Flash : Statistiques


Pygmasoft, une jeune pousse française reconnue pour sa créativité et ses démarches innovantes lance Top Ranking sa nouvelle chaîne YouTube dédiée aux statistiques. Le but est de proposer sous une forme agréable...»»

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Le prix de l'essence depuis 1960

Le prix de l'énergie fossile ne cesse d'augmenter.  La toute nouvelle chaîne d'information "Top Ranking" que vient de lancer Pygmasoft sur YouTube permet de le visualiser sous une forme très parlante:

L'énergie en transition

La transition énergétique commence. Inéluctable, elle s’imposera plus ou moins rapidement selon les pays. L’énergie d’origine fossile disparaitra peu à peu pour laisser la place aux énergies renouvelables. Avec la révolution technologique qui le fera passer du minéral à l’organique, le solaire se taillera la part du lion mais le nucléaire en passant de la fission à la fusion pourrait créer la surprise.

Une centrale nucléaire flottante dans l’arctique russe

crédit photo: Rosatom

Rosatom, l’Agence fédérale russe de l'énergie atomique, vient de certifier l’Akademik Lomonosov, la première centrale nucléaire flottante au monde. Dans un communiqué daté du 21 avril 2019, l’agence Tass précise que le bâtiment, ancré pour le moment à Mourmansk, pour les derniers essais à pleine capacité, sera acheminée, durant l’été 2019, jusqu’à Pevek, principale ville portuaire de Sibérie orientale, dans l’Extrême-Orient russe pour sa mise en service commerciale prévue en décembre 2019. L’Akademik Lomonosov remplacera la vieille centrale nucléaire de Bilibino datant de 1974 ainsi que la centrale au charbon hors d’âge de Chaunskaya datant de 1944. Elle fournira l’énergie nécessaire aux habitants de Perek et, au-delà, aux industries district de Tchoukotka (mines, plates-formes gazière et pétrolières).

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Le photovoltaïque organique arrive

 film photovoltaïque organique d'Heliotek

Les cellules solaires en plastique arrivent...
L’énergie solaire reçue chaque année par la terre s’élève à plus de 3 millions de milliards de milliards de joules (3x1024) soit 6000 fois la totalité de la consommation actuelle d’énergie toutes sources confondues.
Actuellement la technologie qui exploite une infime fraction de cette énergie est basée sur les propriétés photovoltaïques de semi-conducteurs minéraux fabriqués avec des matériaux dérivés du silicium, de l’indium, du cadmium ou du gallium.
Depuis la première cellule photovoltaïque mise au point en 1954, le rendement de conversion de l’énergie solaire en électricité n’a cessé de s’améliorer

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Biopiles microbiennes

Si les enzymes permettent de réaliser des biopiles particulièrement ciblées pour certains usages, les piles à combustible utilisant les micro-organismes au lieu d’enzymes offrent un autre champ d’applications.
Dès les années 1960 la NASA s’est intéressée aux piles à combustibles microbiennes reprenant les travaux de Michael Cresse Potter qui dès 1911 observait que de l’énergie électrique peut être libérée lors de la désintégration microbienne des composés organiques et ceux de l’équipe du Dr Cohen qui, en 1931, réussi à générer des tensions de plus de 35 V à partir de batteries microbiennes mises en série [1]. Pour la NASA il s’agissait de produire de l’électricité à partir des déchets organiques des vols spatiaux.

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biopiles photovoltaïques

Une équipe de chercheurs britanniques vient de réaliser une pile bio-photovoltaïque en utilisant une simple imprimante à jet d'encre [1].
Cette pile exploite la capacité photosynthétique des cyanobactéries pour transformer l’énergie solaire en électricité. Pour mémoire, rappelons que les cyanobactéries sont à l’origine de la formation de l’oxygène de l'atmosphère terrestre grâce à leur capacité de photosynthèse.


biopile photovoltaïque imprimée
(cyanobactéries en vert)

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Le crépuscule du nucléaire ?

Le coût du kWh d’origine nucléaire est de 7 centimes d’euro en prenant en compte les dépenses d’exploitation, le coût du capital investi, les frais liés au traitement des déchets et du combustible usé et la provision pour le démantèlement final de la centrale. Ce coût a tendance à augmenter au fil des ans, compte tenu des normes de sécurité imposées aux exploitants, alors que le coût de l’électricité issue des sources renouvelables ne cesse de baisser.

L’énergie nucléaire perd donc peu à peu de son intérêt économique et, plus grave, les risques liés à son usage apparaissent aujourd’hui bien supérieurs à ceux affichés il y a quelques décennies. Il y a une vingtaine d’année, la probabilité d’un accident nucléaire majeur était estimé à 5.10-5 soit 1/20.000 par réacteur et par an [1]. Autrement dit, en théorie, un réacteur ne devait rencontrer un problème majeur qu’une fois tous les 20.000 ans, donc quasiment jamais. En 2011, la catastrophe de Fukushima-Daiichi au Japon allait faire prendre conscience que la probabilité d’un accident majeur était certainement supérieure à ce que laissait entendre les experts.

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L’hydrogène, carburant du futur ?

train à hydrogène

L’hydrogène (H2) est l’élément chimique le plus abondant de l’univers. C’est le combustible des étoiles comme notre soleil. Sur Terre, il n’existe pratiquement pas à l’état libre ; il faut l’extraire des molécules qui le contiennent comme l’eau où il est combiné à l’oxygène ou des matériaux organiques où il est combiné au carbone.
Pour le moment la principale technique industrielle utilisée pour produire de l’hydrogène est le reformage, procédé qui consiste à faire réagir, en présence de catalyseurs, de la vapeur d’eau surchauffée avec le méthane contenu dans le gaz naturel ou dans un biogaz. Un autre procédé, la gazéification, consiste à brûler du charbon, de bois ou de biomasse, à très haute température (1200°C).
Le reformage comme la gazéification libère l’hydrogène mais s’accompagne aussi de l’émission de gaz carbonique (CO2). Pour améliorer le bilan carbone de ces procédés il faudrait donc les coupler avec une technologie de captage et de stockage du CO2.
Une troisième façon de fabriquer de l’hydrogène est l’électrolyse de l’eau, qui se fait sans rejeter de CO2. Dans ce cas, l’électricité permet de casser la molécule H2O pour libérer l’hydrogène (H2) et l’oxygène (O2). La rentabilité du procédé est donc fonction du coût de l’électricité. De plus l’hydrogène devant être comprimé ou liquéfié pour être acheminé sur son lieu d’utilisation, l’énergie nécessaire à cette étape est à prendre en compte pour un bilan carbone complet. L’hydrogène ne conduit à une élimination totale des émissions de gaz à effet de serre que si l’électricité pour le produire, le stocker et le transporter provient d’une source d’énergie renouvelable. L’abaissement du prix de celles-ci devrait donc enclencher des conditions bénéfiques favorables pour faire de l’hydrogène une source complémentaire des énergies renouvelables.
L’hydrogène peut être utilisé comme carburant. Il sert par exemple depuis des années pour le lancement des fusées Ariane. Il peut aussi être un vecteur d’énergie dans les transports. Dans ce cas, l’hydrogène alimente une pile à combustible où l’énergie chimique libérée durant la réaction de l’hydrogène et de l’oxygène est transformée en énergie électrique.

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Biopiles enzymatiques

Une pile à combustible transforme l’énergie libérée par une réaction chimique en énergie électrique. Par exemple la combustion de l’hydrogène grâce à un catalyseur comme le platine fournit une quantité importante d’électricité et ne rejette que de l’eau. La production d’électricité à partir d’hydrogène ne rejette alors aucun gaz à effet de serre.
Les biopiles, comme les piles à combustibles, transforment l’énergie libérée par une réaction chimique en énergie électrique mais elles n’utilisent que des produits naturels. Elles n’ont pas besoin de recourir à des catalyseurs minéraux tels le platine, le manganèse ou d’autre métaux rares et potentiellement polluants et elles peuvent puiser leurs matières premières dans le milieu ambiant.
Des chercheurs français [1] de l’Université Joseph Fourier de Grenoble ont ainsi inventé une biopile à glucose implantable dans le corps humain. Cette biopile dotée d’un enzyme catalyseur produit de l’électricité à partir du glucose et de l’oxygène dissous dans le sang.

Cette invention ouvre des perspectives considérables pour le secteur de l'instrumentation médicale.

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Photovoltaïques tout organique

Les premiers travaux sur le sujet date de 1958. Au début les rendements sont infimes mais les chercheurs démontrent néanmoins qu’il est possible d’utiliser des matériaux organiques pour recevoir et donner des électrons en vue de créer un courant électrique. Diverses molécules organiques se révèlent intéressantes : celles de colorants usuels comme le bleu de méthylène ou celles issues directement de la nature comme les carotènes ou les chlorophylles.
En 1984 un premier polymère est trouvé pour servir de base à une cellule photovoltaïque organique, le poly(3-méthylthiophène). D’autres molécules et d’autres polymères seront trouvés. Des nanoparticules se révèleront aussi prometteuses et diverses configurations seront essayées pour optimiser la structure des cellules photovoltaïques organiques. A partir des années 2010 les rendements ont commencé de s’approcher des rendements des panneaux solaires au silicium avec un prix de revient compétitif. La commercialisation de ce type de produit pouvait alors commencer pour transformer les bâtiments industriels et commerciaux en centrales électriques avec des façades et des toitures qui produisent de l’énergie.

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Les cellules solaires à pérovskite

 impression de cellules solaires à perovskite (CSIRO)

La pérovskite est un cristal de synthèse dont la structure est calquée sur celle décrite pour le titanate de calcium par le minéralogiste russe Lev Perovski.
En 2006, le japonais Tsutomu Miyasaka fut le premier a montré qu’un composé organométalique ayant un structure de pérovskite pouvait être une base pour les cellules photovoltaïque. Ses premiers essais avec un pigment intégré dans une perovskite de iodure de plomb ne donnent qu’un rendement de 3% mais les progrès allaient être fulgurants. La barre des 10% de rendement est franchie en 2012 par une équipe de chercheurs britanniques d’Oxford. Le seuil des 20% est atteint en 2015. Le record actuel homologué par le Laboratoire national américain des énergies renouvelables (NREL) est de 23% et des milliers de chercheurs travaillent actuellement de par le monde sur ce sujet.

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L’énergie solaire : le futur de l’Afrique

 La majeure partie de l’Afrique compte environ 325 jours de fort ensoleillement par an. Selon sa localisation,  chaque km2 de terre africaine reçoit annuellement en énergie solaire l’équivalent de 1 à 1,5 millions de barils de pétrole.  Une surface carrée de 500 km de coté le Sahara, équipée de panneaux solaire suffirait à alimenter la planète entière en électricité. Compte-tenu des enjeux économiques et environnementaux la plupart des pays d’Afrique ont fait de l’électricité leur priorité. 

Au Maroc, dans la ville de Ouarzazate, la centrale Noor, lancée par le roi MohammedV, est la plus grande centrale solaire thermodynamique du monde. À perte de vue, quelque 500.000 miroirs cylindriques installés sur une surface de 450 hectares collectent les rayons du soleil et les concentrent sur un ensemble chaudière-turbines qui transforme l’énergie thermique en électricité (580 MW).

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A propos

Animé par Jacques Carles et Michel Granger, tous deux ingénieurs et « Philosophiae Doctor » de l’Université de Montréal, ce site se propose de collecter les nombreux signaux faibles qui annoncent déjà ce que sera demain et d'analyser les grandes forces qui sont à l’œuvre en ce début de 21ème siècle. L'objectif n'est cependant pas de prévoir ce que sera l’avenir mais plus modestement d’inciter à la réflexion pour agir collectivement et maitriser notre futur au lieu de le subir.


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