Les Défis du CEA n°166 déc 11/jan 2012
Les Défis du CEA n°166 déc 11/jan 2012
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°166 de déc 11/jan 2012

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 297) mm

  • Nombre de pages : 20

  • Taille du fichier PDF : 3,5 Mo

  • Dans ce numéro : numéro spécial sur les expertises pour les énergies de demain.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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10 P.Stroppa/CEA À la une les défis du cea déc. 2011 - janv. 2012 » > Réalisation de la coque composite structurante d’un réservoir d’hydrogène au centre CEA/Ripault. Liten l’utilisent avec succès comme carburant d’une pile à combustible (PAC) développée en partenariat avec PSA Peugeot Citroën ; pile qui alimentera demain certains types de véhicules. L’hydrogène et la PAC s’avèrent également utiles en soutien aux énergies intermittentes. À l’antenne corse de l’Ines, le CEA et la société Hélion démarrent un démonstrateur de stockage massif couplé à un champ solaire pour valider le modèle suivant : l’énergie solaire fournit l’électricité pour alimenter un électrolyseur qui produit de l’hydrogène ; ce dernier est stocké ou utilisé pour générer, via une PAC, de l’électricité. Parallèlement, les recherches visent la diminution des coûts de fabrication des PAC, notamment en réduisant les quantités de platine dans ses composants, et l’optimisation des capacités et de la sûreté des réservoirs de stockage. La problématique du stockage est en effet le « nerf de la guerre » pour que se développent les énergies alternatives. Il s’agit de répondre à une demande croissante qui se matérialise par une augmentation notoire des pics de Améliorer la prévision des flux des énergies intermittentes pour adapter l’offre à la demande. Pile à combustible//Dispositif produisant de l’électricité grâce à l’oxydation de l’hydrogène sur une électrode avec de l’eau pour seul produit de réaction. Électrolyseur//Dispositif permettant l’électrolyse : conversion de l’énergie électrique en énergie chimique par la séparation, grâce à l’électricité, de composés chimiques (hydrogène et oxygène) d’un élément (eau). consommation. Or, ces énergies intermittentes ne pouvant être disponibles à tout moment, il faut pouvoir les stocker. Le CEA se positionne sur plusieurs approches : d’une part, l’utilisation conjointe des différentes ressources énergétiques (nucléaire, solaire, biomasse, hydrogène) ; d’autre part, le développement de plusieurs technologies de stockage selon les applications, dont certaines héritées du nucléaire, comme la thermohydraulique pour le stockage thermique. Cela consiste, par exemple, à emmagasiner la chaleur de l’été dans des matériaux à changement de phase qui peuvent la restituer au changement de saison. « Les trois maisons du projet Incas d’Ines permettent de tester le stockage massif saisonnier en fonction de l’inertie du bâtiment, de ses matériaux de construction, etc., indique Didier Marsacq, qui poursuit sur les applications transport. Nous avons développé une technologie batteries lithium-ion qui permet actuellement à un véhicule d’avoir une autonomie de 150 km. Notre objectif est de la doubler, tout en réduisant les coûts et en optimisant la sûreté des dispositifs. » Pour ce faire, la plateforme Steeveouvre en 2010 à Grenoble et équipe actuellement 10 voitures par mois, grâce à la maîtrise de l’ensemble de la chaîne de conception (de la chimie des batteries jusqu’à l’intégration de l’électronique embarquée, ici gérée par le CEA-Leti). Des recherches sur les nanomatériaux se poursuivent par ailleurs à Grenoble, au CEA-Inac. Toutes ces compétences attirent des partenaires, comme Renault en 2009, ou se déploient dans des start-up, dont Prolion qui fabrique à façon des batteries pour diverses applications. De l’intermittence à l’intelligence « Avec ces différentes sources d’énergie électrique et modes de consommation, l’offre doit être adaptée à la demande. Et comme certaines ressources sont intermittentes, il faut améliorer la prévision des flux pour optimiser leur disponibilité. » Ce challenge d’efficacité, tel que présenté par Didier Marsacq, est toute la raison d’être des smart-grids. Cette technologie, sur laquelle le CEA se mobilise aujourd’hui, repose sur l’apport d’intelligence aux réseaux actuels combiné à des véhicules et des bâtiments « intelligents », notamment sous forme de capteurs et de logiciels. À nouveau, les compétences des instituts Leti, List et Liten convergent avec comme outil de test le microréseau Prisme de l’Ines, composé de 80 kW d’énergie photovoltaïque, 100 kWh de batteries et des bornes solaires de recharge pour les véhicules. Les maisons Incas sont également intégrées au projet pour des tests grandeur nature. Ces technologies s’inscrivent dans les initiatives Green IT pour un meilleur équilibre entre efficacité et sobriété énergétique. Et pour asseoir son expertise aussi bien en amont qu’en aval, le CEA mène des recherches fondamentales pour comprendre les effets des usages énergétiques sur l’homme, le climat et l’environnement. Il conduit également à l’i-Tésé de Saclay des études technico-économiques sur les coûts de fabrication des systèmes, la disponibilité des matières premières, les cycles de vie des matériaux, etc. Autant d’éléments analysés pour orienter durablement les recherches. Smart-grid//Réseau « intelligent » de gestion de l’électricité, utilisant des technologies informatiques de manière à optimiser la production et la distribution. Green IT//Concept désignant un état de l’art informatique visant à réduire l’empreinte écologique, économique et sociale des technologies de l’information et de la communication, tant dans leur conception que dans leur utilisation et fin de vie.
DR numéro 166 les d éfis du cea À la pointe Stocker plus efficacement l’énergie des batteries, optimiser la production d’hydrogène par des microalgues, diviser par quatre la consommation des luminaires, recycler le CO 2 en matière première pour l’industrie, modéliser la dynamique d’un cœur de réacteur nucléaire ; l’expertise du CEA sur les énergies bas carbone donne lieu à des applications toujours plus innovantes. 10% des brevets mondiaux La production d’hydrogène par électrolyse de la vapeur d’eau à haute température (EVHT) est la voie empruntée par le CEA dans ses différents programmes collaboratifs et industriels. Pour protéger sa propriété intellectuelle, il pratique une politique volontariste de dépôts de licences qui représentent aujourd’hui 10% des brevets mondiaux sur l’EVHT. SOUS LE SOLEIL CONJOINTEMENT Perfectionner les centrales thermiques solaires à concentration développées par le CEA pour le compte de la société française Alcen : voici l’objectif de l’étude conjointe lancée par le CEA-Liten et la fondation MAScIR 1 en vue de l’implantation de ces centrales au Maroc. L’accord, prévu pour trois ans, comprend la formation d’une équipe commune de R & D sur les composants des centrales, le système de stockage de la chaleur et l’adaptation à un fonctionnement sous un climat désertique. note : 1. Moroccan Foundation for Advanced Science, Innovation and Research. 140 kWh de stockage L’Ines va enrichir sa plateforme dédiée au stockage des énergies renouvelables en investissant dans la technologie d’emmagasinement de l’énergie solaire Sonick de la société FIAMM. Il s’agit d’installer 6 packs batteries sodium/nickel d’une capacité de stockage de 140 kWh et un système électronique innovant de conversion et de contrôle de l’énergie en vue de les tester. 11



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