est le cas dans d'autres pays. Cependant, plusieurs initiatives ont été prises ces dernières années.

Le programme Horizon Hydrogène Energie (H2E) contribue à faire émerger une filière hydrogène-énergie durable et compétitive en France et en Europe. Les objectifs de ce programmes consistent notamment à décentraliser la production d'hydrogène à partir des énergies renouvelables tout en favorisant son transport, son stockage et sa distribution à haute pression. Le programme se concentre également sur la création de nouvelles gammes de piles à combustibles.

Depuis 2015, le consortium Mobilité Hydrogène France a mis en place un plan de déploiement de la mobilité H2 et ce en déployant simultanément des flottes captives (livraisons, utilitaires, taxis, services municipaux, etc.) d’opérateurs qui s’engagent pour l’hydrogène et de stations de recharge partagées.

Le projet Energy Observer pousse l'utilisation de l'hydrogène encore plus loin. Cet ancien bateau de course converti en navire hydrogène repose sur la propulsion électrique générée grâce à un mélange d’énergies renouvelables et un système de production d’hydrogène décarbonée à partir de l’eau de mer. En parcourant les océans en se servant uniquement d'énergies renouvelables, le projet Energy Observer compte démontrer l'efficacité d'une chaîne hydrogène et ce même en milieu maritime extrême.

La France s'oriente également vers une solution innovante en utilisant des véhicules à batterie équipés de prolongateurs d'autonomies à hydrogène, en plus des véhicules ‘full power’ utilisés pour les taxis.

Publié le 23/01/2019

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Yassa HARBANE
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