Une start-up veut transformer les collines en solution de stockage d’énergie

Temps de lecture : 5 min

Une start-up développe une nouvelle solution de stockage d’énergie basée sur… la gravité ! 

Baptisée RheEnergise, la start-up britannique veut remplacer l’eau utilisée jusqu’ici par les STEP (Stations de Transfert d’Énergie par Pompage-turbinage) par un liquide à haute densité.
Objectif : multiplier la puissance de la technologie, tout en s’affranchissant des contraintes géographiques.

Une solution idéale pour le Royaume-Uni, qui dispose déjà de nombreux sites susceptibles d’accueillir cette technologie.

Retour sur cette nouvelle solution dans notre article de la semaine.

Un système ingénieux

Pour produire davantage d’électricité, RheEnergise s’est intéressé au poids de l’eau en partant du constat que si l’eau était plus lourde, les barrages hydroélectriques produiraient plus d’électricité.
Pour atteindre une efficience semblable à celle des barrages de taille normale, RheEnergise a donc mis au point un fluide spécial, nommé High-Density Fluid R-19TM, qui dispose d’une haute densité.

Pour rappel, aujourd’hui, dans les stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP), c’est l’eau qui est principalement utilisée afin de générer et/ou stocker de l’électricité à des altitudes différentes.
Ici, la start- up a développé un concept de STEP qui, grâce à ce liquide haute densité, disposerait d’une puissance décuplée, sans nécessiter d’immenses collines pour fonctionner.

En étant chargé en minéraux, ce liquide disposerait d’une densité 2,5 fois plus élevée que l’eau et pourrait générer la même quantité d’énergie en s’écoulant d’une hauteur égale à moins de la moitié de celle d’un barrage hydroélectrique traditionnel.

Concernant le fonctionnement du système, des réservoirs de stockage ont été enterrés en haut et en bas d’une petite colline. Ces réservoirs de stockage sont ensuite reliés par des conduites souterraines, baptisées conduites forcées.
Juste à côté des réservoirs de stockage inférieurs, se trouve la centrale électrique dans laquelle se situent les pompes et les turbines. 

Crédit : RheEnergise

Le système est également implantable à proximité d’une source d’énergie renouvelable, comme l’éolien ou le solaire, pour être lui-même alimenté.

Le Royaume-Uni, idéal pour s’implanter

Pour que ce système fonctionne, une élévation de 200 mètres serait suffisante.
Des collines de tailles assez petites donc, en abondance dans de nombreux pays et notamment au Royaume-Uni.
RheEnergise a ainsi cartographié 9 500 sites au Royaume-Uni qui comportent des collines susceptibles d’accueillir ce type de technologie.
Une fois que la cartographie des contraintes pondérées a été appliquée, l’analyse a indiqué qu’il existe au moins 700 sites présentant une probabilité de 70% de chances de réussite. 

Crédit : RheEnergise

En pouvant être installée dans des installations souterraines pré-existantes, cette technologie serait également un excellent moyen de donner une seconde vie aux nombreuses mines abandonnées du nord du pays. 

L’entreprise cherche donc à lever des fonds pour installer par la suite ces unités, qui pourraient être sous-traitées à des entreprises spécialisées dans ce type de construction et a également lancé une campagne de financement participatif pour la création d’une usine pilote. 

Quels avantages par rapport aux barrages hydroélectriques ?

L’un des principaux avantages de ce système est son coût.
Bien que le système soit similaire à celui des centrales hydroélectriques, il permet de faire l’économie de dizaines d’années de construction et le coût associé.

Autre gros avantage, cette solution de stockage se veut également locale, pour une redistribution à proximité.
De ce fait, les centrales pourraient être réduites pour stocker uniquement la quantité d’énergie produite par une ferme solaire ou une centrale éolienne typique par exemple.
“Alors que le réseau électrique évolue pour s’adapter à ces technologies de production distribuée, vous avez également besoin d’une technologie de stockage distribué, de sorte que vous le stockez plus localement là où il a été produit”, explique Stephen Crosher, directeur général de RheEnergise.

“Ensuite, au fur et à mesure que vous réduisez les projets, plutôt que de prendre des décennies pour les construire, vous pouvez construire des projets en neuf mois, pour un petit, et peut-être 15 mois pour un grand projet.” précise-t-il.

Enfin, l’impact sur l’environnement est moindre que les barrages hydroélectriques et s’apparente donc à une solution d’avenir.
La société a notamment mis en avant l’empreinte carbone plutôt limitée des installations, ainsi que le caractère non-corrosif du liquide exploité.

Une nouvelle concurrence pour les batteries

Aujourd’hui, les énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien sont de plus en plus utilisées et représentent un marché à fort potentiel.
Si dans de nombreux pays, elles figurent parmi les sources d’électricité les moins chères, leur plus grand problème reste leur intermittence.
Un frein les empêchant d’être pleinement efficaces sans système de stockage d’énergie externe associé, dont le prix reste très élevé, notamment pour ceux utilisant des batteries.

Une alternative à ces batteries lithium-ion serait donc le stockage d’énergie basé sur la gravité.
Une solution de stockage déjà utilisée par les barrages hydroélectriques, qui, lorsqu’ils sont associés à un STEP. Lorsque l’énergie afflue, l’eau est pompée puis stockée dans une retenue. Ensuite, lorsqu’un pic de demande arrive, cette eau est relâchée et l’électricité est produite grâce au turbinage.

C’est sur ce principe de gravité que s’appuie la société RheEnergise pour le stockage de l’énergie.
Dans l’idée, les centrales qui seraient développées par la start-up seraient capable de développer une puissance allant de 10 à 50 MW, pendant une durée de 2 à 10 heures en fonction de la taille des réservoirs choisis.
Un chiffre qui reste cependant bien loin des STEP classiques qui peuvent délivrer plusieurs centaines, et même plusieurs milliers de mégawatts pour certaines.
Leurs principaux concurrents ne seront donc pas directement les STEP standards, mais plutôt les systèmes de stockage par batteries stationnaires.

D’après Stephen Crosher, selon le coût de l’énergie renouvelable, le coût total des énergies renouvelables additionné à celui de ce nouveau système de stockage s’avérerait déjà être compétitif avec l’énergie d’une nouvelle centrale électrique au gaz.

Si la solution imaginée par RheEnergise n’est pas une innovation, puisqu’elle s’appuie sur le fonctionnement des barrages hydroélectriques, leur technologie pourrait bien en revanche être une solution d’avenir.

À la fois moins coûteuse et moins problématique en termes géographiques et environnementaux, cette technologie pourrait permettre le stockage et la redistribution d’énergie renouvelable localement.
Le marché du stockage d’énergie basé sur la gravité commence à grandir peu à peu, avec des solutions alternatives comme celle-ci, ou encore celles d’autres start-up, comme avec l’entreprise Energy Vault, qui stock de l’énergie renouvelable grâce au mouvement d’une grue hissant des blocs de béton vers le sommet.

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Des panneaux solaires spatiaux pour redistribuer l’énergie du Soleil sur Terre !

Temps de lecture : 5 min

Et si au lieu de produire notre électricité sur Terre, nous la produisions directement dans l’espace ?
C’est l’ambition folle de plusieurs pays, notamment des Etats-Unis, qui travaillent sur ce sujet depuis de nombreuses années.

Des scientifiques américains affiliés au Pentagone se sont en effet penchés sur ce thème, avec pour ambition d’installer des panneaux solaires dans l’espace pour produire une énergie propre, puis la redistribuer directement sur Terre.

Une solution envisagée comme énergie de secours pour les régions sans électricité ou touchées par des catastrophes naturelles par exemple.

Retour sur ce pari fou dans notre article de la semaine.

Des panneaux solaires dans l’espace

Le projet fou de capter l’énergie solaire directement depuis l’espace grâce à des panneaux photovoltaïques, avant de la renvoyer sur Terre commence à prendre forme.
En effet, des scientifiques du Pentagone ont lancé ce projet en mai dernier, à l’aide d’un panneau solaire, baptisé “Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module” (PRAM).
Situés directement dans l’espace, ces panneaux sont donc plus proches du soleil et ne sont pas affectés par des facteurs extérieurs terrestres, comme les nuages ou l’obscurité par exemple.

Le PRAM mesure approximativement la taille d’une boîte à pizza, soit environ 30×30 cm et a été lancé en mai 2020, monté sur le drone X-37B top secret du Pentagone. Il capte la lumière bleue de l’espace, cette lumière qui ne traverse pas l’atmosphère.
“Nous recevons une tonne de lumière solaire supplémentaire dans l’espace juste à cause de cela”, expliquait Paul Jaffe, co-développeur du projet, à CNN. Ils retiendraient donc l’énergie solaire sous forme d’ondes bleues.

Concrètement, d’après CNN, l’une des faces du satellite serait capable de capter l’énergie solaire grâce à un panneau photovoltaïque placé dessus.
L’énergie passerait ensuite par le centre du panneau pour être convertie en signaux de radiofréquence, avant d’être renvoyée sur Terre sous forme de faisceau laser ou micro-ondes, grâce à une antenne située sur la face opposée.
Sur Terre, des antennes géantes se chargeront de la convertir en électricité.

Ce projet top secret est financé par le Pentagone, le Fonds américain pour l’amélioration des capacités énergétiques opérationnelles et le Laboratoire de recherche de la marine américaine basé à Washington D.C.

Des avantages et des inconvénients

Pour le moment un seul panneau solaire a été envoyé dans l’espace. Le PRAM tourne actuellement autour de la Terre en 90 minutes, et peut produire pour le moment seulement 10 watts d’énergie. Soit l’équivalent d’une recharge de smartphone ou de tablette sur Terre.
Un chiffre encore faible mais qui montre bien le potentiel du projet.

D’après les scientifiques, cette technologie pourrait être une source inépuisable d’énergie propre et permanente, avec une intensité six fois supérieure à celle des parcs solaires terrestres.

Autre avantage : l’absence de gravité.
“Sur Terre, nous avons cette gravité embêtante, qui est utile en ce qu’elle maintient les choses en place, mais qui pose un problème lorsque vous commencez à construire de très grandes choses, car elles doivent supporter leur propre poids”, explique Paul Jaffe à CNN.

Comme souvent, l’un des plus gros inconvénients est le coût.
En effet, le matériel de construction pour l’espace reste pour le moment trop onéreux pour rendre le projet économiquement viable
Les scientifiques misent donc sur une baisse de coût à venir, comme c’est le cas avec les panneaux photovoltaïques terrestres qui ont vu leur prix divisé par neuf depuis 2006.

Mais les investissements dans la recherche et l’adaptation progressive des capacités du système, devraient permettre de déployer à plus grande envergure ce projet, notamment en envoyant d’autres panneaux de différentes tailles pour tester leur capacité.

Une solution pour aider à lutter contre les changements climatiques et les catastrophes naturelles

Source d’énergie propre, ces panneaux semblent être une bonne solution pour lutter contre les changements climatiques.

Grâce à leur capacité à diriger l’énergie générée vers un point spécifique du globe, ces panneaux pourraient être d’une grande aide lors de catastrophes naturelles causant des pannes d’électricité majeures ou, plus simplement, pour des régions qui n’ont pas d’électricité, grâce à sa transmissibilité rapide.

“L’avantage principal qu’ont les panneaux satellites sur toutes les autres sources de production d’énergie est la transmissibilité globale. Il est possible d’envoyer de l’énergie à Chicago et, une fraction de seconde plus tard, si vous en avez besoin, de l’envoyer à Londres ou Brasilia si nécessaire”, indique Paul Jaffe.

Pour parvenir à alimenter des villes entières, les scientifiques devraient aller beaucoup plus loin en déployant des réseaux d’antennes solaires spatiales impressionnants, et envoyer les panneaux beaucoup plus près du soleil, afin d’emmagasiner davantage de lumière solaire.

D’après les scientifiques, ces panneaux pourraient révolutionner la manière dont l’énergie est générée, mais aussi la façon dont elle est redistribuée aux régions les plus reculées ou dans le besoin sur Terre.

Un sujet qui passionne…

Si ce projet avait déjà été étudié par la NASA dans les années 90, les coûts trop élevés et les complexités techniques liées à la réalisation du projet avaient vite freiné l’agence spatiale.
Depuis les années 2000, le Japon, la Russie et la Chine réfléchissent également à des projets similaires, lançant une compétition acharnée pour la conquête de l’énergie spatiale.

En décembre 2019, la Chine annonçait par exemple son intention de lancer une centrale solaire spatiale d’ici 2035, en installant des panneaux solaires gravitant à 36 000 km autour de la Terre.
Pour l’instant le pays se heurte encore à plusieurs problèmes, comme celui du poids des panneaux photovoltaïques ou encore celui de la transmission de l’énergie de l’espace à la Terre.
Si pour le moment l’impression 3D est envisagée pour les panneaux photovoltaïques, et une transmission grâce à la conversion en micro-ondes ou en lasers de l’énergie est étudiée, la Chine n’a pas encore trouvé la solution optimale, mais continue les essais pour rendre son projet réalisable au plus tôt.

Une annonce qui a poussé les Américains à mettre les bouchées doubles et à reprendre leurs recherches dans ce domaine via le laboratoire de recherche de l’US Air Force (AFRL).
Un futur satellite de démonstration, nommé Arachne, est prévu pour un lancement d’ici 2024.
Il sera équipé d’un bus technologique, conçu par le géant de l’armement Northrop Grumman, et contiendra l’ensemble des composants clés pour gérer les systèmes de contrôle de l’alimentation, des communications, de la chaleur et de l’orientation des panneaux solaires.
Avec le travail effectué par les scientifiques du Pentagone et leur premier panneau solaire dans l’espace, les Etats-Unis semblent donc avoir repris le lead de cette compétition.

L’exploration et l’exploitation des ressources spatiales constituent l’une des actualités récurrentes du moment.
Avec le succès de l’atterrissage du Rover Perseverance de la NASA qui s’est récemment posé sur Mars, et la mise en orbite d’un premier panneau solaire dans l’espace, les Américains prouvent encore une fois leur volonté de conquérir l’espace avant les autres pays.

Même si ce dernier projet devrait prendre encore plusieurs années avant de pouvoir devenir viable, cette première pierre à l’édifice laisse envisager un succès dans ce domaine, avec de nombreuses applications par la suite.

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“The Line” : un projet de grande ville zéro carbone en Arabie saoudite

Temps de lecture : 5 min

Début 2021, le prince Mohammed Ben Salmane a annoncé son désir de construire une ville futuriste ET écologique.
Une décision qui peut paraître un peu paradoxale, quand on sait que l’Arabie Saoudite est l’un des pays les plus polluants et les plus pollués.

Le projet baptisé “The Line”, devrait s’étirer sur 170 kilomètres au Nord-Ouest du pays et pourrait, à terme, accueillir jusqu’à un million d’habitants dans un ensemble urbain neutre en carbone et à la pointe de technologie. 

On vous en dit plus dans notre article de la semaine.

Une ambition écologique et économique

C’est dans une vidéo promotionnelle publiée le 10 janvier dernier que le prince héritier d’Arabie Saoudite présentait son projet de ville futuriste.

Baptisée “The Line”, cette ville sera sans émission de carbone, sans route, et presque sans ville puisqu’il s’agira, à proprement parler, d’une longue ligne de 170 km.

La ville disposera de services comme des écoles ou des centres de santé, mais aussi des espaces verts.
Dans le but d’éradiquer la pollution de la ville, les voitures ne feront donc pas partie du paysage.
La ville a été conçue de manière à ce que, dans chacun des quartiers, les habitants puissent réaliser un maximum de choses à pied dans un délai de 5 min, notamment pour ce qui concerne les commerces essentiels.
Les bâtiments seront quant à eux neutres en carbone et alimentés par une énergie propre.
Objectif : accueillir un million d’habitants d’ici la fin de sa construction à l’horizon 2030.

“The Line” sera réalisé dans la région de Neom, une entité récemment créée par l’Arabie saoudite et actuellement en cours de développement, située au Nord-Ouest du pays.

Ce projet plus vaste de zone économique et touristique baptisé “Neom” fait partie des nombreux mégaprojets en cours qui permettront de diversifier l’économie du pays, encore très dépendante de l’exportation du pétrole.

Le projet “Neom” est estimé à 500 milliards de dollars et sera financé par le souverain saoudien, selon Al Arabiya.

Plus globalement, ces deux projets, “The Line” et “Neom” font partis du programme “Vision 2030”, qui a pour but de transformer l’Arabie saoudite d’ici une dizaine d’années, notamment en mulitpliant par trois sa production d’énergie renouvelable d’ici deux ans, grâce au solaire par exemple.

Des transports à grande vitesse

Bien que la ville soit prévue pour réaliser un maximum de choses à pied, le projet prévoit tout de même des transports qui permettront de se déplacer dans la giga-ville de 170 km de long.
“The Line” sera en effet constituée de plusieurs “modules”, inter-connectés grâce à un réseau de transport intégré.

Ainsi, des trains et des métros situés en sous-sol seront disponibles et permettront de relier la ville d’un bout à l’autre, soit de parcourir les 170 kilomètres en 20 minutes seulement.
Ces trains rapides, dans l’esprit de l’Hyperloop, iront à une vitesse de 500 km/h et seront, selon le prince, sûrs et alimentés par de l’énergie propre à 100%.

Le projet prévoit également la construction d’un aéroport international, qui ambitonne de devenir par la suite l’un des plus importants au monde.

L’Intelligence Artificielle au coeur de “The Line”

Qui dit ville du futur dit également utilisation des dernières technologies. Le projet prévoit donc une utilisation massive de l’Intelligence Artificielle (IA) au sein de la ville.
Dans un communiqué, les développeurs du projet ont précisé que les communautés seront “cognitives” et alimentées par de l’IA, qui “apprendra continuellement des moyens prédictifs pour faciliter la vie.”

Ils ajoutent également que 90% des données disponibles seront utilisées pour améliorer les capacités des infrastructures, contre environ 1% seulement aujourd’hui dans les villes intelligentes.

Les services publics jugés obsolètes seront remplacés par de l’IA.

“Nous devons transformer les villes en villes du futur”, a déclaré le prince héritier lors de la présentation du projet, en passant par une “révolution civilisationnelle”.
Déjà en 2017, la présentation du projet “Neom” prévoyait une Lune artificielle, des plages phosphorescentes et des leçons données par des enseignants en hologramme.

La construction du projet doit commencer au premier trimestre 2021 et devrait permettre la création de 380 000 emplois, avec une contribution au PIB du pays estimée à 180 milliards de riyals (plus de 39 milliards d’euros), d’ici 2030, selon le communiqué de Neom.

Un projet qui ne fait pas l’unanimité…

Malgré les intentions louables du projet, beaucoup émettent des doutes sur la neutralité carbone d’une ville avec des transports révolutionnaires, un immense aéroport et une IA omniprésente.

Certains estiment par exemple que l’Arabie saoudite devrait d’abord se concentrer sur sa propre empreinte écologique, plutôt que de construire une nouvelle ville respectueuse de l’environnement.
Selon l’OMS, le pays est l’un des plus polluants et plus pollués en termes de particules fines.
Rappelons en effet que l’Arabie saoudite est le second producteur de pétrole au monde, derrière les Etats-Unis.

Mais avec la chute ces dernières années du cours du pétrole, puis l’arrivée de la pandémie mondiale du Covid-19, le pays a connu une baisse spectaculaire de sa production pétrolière.
Une forte problématique pour le pays, la production d’or noir étant l’un des pilliers économiques du pays, totalisant à elle seule 42% du PIB national. 

Un effondrement de cette ressource économique, qui pousse le pays à multiplier les projets pour diversifier son économie, notamment en misant sur des solutions plus écologiques.
Malgré ces derniers, le pays reste marqué par ses choix environnementaux des dernières années, notamment ses contestations et ses absences remarquées aux réunions de l’Accord de Paris sur le climat. 

Autre ombre noir qui figure au tableau de ce projet, l’emplacement sur lequel “The Line” doit être construite est actuellement habité par des Howeitat, une tribu qui vit sur le territoire, et qui devra donc être expulsée pour la réalisation du projet.

“The Line”, et plus globalement “Neom”, sont des projets ambitieux qui devraient mettre plusieurs années à voir le jour, et nécessiter également de nombreux efforts pour devenir une ville à 100% écologique.

Inscrits dans la volonté de l’Arabie saoudite de diversifier ses sources de revenu et de “verdire” son économie, espérons qu’ils atteindront réellement leurs objectifs environnementaux pour, peut-être, inspirer d’autres projets similaires.

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Le Danemark va construire la première île énergétique au monde dans la mer du Nord

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Le Danemark vient d’approuver un plan visant à construire la première île énergétique au monde dans la mer du Nord. 

Ce projet permettra de produire et de stocker suffisamment d’énergie pour répondre aux besoins en électricité de trois millions de ménages européens.
Un projet qui s’inscrit directement dans les objectifs énergétiques et environnementaux du pays, qui souhaite devenir le leader parmi les pays européens en termes de production d’énergies renouvelables.

Une île énergétique artificielle

Le Danemark s’est lancé l’objectif fou de construire la première île énergétique artificielle au monde, qui sera chargée de collecter et de diffuser de l’électricité renouvelable dans tout le nord-est de l’Europe.
Si plusieurs lieux avaient été étudiés pour l’emplacement de cette île artificielle, c’est finalement à 80 kilomètres au large de la côte ouest du Danemark qu’elle sera implantée.

L’île, dans sa phase initiale, mesurera l’équivalent de 18 terrains de football, soit près de 120 m2. Elle sera reliée à des centaines d’éoliennes offshore qui disposeront d’une capacité initiale de trois gigawatts, et servira à transformer et redistribuer l’énergie produite par ces éoliennes à 3 millions de foyers dans un premier temps.
Pour rappel, l’éolien offshore se sert des vents marins pour produire de l’électricité et les pays nordiques disposent de vitesses de vent favorables à l’implantation de ce type de projet.

Maquette du futur pôle énergétique danois, qui fournira en électricité renouvelable plusieurs pays de l’Union européenne. – © Courtesy of Danish Energy Agency

Les premiers foyers à disposer de cette énergie verte seront les consommateurs des pays entourant la mer du Nord. Les pays voisins, comme la Norvège ou l’Allemagne (en plus du Danemark), seront reliés à cette île par des câbles sous-marins qui seront en charge de distribuer l’électricité sur de longues distances.

Au-delà de fournir de l’électricité domestique, elle servira aussi à fournir de l’hydrogène pour la navigation, l’aviation, l’industrie et les transports lourds, grâce à un centre de production d’hydrogène par électrolyse de l’eau, alimenté par l’électricité éolienne.

“Ce hub énergétique en mer du Nord est le plus grand projet de construction de l’histoire du Danemark. Ce sera une contribution majeure à l’exploitation de l’énorme potentiel européen d’éolien offshore”, a indiqué Dan Jørgensen, le Ministre danois du climat, de l’énergie et des services publics.

Des évaluations sur l’impact environnemental et des discussions avec les investisseurs auront également lieu pour s’assurer du bon fonctionnement du projet ainsi que pour connaître son rendement. 

Le début de la construction de ce projet devrait avoir lieu d’ici 2026 pour que l’île soit opérationnelle entre 2030 et 2033.

Un investissement conséquent à long terme

Pour atteindre les objectifs fixés par ce projet ; et à plus grande échelle pour la transition énergétique du pays ; le gouvernement n’a pas lésiné sur les moyens.
En effet, le coût estimé du projet de construction des îles artificielles est estimé à environ 210 milliards de couronnes, soit presque 30 milliards d’euros.

Pour débuter ce financement, le gouvernement danois avait donc inscrit dès le début de l’année dans le budget 2020 un montant de 8,7 millions d’euros. Cette somme devait permettre de couvrir dans un premier temps les études préliminaires, permettant de définir l’emplacement idéal pour ces futures îles artificielles (40 % du budget), mais aussi de débuter les travaux de R&D dans le but de développer des solutions de stockage et de conversion des quantités d’électricité produite (60% du budget).

Cet investissement reposera sur un partenariat public-privé, entre l’État danois et des entreprises privées via un appel d’offres à venir.
Même si ce budget reste conséquent, ce projet devrait, à terme, permettre d’optimiser le prix de revient du mégawattheure (la quantité d’énergie produite en une heure par un mégawatt) d’origine renouvelable.

“Ces dernières années, les éoliennes marines se sont montrées de plus en plus compétitives et il est important pour nous d’aller plus loin dans la réduction de leur coût de raccordement et d’interconnexion au réseau de distribution. Nous avons besoin de projets innovants de grande envergure pour permettre à l’énergie éolienne de jouer un rôle plus important dans notre approvisionnement énergétique futur”, a indiqué Peder Østermark Andreasen, le PDG d’Energinet, l’un des promoteurs du projet et gestionnaire de réseau de transport danois d’électricité.

Vers une transition verte mondiale

Le Danemark est un pays pionnier en ce qui concerne la transition énergétique. Le pays multiplie les actions et les innovations en matière de gestion de l’énergie écologique. Le dernier en date, la ville d’Odense, qui se chauffe depuis plusieurs mois grâce à la pollution thermique engendrée par le data center de Facebook, placé en plein cœur de la ville.

Avec la construction de cette île artificielle, dont la capacité potentielle est de plus de 10 gigawatts, soit l’équivalent de la consommation de 10 millions de foyers, le pays fait un grand pas vers cette transition verte.
D’autant plus que le Danemark a également indiqué renoncer à la recherche de pétrole et de gaz dans la partie danoise de la mer du Nord et, qu’à l’horizon de 2050, le pays n’y pratiquera plus d’extraction de pétrole et de gaz. Il espère plutôt en faire une plaque tournante pour les énergies renouvelables et le stockage du carbone.

D’ici 2030, le Danemark espère aussi réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 70% par rapport aux niveaux de 1990, et atteindre une neutralité carbone d’ici 2050. Le 20 décembre 2019, à la suite de la COP25, le Parlement danois avait décidé d’adapter à une large majorité le Climate Act, un ensemble de mesures environnementales réalisées et projetées dans un cadre structurel et juridique permettant d’évaluer régulièrement les progrès et les effets des actions engagées, ainsi que d’augmenter leurs objectifs climatiques.

Une avancée majeure dans la transition énergétique du pays mais également de l’Europe, qui s’est fixé comme objectif une neutralité climatique d’ici 2050. En effet, l’Union Européenne à présenté en décembre dernier des plans visant à transformer son système électrique pour qu’il repose en grande partie sur les énergies renouvelables d’ici dix ans et à multiplier par 25 sa capacité d’énergie éolienne en mer d’ici 2050. Pour atteindre l’objectif fixé, il sera donc nécessaire d’arriver d’ici 2050 à 300 gigawatts d’énergie éolienne offshore.

En 2019, les parcs éoliens danois fournissaient 47 % de la consommation totale d’électricité, mettant ainsi le Danemark sur la première place du podium des pays européens en matière de production d’énergie éolienne.

Avec ce projet, le pays espère en influencer d’autres afin que ces derniers réalisent des actions similaires pour un monde plus respectueux de l’environnement dans les années à venir. Le gouvernement danois espère que cette île apportera une grande contribution à la réalisation de l’énorme potentiel de l’énergie éolienne offshore européenne. Le pays est conscient de l’importance de telles actions sur le climat et ne compte pas s’en tenir uniquement à cette île au large de la mer du Nord. En effet, il est déjà prévu de créer un autre “hub énergétique” au large de l’île de Bornholm en mer Baltique.

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Une maison imprimée en 3D vient d’être mise en vente aux Etats-Unis !

Spécialisée dans la conception et la fabrication de logements via des méthodes de construction automatisées, SQ4D, l’entreprise à l’origine de ce projet, vient de dévoiler sa dernière réalisation : la plus grande maison imprimée en 3D au monde. 

Une maison standard, qui ressemble à s’y méprendre à n’importe quel autre pavillon de banlieue américaine… À un détail près : sa construction a été réalisée grâce à une fabrication additive.
Selon l’entreprise, c’est la première fois qu’un produit de ce type est officiellement disponible sur le marché immobilier américain.

Retour sur ce qui pourrait devenir l’avenir de la construction pavillonnaire dans notre article de la semaine.

Impression 3D avec la technologie ARCS

Crédit : SQ4D – MLSLI

SQ4D vient donc de terminer la construction de sa maison imprimée en 3D et de la mettre officiellement en vente.
Pour mener à bien ce projet, l’entreprise a dû avoir recours à une solution robotisée développée en interne.
Cette technologie baptisée ARCS (Autonomous Robotics Construction System), encore en instance de brevet, permet à différentes machines de travailler ensemble pour construire peu à peu une maison avec peu ou pas d’assistance humaine.

Concrètement, cette technologie permettra de construire de manière robotique des fondations, des murs extérieurs, des murs intérieurs, des conduits utilitaires, et bien plus.
La main-d’œuvre est alors réduite à trois personnes, en charge de piloter le système. Ce dernier permet d’éliminer et de consolider plus de 20 processus manuels traditionnels de construction, nécessitant une forte main-d’œuvre comme la charpente, le revêtement ou encore le bardage.
L’imprimante 3D assure à elle seule 41% du chantier.

“Cette technologie révolutionnaire remplacera et éliminera les matériaux de construction plus coûteux et de qualité inférieure, ce qui rendra les structures imprimées plus solides et plus sûres”, assure SQ4D.

Une construction plus rapide, plus économique, plus écologique et plus durable 

L’utilisation du béton permettra de réduire le coût d’au moins 30% et rendra la structure plus résistante au feu, mais également plus résistante sur la durée.

“Nous sommes dans une nouvelle ère de sécurité de construction et de rentabilité avec cette machine d’impression 3D révolutionnaire.”, précise l’entreprise, qui offre une garantie de 50 ans sur ses structures imprimées.

ARCS utilise une technologie à faible consommation d’énergie permettant ainsi de construire des maisons ou des bâtiments en utilisant moins d’énergie que les constructions traditionnelles.
“Cela rend essentiellement l’opération plus écologique, plus sûre et réduit l’utilisation de ressources telles que l’électricité. Le courant utilisé sur la machine est à peu près le même qu’un sèche-cheveux standard” précise SQ4D.

Autre avantage non négligeable de cette technologie : le temps de construction réduit ! 

La construction d’une maison via impression 3D peut en effet se faire en quelques jours, voire quelques heures.
Une rapidité impressionnante, jusqu’à 30 fois plus rapide qu’une construction traditionnelle.
L’entreprise prévoit d’améliorer sa technologie ARCS et a déjà procédé à quelques modifications depuis la construction, permettant ainsi de réduire de moitié le temps d’impression des futurs projets.

// À (re)lire : [Paris 2024] L’impression 3D béton pour certains aménagements.

Une véritable maison habitable

Crédit : SQ4D – MLSLI

C’est à Long Island, dans l’Etat de New-York, et plus précisément dans la ville de Riverhead que la maison a été construite.
La construction a eu lieu directement sur place, assurant un résultat optimal.

La maison, qui se présente comme une résidence type, dispose d’une surface habitable d’environ 1 500 pieds carrés, ainsi que d’un garage de 750 pieds carrés, capable d’accueillir deux voitures et demi.
Elle offre trois chambres, deux salles de bain complètement équipées et dispose en plus d’un plan d’étage décloisonné.
L’intérieur ressemble à n’importe quel pavillon américain et est agrémenté d’un ciel ouvert.

La maison est entièrement faite en couches de béton coulées et empilées les unes au-dessus des autres. Cette méthode laisse apparaitre sur les murs quelques stries visibles, typiques de la fabrication additive.

Même si l’impression 3D d’une maison avec ARCS se fait quasiment de manière autonome, la personnalisation de la maison en elle-même peut être laissée à l’imagination de l’acheteur, qui peut indiquer ses préférences.

Cette construction a obtenu en janvier un certificat d’occupation et est désormais inscrite sur le Multiple Listing Service (MLS), permettant à l’entreprise de la mettre en vente.

Une révolution pour le secteur du logement

Au-delà de l’exploit technologique en lui-même, cette manière de construire un logement pourrait bien représenter l’avenir du secteur immobilier.
Aujourd’hui le marché de l’immobilier reste encore inaccessible pour de nombreux acheteurs, souvent en raison d’un prix trop élevé.

C’est par exemple le cas dans les banlieues résidentielles de New-York, où il est souvent difficile de trouver une maison en dessous de la barre des 600 000 $.
Avec ce type de construction, SQ4D veut proposer une alternative aux constructions standards, tout en apportant une solution durable à la crise du logement.
Avec leur solution d’impression 3D, l’entreprise assure diminuer considérablement le coût de construction de nouvelles maisons.

Cette maison a donc été mise en vente sur sur Zillow.com, pour la somme de 299 999 dollars (soit 247 268 euros) soit bien en dessous du prix du marché de ce secteur.
“À 299 999 $, le prix de cette maison est inférieur de 50% au prix des maisons comparables nouvellement construites à Riverhead, New York et représente une étape majeure vers la résolution de la crise du logement abordable qui sévit sur Long Island.”, a déclaré Stephen King, agent de Zillow, au 3D Printing Media Network.

Avec la première mise en vente d’une maison habitable et à ce tarif accessible, SQ4D confirme son slogan, “Changer la façon dont le monde est construit™”, en transformant à jamais l’industrie de la construction.

Avec le succès de ce premier projet, l’entreprise ne compte pas en rester là.
En effet, elle a l’intention de multiplier ses constructions de maisons imprimées en 3D à New-York et en Californie. 

Une tendance qui se multiplie depuis plusieurs années avec différents acteurs engagés dans ce secteur.
En France, un logement social de 95m2 avait été construit en quelques mois à Nantes grâce à la 3D fin 2018.
Fin 2020 l’Allemagne présentait quant à elle son projet en cours d’impression 3D d’un bâtiment résidentiel de cinq logements locatifs, qui deviendra une fois achevé le plus grand bâtiment résidentiel jamais construit en Europe avec cette technique.

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[Énergie renouvelables] La Chine a battu le record de production hydroélectrique en 2020 !

Temps de lecture : 5 min

Le record du monde de production hydroélectrique par barrage, c’est-à-dire la conversion de l’énergie hydraulique en électricité, vient d’être battu par la Chine.

Le barrage chinois des Trois Gorges, le plus grand du monde, a en effet produit près de 111.795 milliards de kWh sur l’année 2020, soit, à lui seul, un tiers de la production annuelle du parc nucléaire français.

Un nouveau record qui permet à la Chine d’avancer sur ses objectifs de diminution d’émissions de CO₂ et qui démontre, une nouvelle fois, tout le potentiel de l’hydraulique !
On vous en dit plus dans notre article de la semaine.

Un nouveau record mondial pour la Chine

Depuis plusieurs années, la Chine s’affaire à construire de très grands barrages pour la production d’énergie hydroélectrique.
Aujourd’hui, l’hydraulique est l’énergie renouvelable la plus répandue au monde, devant l’éolien, le solaire ou encore les biocarburants…
Une énergie qui présente de nombreux avantages, tant économiques qu’environnementaux, et qui le prouve encore une fois avec ce nouveau record du monde.

Sur l’année 2020, le barrage des Trois Gorges, le plus grand barrage du monde situé sur le fleuve Yangzi Jiang en Chine, a produit 111,795 milliards de kilowattheures (kWh).
Un chiffre qui le place loin devant le précédent détenteur du record depuis 2016 : le barrage d’Itaipu au Brésil, avec 103 098 GWh.
À titre de comparaison, cela représente un tiers de la production d’électricité du parc nucléaire français sur 2020.
Notons en revanche que cela n’équivaut qu’à environ 3 % de la consommation électrique de la Chine.

Si cette dernière peut se vanter d’avoir réussi cet exploit, notamment sur une année 2020 marquée par une crise sanitaire sans précédent, notons que cela ne lui a pas demandé d’efforts conséquents. Ce record tient en effet surtout aux pluies diluviennes qui se sont abattues sur le pays, suralimentant ainsi le Yangzi et dopant la production d’électricité.

Ce barrage, exploité par la société China Yangtze Power, est en service depuis 2003 et alimente la plus grande centrale hydroélectrique du monde.
C’est le fournisseur principal d’électricité en Chine, chargé d’approvisionner l’est et le sud du pays.
Long de plus de 2,3 kilomètres et haut de 185 mètres, ce barrage est le plus grand ouvrage hydraulique au monde. Il est doté de 32 turbines d’une puissance de 700 MW chacune, ainsi que de deux plus petites de 50 MW.
Les grandes turbines, qui avoisinent les 6 000 tonnes, sont l’œuvre de constructeurs européens comme l’allemand Voith, l’autrichien Andritz ou encore le français Alstom. Leur capacité de production combinée est de 22,5 millions de kWh.

Le barrage est idéalement situé sur le plus important fleuve de Chine, long de 6 300 km pour un débit moyen de 30 000 m3/s.
Le Yangzi prend sa source directement à plus de 5 400 mètres d’altitude, sur le plateau du Tibet, avant de descendre ensuite vers l’Océan Pacifique, traversant ainsi la Chine d’est en ouest.

Une économie conséquente de charbon

Dʼaprès lʼexploitant du barrage, la “China Three Gorges Corporation”, cela aurait permis sur 2020 d’éviter la combustion de plus de 31 millions de tonnes de charbon ainsi que le rejet de 86 millions de tonnes de CO₂.

Si la Chine sʼest récemment fixé des objectifs de réduction d’émission de CO₂, la consommation du pays reste très carbonée.
Pour répondre aux besoins énergétiques grandissants de la population, le pays exploite encore beaucoup le charbon, avec la construction de nouvelles centrales à charbon. Celui-ci compte encore pour 62% dans le mix énergétique.

La France en retard sur l’hydraulique…

Du côté de la France, l’hydraulique reste encore trop sous-exploitée, bien qu’elle soit la première source d’énergie renouvelable du pays avec 12,4% de l’électricité consommée en 2018. 

Le développement du parc hydroélectrique reste très faible, malgré ses nombreux avantages, notamment à cause d’un soutien économique plus faible que pour d’autres énergies renouvelables, mais surtout de l’ouverture à la concurrence réclamée par la Commission Européenne.
En effet, les barrages hydroélectriques français sont la propriété de l’Etat à 100% et sont attribués en grande partie à EDF qui détient à peu près 80% des 400 centrales hydrauliques du pays, mais également à Engie.
Face à cette position dominante sur la marché français, la Commission Européenne réclame depuis déjà une dizaine d’années que les contrats de concession arrivés à échéance ainsi que ceux qui le seront bientôt fassent l’objet d’une mise en concurrence.

Malgré de nombreuses oppositions de la part d’investisseurs privés intéressés par ces barrages, le gouvernement justifiait son choix par le fait que, pour le moment, seul EDF proposait des garanties assez sérieuses en matière de gestion des risques sécuritaires, de soutien à l’économie et à l’emploi et de prise en compte effective de la diversité des usages de la ressource en eau.
Ces nombreux débats ont donc malheureusement freiné le développement et la croissance de cette énergie.

Pourtant, celle-ci comporte de nombreux avantages, y compris face à d’autres énergies renouvelables comme l’éolien ou le solaire : il s’agit d’une source d’énergie qui n’est pas aléatoire.
Bien qu’elle soit intermittente et ne soit donc pas capable d’alimenter le réseau en permanence, ces barrages sont à même de produire de l’électricité à la demande en fonction des besoins.
L’énergie produite peut être stockée et libérée lorsque la demande en électricité augmente. Un avantage qui n’est pas encore possible avec des éoliennes ou des panneaux photovoltaïques, bien que de nombreux acteurs travaillent sur le sujet.

En octobre dernier, EDF mettait en service son dernier grand projet hydroélectrique en date : le barrage Romanche-Gavet. Un barrage bien plus performant que ses prédécesseurs, puisqu’il est capable d’assurer la consommation en électricité de 230 000 personnes. Ce chantier de 400 millions d’euros qui a nécessité dix ans de travaux, signerait peut-être le renouveau de l’investissement français dans l’hydroélectrique.

// À (re)lire : [Énergie] Zoom sur la nouvelle centrale hydroélectrique souterraine d’EDF

Avec ses nombreux avantages, l’hydraulique tient une place de plus en plus grande au sein de nombreux projets très ambitieux dans des pays comme la Chine, premier producteur mondial d’hydroélectricité, et même des continents comme l’Asie ou encore l’Afrique.
La Chine envisage de déployer davantage cette technologie en construisant un barrage d’une capacité de production de 60 GWh sur le Yarlung Tsangbo, un fleuve qui part du Tibet et qui traverse l’Inde et le Bangladesh.

Le nombre grandissant de projets basés sur l’hydraulique montrent la volonté des gouvernements d’orienter davantage leurs investissements vers des solutions plus vertes et donc plus respectueuses de l’environnement.

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[Énergie] Un nouveau parc éolien offshore au large du Cotentin

Temps de lecture : 5 min

Fin 2020, la Ministre de la Transition Écologique, Barbara Pompili, et la Ministre de la Mer, Annick Girardin, ont annoncé dans un communiqué commun le site retenu pour la création du nouveau parc éolien en mer.
À l’issue d’un débat public, c’est donc finalement au large du Cotentin que ce nouveau parc éolien offshore français sera installé.

Objectif : développer une production de 1000 mégawatts afin d’assurer les besoins d’environ 800 000 foyers.
Retour sur ce nouveau projet d’éolien en mer, l’un des enjeux majeurs de la transition énergétique française, dans notre article de la semaine.

Le 8ème parc éolien en mer français

Il sera installé au large du Cotentin, à plus de 32 km des côtes et à 40 km des tours-observatoires Vauban de St-Vaast-La-Hougue, au sein d’une zone de 500 km2.
Celle-ci a été choisie pour son faible taux d’activité de pêche ainsi que ses enjeux de biodiversité limités.

“J’ai décidé que le futur parc éolien en mer serait installé à plus de 40 km des côtes dans une zone permettant de limiter au maximum les impacts sur notre paysage, nos activités de pêche, le trafic maritime et l’environnement marin.”, explique Barbara Pompili. “Cette décision est le choix de la cohérence, le port de Cherbourg étant à ce stade le premier port de fabrication de pales éoliennes en mer.”.

Le périmètre exact de l’implantation sera “affiné au cours de la procédure de mise en concurrence” actuellement en cours et qui permettra de choisir le lauréat pour le développement de ce nouveau parc, prévu pour 2022.

Avec une capacité de l’ordre de 1 000 mégawatts, ce 8ème parc éolien offshore français (le 4ème en Normandie), doit permettre de produire l’électricité nécessaire aux besoins d’environ 800 000 foyers.

Ce parc s’inscrit directement dans la programmation pluriannuelle française de l’énergie, publiée en avril 2020 : “L’éolien en mer est un enjeu majeur de la transition énergétique, qui va permettre de réduire nos émissions de gaz à effet de serre tout en diversifiant notre mix électrique, ce qui le rend plus à même de faire face à toutes les situations”, explique le ministère de l’Écologie.

En parallèle du développement du parc, le gestionnaire de réseau RTE lancera aussi des concertations quant au raccordement de celui-ci sur les zones de Menuel et du Havre. Il se concentrera notamment sur l’option d’un raccordement en courant continu, mutualisé pour deux parcs d’un gigawatt chacun.

Une obligation de développement en concertation avec les autres activités locales comme la pêche

Lors des nombreuses consultations publiques, un sujet est souvent revenu : celui de “la cohabitation des usages en mer, dont la pêche, et la nécessité de maîtriser les impacts environnementaux du parc”.
Bien que le projet présente de nombreux avantages à la fois écologiques et économiques, il ne fait pas pour autant l’unanimité, notamment auprès des pêcheurs locaux.

La Ministre de le Transition Écologique affirme que ce choix de lieu permettra de limiter l’impact sur les activités de pêche et sur l’environnement marin et, face à l’inquiétude des pêcheurs, le ministère de la Transition écologique a annoncé que différents engagements seront pris, notamment une obligation pour le futur développeur du parc d’étudier les conditions de cohabitations avec l’activité de pêche.

“La transition écologique doit être une ambition partagée, bénéfique pour tous, adoptée par tous. L’éolien en mer est une formidable opportunité pour le pays, qui dispose du deuxième gisement d’Europe. C’est une technologie décarbonée, renouvelable, compétitive et créatrice d’emplois. Mais son déploiement doit se faire en pleine concertation avec les territoires concernés”, a insisté Barbara Pompili.

Un long travail de concertation publique

Ce projet a donc nécessité de longs mois, et de nombreuses réunions et ateliers de travail afin de recueillir un maximum d’avis de citoyens, aussi bien sur le projet en lui-même que sur le choix du lieu d’implantation.

Cette décision de positionner le parc éolien au large du Cotentin, parue au Journal officiel, est le résultat d’un débat public conclu le 19 octobre dernier par la publication du bilan par la Commission nationale du débat public (CNDP).
Lors de ce débat, l’avis de plus de 2 700 participants a été recueilli, une grande première pour un projet comme celui-ci.

“Il a permis de consulter au plus tôt le public concerné par l’installation d’éoliennes en mer, sur un projet porté par l’Etat, souligne-t-il. Le débat a été innovant dans sa forme, avec une grande diversité d’outils et d’ateliers de travail pour toucher un large public, mieux l’informer et permettre le recueil de leurs argumentaires.”, précise le communiqué.

Toujours selon le communiqué, les débats publics ont également permis de faire “ressortir le besoin de visibilité à long terme des acteurs locaux”.
Pour ce faire, des études environnementales seront lancées dans la zone du projet, et un site internet d’information du public sera mis en place courant 2021, pour informer les citoyens sur l’ensemble des projets éoliens en mer. 

Ce besoin de visibilité s’inscrit également dans les ambitions de la programmation pluriannuelle, qui prévoit un doublement des capacités éoliennes installées en mer d’ici 2028.

“L’État engagera une réflexion sur la manière de donner au public une meilleure visibilité sur le développement de l’éolien en mer au large de la Normandie sur la période de la PPE, notamment au regard des avis exprimés lors du débat public sur les possibles zones d’implantation des projets”, précise le communiqué́ du 5 décembre.

De plus, un garant va être nommé, pour certifier que l’État apporte des réponses aux diverses interrogations du public et “s’assurer des suites données au débat public”. Celui-ci sera désigné par la Commission nationale du débat public (CNDP). « Le ministère de la mer a spécifiquement engagé un travail expérimental sur la planification de l’éolien en mer et de son articulation avec les autres usages de la mer sur le long terme, en concertation avec le conseil maritime de façade ».

Si ce nouveau parc éolien, comme ses prédécesseurs, ne fait pas l’unanimité, il montre l’importance d’une concertation publique pour mener à bien des projets d’une telle envergure.
Rappelons-le, l’éolien offshore est l’un des enjeux de notre transition énergétique, avec de nombreux avantages économiques et écologiques.
Reste à voir où s’implanteront les futurs parcs pour atteindre l’ambition de la programmation pluriannuelle qui prévoit un doublement des capacités éoliennes offshore d’ici 2028.

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La Chine dévoile un prototype de Maglev capable de rouler à 620 km/h

Temps de lecture : 5 min

Une équipe de scientifiques chinois vient de dévoiler mi-janvier un prototype de train à lévitation magnétique, capable de rouler à une vitesse de 620 km/h.

Conçu par des scientifiques de l’université de Chengdu, dans la province du Sichuan, ce train à sustentation magnétique (ou “Maglev”) devrait permettre à la Chine de concurrencer davantage le Japon sur ce terrain, notamment grâce à des technologies moins coûteuses.

Retour sur cette course au meilleur “Maglev” dans notre article de la semaine.

La technologie supraconductrice à haute température

Photo de l’un des précédents prototype de Maglev chinois – Crédit CRRC

Ce train à lévitation magnétique ne circule pas comme tous les autres trains.
En effet, il ne possède pas de roues, mais un coussin d’air à commande magnétique, qui lui permet de rouler rapidement.
Les frottements sur les rails réalisés par les roues, source de perte d’énergie et de vitesse sont ainsi éliminés grâce à cette technologie utilisant la force magnétique.

Plus précisément, cette technologie s’appuie sur une supraconductivité grâce à l’utilisation d’aimants supraconducteurs sur les trains d’un côté et d’électroaimants sur les voies de l’autre.
L’état de supraconductivité induit une annulation de la résistance électrique.
Ainsi, lorsque le train est en marche, le courant provoqué entre les voies, ainsi que la force qui en résulte, permettent aux rames de léviter à environ 10 cm.
Grâce à cette technologie, ces trains à sustentation magnétique, baptisés Maglev peuvent dépasser la vitesse du TGV, en roulant à plus de 400 ou 500 km/h.
En revanche, pour fonctionner, ce type de technologie requiert d’être utilisé dans des régions climatiques plutôt froides.

Pour faire fonctionner ce Maglev, ses concepteurs ont prévu d’utiliser de l’azote liquide au lieu de l’hélium liquide, couramment utilisé.
Une solution qui devrait nettement faire baisser le coût de fabrication des précédents prototypes, mais surtout un atout de taille face à son concurrent japonais le “Chuo Shinkansen”.

“Nous atteignons la superconductivité à une température légèrement plus haute. […] Mais le coût est cinquante fois moindre”, indique Deng Zigang, l’un des concepteurs.  Avec cette technologie combinée à l’azote liquide, le train pourrait également léviter à l’arrêt, sans avoir à accélérer au préalable.

// À (re)lire : La Chine déploie son train autonome le plus rapide du monde 

Une vitesse exceptionnelle pour un train plus léger

Ici, le prototype dévoilé par la Chine devrait rouler à une vitesse de croisière de 620km/h !
Les ingénieurs ont même indiqué que le train pourrait, à terme, atteindre une vitesse de 800 km/h.

Si le prototype est censé pouvoir atteindre la vitesse de pointe de 620 km/h, il ne pourra toutefois pas garder cette vitesse sur toute la distance de son trajet.
D’après les chiffres et estimations dévoilés, ce Maglev pourrait être capable de relier Pékin à Shanghai en un peu plus de deux heures, les deux villes étant séparées par 1 300 km.

Le train sera également bien plus léger que son concurrent japonais grâce à l’utilisation de la fibre de carbone pour les rames, pesant ainsi moitié moins qu’une locomotive de train à grande vitesse classique.
Un avantage qui permettra ainsi de réduire le coût des infrastructures, comme celui des ponts pour le passage du train par exemple et ainsi compenser le coût kilométrique du système Maglev HTS, qui dépasse celui d’un TGV classique de 6 à 12 millions d’euros environ.
Le même jour, les concepteurs ont également dévoilé un rail d’essai de 165 mètres destiné aux tests.

S’il s’agit pour le moment d’un prototype, ses concepteurs ambitionnent une mise en service commerciale d’ici 2027, soit la même année que la mise en service du Chuo Shinkansen.

// À (re)lire : Virgin veut son Hyperloop sur les rails pour 2025 ! 

Une forte concurrence entre la Chine et le Japon

Depuis de nombreuses années, la Chine et le Japon se livrent une véritable bataille dans le domaine des trains à grande vitesse.
Alors que le Japon est pour le moment en avance, en étant le fournisseur principal de nombreux projets mondiaux dans ce domaine, la Chine entend bien combler son retard sur le terrain des trains à sustentation magnétique, les Maglev. 

En 2004, la Chine déploie le Shanghai Transrapid, le premier Maglev à usage commercial du monde. Cette ligne permet notamment de relier le centre-ville de Shanghai et son aéroport à une vitesse de 430 km/h.

L’année suivante, le Japon ouvre à son tour une ligne à sustentation magnétique de 9 kilomètres, mais avec un train pouvant aller au maximum à 100km/h. Il faudra attendre 2015, pour que le Japon l’emporte sur son concurrent avec un train magnétique pouvant rouler à 603 km/h, un record du monde.
Depuis, la Chine a annoncé le déploiement de son propre prototype, également capable d’atteindre la vitesse de 600 km/h, via China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC), dont le déploiement a finalement pris plus de temps que prévu et dont la production devrait débuter en 2021.

Aujourd’hui, les deux pays rivalisent pour déployer ces trains à grande vitesse dans le reste du monde afin de favoriser les échanges entre les territoires grâce à une mobilité plus rapide entre les villes. Du côté du Japon, la Japan Railways a débuté un gigantesque chantier pour une ligne Chuo Shinkansen qui reliera Tokyo et Nagoya d’ici 2027, pour un total de 45 milliards d’euros. Sur cette ligne, les trains Maglev devraient atteindre une vitesse maximale de 505 km/h et relier les deux villes en 40 minutes contre 90 aujourd’hui. Un deuxième tronçon viendra compléter cette ligne jusqu’à Osaka d’ici 2037.

De son côté, la Chine a développé un train reliant Shanghai à la ville côtière de Ningbo qui devrait être opérationnel vers 2035, pour un investissement total de 15 milliards d’euros.

Les deux pays sont désormais au coude à coude pour le développement de ce type de train révolutionnaire.

Dans une Asie en pleine mutation, le train à grande vitesse s’est imposé peu à peu comme une solution moderne pour relier les territoires entre eux plus rapidement.
La force du Japon dans ce domaine a contraint la Chine à réaliser des avancées rapides pour développer ses propres Maglev, pour la population bien sûr, mais aussi et surtout pour des raisons économiques et géopolitiques, pour les futurs marchés intérieurs et mondiaux.

Pour savoir qui l’emportera dans cette course effrénée, il faudra encore patienter quelques années, et notamment 2027, date supposée de la mise en service de ce prototype. Si les deux projets venaient à se concrétiser, les trains à sustentation magnétique pourraient peut-être arriver jusqu’en Europe et pourquoi pas en France.
Reste à savoir s‘ils deviendront le train de demain face à L’Hyperloop, qui prévoit de son côté d’atteindre les 1000 km/h.

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[Deeptech] Les algorithmes de PowerUp capables de doubler la durée de vie des batteries

Temps de lecture : 5 min

Alors que les énergies renouvelables sont en plein essor et que leur part ne cesse de grandir au sein du mix énergétique, leur stockage apparaît de plus en plus comme un enjeu majeur.

En effet, en fonction des modes de production de ces dernières, l’objectif est de pouvoir les stocker pour les redistribuer ensuite au moment opportun.
Que ce soit pour redistribuer dans les réseaux électriques, ou bien pour augmenter l’autonomie des véhicules électriques, nombreuses sont les sociétés qui recherchent et investissent dans le stockage des énergies renouvelables.

PowerUp, créée en 2017, a développé des algorithmes permettant de prolonger significativement la durée des batteries lithium-ion, parfois même de la doubler.
La start-up française a d’ailleurs réalisé, fin 2020, une nouvelle levée de fonds de cinq millions d’euros le 26 novembre dernier, auprès notamment du groupe EDF.

L’énergéticien français souhaite en effet accélérer sur le stockage des énergies renouvelables sur batteries.

On vous explique tout dans notre article de la semaine.  

PowerUp révolutionne la longévité des batteries !

La jeune pousse, créée en avril 2017, découle de la collaboration entre le CEA- LITEN (Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives – Laboratoire d’Innovation pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux) et l’entreprise LUMILA, fabricant français d’éclairages LED pour de grands groupes.
PowerUp est spécialisée dans l’optimisation de la gestion des batteries, et propose les dernières avancées technologiques dans ce domaine.

Après plus d’une dizaine d’années de recherches et de nombreux brevets déposés, sa technologie MAP (Mesurer, Agir, Prédire), permet de mieux comprendre l’état de santé des batteries lithium-ion, d’appliquer des régimes de recharge adaptés et ainsi d’accroître significativement les performances et la longévité des batteries lithium-ion, parfois même de doubler cette dernière.

Crédit : PowerUp

Ces avancées sont directement issues de leur laboratoire de R&D, qui comprend une équipe experte en électronique, informatique et électrochimie.
Au sein de cette collaboration entre l’énergie et le numérique, le CEA-Liten a pour mission de développer les nouvelles technologies de l’énergie, que ce soit dans le domaine du solaire, du biomasse, des technologies pour véhicules électriques et hybrides, du secteur de l’hydrogène ou encore du stockage de l’énergie.

Pour ce faire, il s’appuie sur des études réalisées sur les nouveaux matériaux ainsi que les nouveaux procédés, puis s’occupe de la fabrication des prototypes et de réaliser les tests fonctionnels de ceux-ci.
Lumila, quant à lui, exploite ce partenariat pour optimiser ses solutions d’éclairages autonomes sur batteries Li-ion.

PowerUp, de son côté, se consacre à la conception et bientôt à la commercialisation de ces solutions, pouvant être utilisées dans de nombreux secteurs, comme le ferroviaire, la robotique, les systèmes d’alimentation de secours ou encore la mobilité.
Ces solutions visent avant tout à limiter le coût économique et écologique des batteries.

De grands groupes comme la SNCF Réseau, Schneider Electric, EDF ou encore le Crédit Agricole Nord Midi Pyrénées ont d’ores et déjà pu expérimenter les batteries de la start-up.

L’explosion du marché des batteries électriques

Aujourd’hui, le marché des batteries électriques est en plein boom.
Bien que ces dernières s’inscrivent pleinement dans une transition énergétique, leur durée de vie assez limitée pose un problème économique et écologique.

“Les utilisateurs sont obligés de remplacer leurs batteries de manière précoce, par précaution, ce qui pose un réel problème écologique“, précise la start-up.

C’est sur ce point que PowerUp travaille, et a développé sa technologie qui préserve la batterie tout au long de sa vie, “quels que soient son utilisation et l’environnement dans lequel elle évolue”.

Grâce à cette optimisation des performances mais également de la durée de vie des batteries, la start-up espère rendre les futurs systèmes de stockage plus compétitifs et plus respectueux de l’environnement.

“PowerUp permet de diagnostiquer l’état de santé d’une batterie Li-ion à 2% près. Cela permet d’apporter aux industriels une garantie de fonctionnement répondant à leur besoin et cela évite le remplacement à l’aveugle de leurs batteries, avec à la clé un impact environnemental et économique très positif !”, explique Marine Glon, directrice d’investissement chez Supernova Invest.

Une nouvelle levée de fonds pour se développer davantage

Fin novembre 2020, PowerUp a bouclé un tour de table de cinq millions d’euros auprès de son investisseur historique, Supernova Invest, de ses business Angels et du groupe EDF.
Une nouvelle levée de fonds qui devrait lui permettre d’asseoir sa position en France, d’élargir son activité en Europe et aux États-Unis, mais également d’accélérer son développement sur un nouveau marché international, celui du stockage massif d’énergie (ESS – Systèmes de stockage d’énergie).

“Nous allons passer dès 2021 à une phase de production plus importante, ce capital va permettre d’accompagner notre croissance. Derrière cette croissance se cache un réel besoin, plus que jamais nous devons accroître la durée de vie de nos batteries pour une production énergétique plus verte.”, explique Josselin Priour, PDG et fondateur de PowerUp, également président de Lumila.

Supernova Invest renouvelle ainsi sa confiance à PowerUp avec ce nouvel investissement “afin de poursuivre le développement de la technologie et de l’équipe commerciale, mais aussi de soutenir le déploiement plus large de la solution” comme le précise Marine Glon, directrice d’investissement de l’entreprise.

Le groupe EDF, quant à lui, devient désormais actionnaire via son fonds capital-risque EDF Pulse Croissance et prévoit d’utiliser la technologie de la start-up pour atteindre son objectif d’installation de 10 GW de nouveaux moyens de stockage d’ici 2035.

“En 2018, le Groupe EDF a lancé le plan ‘stockage électrique’ avec pour ambition de devenir le leader européen du secteur d’ici 2035”, indique Michel Vanhaesbroucke, directeur du Corporate Venture et incubateur EDF Pulse Croissance.
“Nous sommes très heureux d’investir dans la technologie de PowerUp qui constitue une brique supplémentaire pour optimiser les systèmes de stockage et développer de nouveaux cas d’usage sur des projets de grosses capacités”. 

La signature d’un partenariat entre la R&D d’EDF et PowerUp pour accélérer le développement d’algorithmes plus performants pour le pronostic et le diagnostic de l’état des batteries, ainsi que l’entrée au capital réaffirme la volonté d’EDF d’être un acteur majeur de la transition énergétique et de la production d’électricité bas carbone.

“L’expertise de plus de 20 ans de R&D d’EDF sur les batteries combinée à la technologie innovante et à la connaissance du marché de PowerUp permettra d’aller encore plus loin pour développer une solution plus performante et gagner en compétitivité.” affirme Carmen Munoz – Directrice des activités aval de la R&D d’EDF.

La solution développée par PowerUp est une véritable révolution sur un marché des batteries électriques en pleine expansion.

Avec cette levée de fonds, la start-up et ses investisseurs montrent leur volonté de développement, mais également de prendre part à la transition écologique et énergétique.
Ces solutions durables et fiables s’inscrivent pleinement dans nos besoins actuels en termes de recherche de solutions incluant les énergies renouvelables et leur stockage.

Retrouvez le communiqué de PowerUp ICI.

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Des TER hybrides expérimentaux sur les rails dès 2021 !

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Alors que la SNCF entend bannir complètement le diesel de son parc d’ici 2035, notamment en misant sur l’hydrogène, la société fait un pas de plus dans cette transition.

Avec Alstom, elle va en effet lancer dès cette année un projet d’expérimentation visant à mettre en service des TER modifiés, qui fonctionneront grâce à une propulsion hybride couplant les moteurs thermiques diesel à l’électrique et avec des batteries lithium-ion.

Quatre régions françaises sont impliquées dans cette expérience, qui commencera courant 2021, afin, à terme, de mettre en service des TER plus économes, moins polluants et moins bruyants.

On vous explique tout dans notre article de la semaine.

Premier projet français d’hybridation d’un train Régiolis

Lancé en 2018 par Alstom, en association avec la SNCF et quatre régions françaises (Centre-Val-de-Loire, Grand Est, Nouvelle Aquitaine et Occitanie), ce TER hybride, qui s’inscrit dans le programme PLANETER, est le premier projet d’hybridation d’un train Régiolis (issu de la gamme de trains régionaux Coradia Polyvalent d’Alstom) en France.

Pour rappel, le programme PLANETER de la SNCF vise à lancer plus de TER en régions tout en réduisant à la fois les émissions de CO₂ générées, grâce à plusieurs solutions, dont l’hybridation des rames.

Après une phase d’ingénierie, des essais étaient en cours sur le site Alstom de Tarbes (65), depuis fin 2019, afin de valider le système de stockage via des simulations d’exploitation du train.
Cette phase de tests visait notamment à simuler des trajets “zéro émission” en ne recourant qu’aux batteries électriques, ainsi que des trajets en mode “hybridation”, avec l’utilisation des moteurs thermiques et des batteries.
Achevés avec succès en septembre 2020, ils ont ainsi permis de finaliser le développement du “coffre de traction”, c’est-à-dire le système de stockage d’énergie intégrant les batteries lithium-ion ainsi qu’un convertisseur de puissance, et d’en lancer la production en pré-série.

“Les essais et la validation du système de stockage d’énergie menés dans notre centre d’excellence traction à Tarbes démontrent déjà que l’hybridation de trains thermiques est une solution réaliste tant techniquement qu’économiquement pour réduire les émissions et les coûts. Alstom est particulièrement fier de contribuer avec SNCF et les Régions Occitanie, Grand Est, Nouvelle-Aquitaine et Centre-Val-de-Loire à une mobilité plus propre et plus durable.”  a déclaré Jean-Baptiste Eyméoud, Président Alstom France.

// À (re)lire : Alstom se lance dans les trains électriques à batterie

Comment fonctionnera ce TER Hybride ?

En fonction des situations, ce TER hybride modifié pourra utiliser plusieurs sources d’énergie pour avancer :

• l’alimentation électrique, issue des caténaires
• ses moteurs thermiques (diesel)
• ou l’énergie stockée dans des batteries lithium-ion de grande capacité.

Chaque rame de ce projet verra ainsi la moitié de ses moteurs diesel être remplacée par des batteries lithium-ion de grande capacité.
Ces dernières visent à récupérer et stocker l’énergie de freinage afin de pouvoir la réutiliser ensuite à des fins de propulsion.
Elles permettront notamment de faire avancer le train aux abords et dans les différentes gares, contribuant à réduire à la fois la pollution ainsi que le bruit généré par la propulsion thermique.

Elles pourront également aider au maintien des performances de traction du TER en cas de sous-tension des caténaires (< 1,5 kV).

L’énergie consommée lors des phases de freinage représente près d’un tiers de l’énergie totale consommée par un train.
Un système de stockage qui n’a donc rien d’anecdotique, et qui devrait permettre d’atteindre les objectifs visés par la SNCF, soit une réduction de 20 % de l’énergie consommée ainsi qu’une réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES).

Il devrait aussi permettre une diminution des coûts d’exploitation et de maintenance, notamment sur les lignes non-électrifiées de bout en bout, ou sur les plus petites lignes où les installations électriques sont souvent vieillissantes.

Le premier TER modifié sur les rails en 2021 pour une mise en service dès 2023 !

Cette année 2021 va donc marquer une nouvelle étape dans le “verdissement” du parc ferroviaire TER.
La première rame Regiolis du projet, prélevée au sein du parc de la région Occitanie, sera hybridée dès le début de l’année 2021 sur le site Alstom de Reichshoffen, en Alsace.
Les essais sur rails démarreront donc dans le courant de l’année et se poursuivront ensuite, en service commercial, à partir de 2022, afin de valider en conditions réelles les fonctionnalités et les performances de cette solution.

Si tous les tests sont concluants, le déploiement en série des TER hybrides sur l’ensemble du parc TER devrait débuter dès 2023.

D’après le communiqué de la SNCF, 16,6 millions d’euros ont été investis dans cette expérimentation.

// À (re)lire : La SNCF sur les rails de l’hydrogène avec Alstom ! 

Le train, moyen de transport de plus en plus propre…

“L’objectif d’un transport ‘zéro émission’ est un moteur d’innovation puissant. Le ferroviaire est déjà un mode qui émet peu de CO2, il sera bientôt encore meilleur grâce au TER Hybride. C’est une attente forte des voyageurs autant que des Régions. Aujourd’hui l’hybridation entre en phase de production : elle mérite le plus grand volontarisme car c’est une solution prometteuse pour réaliser rapidement d’importants progrès.” explique Carole Desnost, Directrice de l’innovation et de la recherche SNCF, dans un communiqué publié le 3 décembre dernier.

Toujours d’après les chiffres avancés par l’entreprise, un voyageur utilisant le TER émettrait, en moyenne, 8 fois moins de CO₂ qu’en voiture, en émettant 24,8 grammes de CO₂ par km parcouru.
Au total, cela représenterait une réduction de près de 10 millions de tonnes de carbone émis par an.

Avec l’hybridation de ces TER, et en attendant une sortie complète du diesel à l’horizon 2035, l’objectif du groupe SNCF est de réduire de 20 % sa consommation d’énergie ainsi qu’une réduction de 25 % de ses émissions carbones.

“Hybridation, train à hydrogène ou à batteries rechargeables, tous les développements doivent être soutenus pour engager notre réseau ferroviaire dans une démarche encore plus vertueuse. Certes le train est le transport le plus propre, mais nous devons maintenir une exigence absolue pour garder notre position de leader. Et outre l’acquisition de matériel moins polluant, nous devons également collectivement nous battre pour le développement du réseau. Que le train soit accessible sur tous les territoires, que le TGV permettent aux habitants de Toulouse et Perpignan de rejoindre Paris, que les trains de nuit retrouve ses lettres de noblesse.”, indique pour sa part Carole Delga, Présidente de la Région Occitanie.

Depuis plusieurs années, la révolution de la mobilité est en marche. Partout à travers le monde, de nombreux projets visent à atteindre une mobilité moins énergivore et plus respectueuse de l’environnement.

La SNCF multiplie pour sa part les projets en ce sens, que ce soit en misant sur l’hydrogène pour l’avenir, sur la sortie du diesel d’ici 2035, ou encore via ce projet d’hybridation des TER.

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