Ils ont récemment mis au jour les progrès accomplis au niveau théorique,
pour l’énergie nucléaire, les algues et un nouvel alliage.
Au début du mois, ils ont prouvé que la fusion
thermonucléaire (le fameux projet ITER) – dont on pensait que c’était
uniquement un abysse financier et une usine à controverses – sera
économiquement viable.
Des efflorescences de cyanobactéries à la surface d’un étang.
Dans un autre domaine des énergies alternatives, des chercheurs ont
travaillé sur la façon de cultiver des algues vertes pour produire des
biocarburants en quantités énormes et à 50 $ US le baril, soit
environ le coût du pétrole brut.
Ils ont même trouvé un moyen d’obtenir directement de l’électrique à
partir de cyanobactéries, appelées aussi « algues bleu-vert ».
Et ils sont également parvenus à exploiter un alliage qui peut
fournir une impulsion colossale d’énergie électrique lorsqu’il est frappé.
Au stade expérimental
Aucune de ces technos n’a pour l’instant dépassé le stade expérimental,
mais cela témoigne de l’ingéniosité qui est en train de se déployer dans les
laboratoires à travers le monde et dans les startups expérimentales.
La fusion
nucléaire – qui ne doit pas être confondue avec la fission nucléaire
– exploite la conversion thermonucléaire de l’hydrogène en hélium, avec peu
ou pas de rejets nocifs et une généreuse libération d’énergie.
C’est cette énergie qui alimente le soleil et nourrit la vie sur notre
planète. Une énergie qui est également à la base de la bombe
thermonucléaire. Au cours des 60 dernières années, l’humanité a essayé
de d’utiliser la fusion thermonucléaire d’une manière plus pacifique sur
Terre. Les nouvelles recherches fournissent des étincelles alléchantes pour
le succès de fusion nucléaire dans le domaine civil.
En plus de fonctionner, des scientifiques britanniques rapportent dans la
publication Fusion
Engineering and Design, que la fusion ne sera (finalement) pas
trop chère.
Ils ont analysé l’ensemble des coûts d’une centrale à fusion nucléaire, de
sa construction et de sa mise en route, jusqu’à son démantèlement, et l’ont
finalement trouvé comparable à une centrale à fission.
Le défi de la fusion nucléaire consiste à chauffer des atomes d’hydrogène
à 100 millions de degrés Celsius afin qu’ils s’assemblent pour former un
noyau d’hélium. La masse du nouvel atome obtenu par la fusion est inférieure
à la somme des masses des deux atomes légers. Ce n’est pas le nouvel atome
obtenu qui nous intéresse mais l’énergie dégagée. Dans ce processus de
fusion, une partie de la masse est transformée en énergie sous sa forme la
plus simple : la chaleur. Cette perte de masse répond à la célèbre
formule d’Einstein, E=mc2. Le défi, c’est de trouver un moyen d’exploiter
l’énergie libérée et en même temps de faire poursuivre cette réaction.
Un nouveau type de réacteur nucléaire, avec l’ITER.
Le réacteur
thermonucléaire expérimental international (ITER), actuellement
en construction, à Cadarache, dans le sud de la France, pourrait d’ici une
décennie confirmer les avancées théoriques. En supposant que cela
fonctionne, le processus devrait être abordable. En outre, il n’y aurait pas
de déchets radioactifs, pas de problèmes avec l’approvisionnement en
combustible et aucun sous-produit radioactif qui pourrait être transformé en
armes nucléaires.
« Évidemment, nous avons dû faire des hypothèses, mais ce que nous pouvons
dire c’est que nos prédictions suggèrent que la fusion ne sera pas beaucoup
plus chère que la fission », indique Damian Hampshire, du Center for Materials Physics de
l’université de Durham, au Royaume-Uni.
« Le calcul du coût d’un réacteur de fusion est complexe, étant donné
les variations du coût des matières premières et des taux de
change. Cependant, ce travail est un grand pas dans la bonne
direction », ajoute Damian Hampshire.
Le biocarburant est à l’heure actuelle principalement basé sur la
conversion de produits agricoles – comme la canne à sucre ou le maïs-produits
– qui servent de matières premières pour l’éthanol, qui peut être à son tour
transformé en essence ou en d’autres carburants. Mais dans un monde qui
meure encore de faim, ce n’est pas une solution idéale.
A la recherche d’autres substituts, les chercheurs se sont penchés sur
la vie végétale microbienne dans les eaux saumâtres et les étangs
comme une alternative possible, avec des résultats expérimentaux prometteurs
à petite échelle.
Mais maintenant, une société israélienne appelée Univerve a été le pionnier dans la
mise au point d’un système de culture qui capte plus la lumière du soleil
pour accélérer la photosynthèse et obtenir des algues qui travaillent encore
plus dur.
Le système de culture d’Univerve
Dans la revue Technology,
ils expliquent qu’ils diffusent de l’air à travers une structure
modulaire triangulaire suspendue, avec des parois transparentes, de telle
sorte que les algues peuvent obtenir l’énergie solaire et l’oxygène à partir
de tous les côtés et à tout moment.
Ils promettent un avenir avec des réacteurs de 100 mètres, contenant 100
mètres cubes de « medium », c’est-à-dire d’algues. Et Il y a
un bonus en prime : les algues produisent des huiles riches en oméga-3, qui
pourraient aussi servir l’industrie agroalimentaire et servir d’alimentation
au bétail, ainsi que de matière première pour l’industrie des biocarburants.
À Montréal, les chercheurs ont publié dans la même revue qu’ils peuvent
exploiter la photosynthèse du réservoir d’algues et récupérer
directement une énergie propre sous forme d’électricité.
Une pile biologique utilisant la photosynthèse des algues.
Le procédé consiste à puiser dans les chaînes de transfert d’électrons de
la plante lors de la photosynthèse, ce processus qui transforme la lumière du
soleil en un tissu à base de carbone. En substance, le réservoir de
cyanobactéries sert d’anode dans cette pile biologique.
Après la théorie, reste à découvrir les champs d’applications
Après en avoir démontré le principe, la prochaine étape consiste à
travailler sur la façon d’obtenir une puissance commercialement utile.
Aux États-Unis, les scientifiques civils et militaires se sont à nouveau
penchés sur un alliage de fer dopé au gallium. Connu depuis des décennies,
cet alliage vient de montrer aujourd’hui qu’il peut produire de
l’électricité.
Il a été nommé Galfenol et est décrit dans le Journal
of Applied Physics comme magnétoélastique .Pressez-le ou
déformez-le, et il changera de magnétisation. Collez-le dans un champ
magnétique et il changera de forme.
Les scientifiques ont constaté que lorsqu’il est bloqué dans une pince
pour pas qu’il puisse se déformer, et enveloppé dans du fil de cuivre, puis
soumis à un impact puissant, le Galfenol génére 80 mégawatts de puissance
instantanée par mètre cube. Cet alliage à la faculté de convertir
l’énergie mécanique en une décharge électromagnétique.
À l’heure actuelle, comme pour ces autres avancées théoriques, il reste à
en découvrir les champs d’applications. Mais les chercheurs dans ce
domaine déploient une grande ingéniosité pour trouver de nouvelles sources
d’énergie propres.
