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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14 Àla pointe les défis du cea déc. 2011 - janv. 2012 P.-F. Grosjean/CEA NOUVELLE ARCHITECTURE DE BATTERIES TEXTE : Patrick Philipon STOCKAGE DE L’ÉNERGIE Un accumulateur électrique développé au CEA- Liten a récemment délivré une énergie de 150 Wh par kilo, une valeur jusqu’ici inégalée. Sa chimie n’a pourtant rien de révolutionnaire : il s’agit d’un « classique » accumulateur au lithium, avec une électrode négative au graphite et une électrode positive au phosphate de fer lithié (LiFePO4). Le CEA explore cette voie depuis quelques années déjà, en raison de sa stabilité thermique. D’où provient alors une telle performance ? « Elle résulte de la combinaison de deux facteurs : d’une part le matériau de l’électrode, une nouvelle poudre de LiFePO4-B développée par le CEA et fabriquée par un industriel, Prayon 1, et, d’autre part, la géométrie particulière de cet accumulateur », estime Séverine Jouanneau, responsable du Laboratoire de conception et de prototypage de batteries. Dans un accumulateur cylindrique classique, les électrodes et la note : 1. Groupe chimique international spécialisé dans les phosphates. Configuration dite « prismatique stackée » d’une batterie où les éléments sont empilés et non enroulés les uns sur les autres. couche d’électrolyte sont enroulées sur elles-mêmes. Son laboratoire a préféré ici adopter une configuration dite « prismatique stackée ». En clair : une sorte de mille-feuille où ces mêmes éléments, découpés à un format rectangulaire, sont empilés les uns sur les autres. Il en résulte un accumulateur plat de la taille d’un portefeuille. Les électrodes ne subissant pas les contraintes mécaniques de l’enroulement, avec les risques de fissuration ou de délaminage qu’il comporte, il est possible d’y déposer une couche plus épaisse de matière active. Et donc de gagner en énergie. Le démonstrateur qui a obtenu ce résultat, le seul existant à ce jour, a été assemblé au sein de la plateforme de prototypage du laboratoire. L’étape suivante consistera à passer à une production en série, sur une installation pilote du CEA-Liten qui fabrique aujourd’hui des accumulateurs cylindriques. « Il faut investir dans un équipement spécifique. Nous pensons démarrer la production en 2012 », prévoit la chercheuse. TÉLEX Le CEA-Leti met en place la plateforme @Home qui doit permettre de maîtriser la complexité des dispositifs « intelligents » pour l’habitat. Les technologies développées devront respecter les contraintes zéro câblage et zéro maintenance, tout en répondant aux besoins d’interopérabilité.
C. Dupont/CEA numéro 166 les d éfis du cea MÉTAMORPHOSES CARBONIQUES TEXTE : Vahé Ter Minassian RECYCLAGE Recycler le CO 2, déchet fort polluant de la combustion des ressources fossiles, en une matière première pour l’industrie chimique ? C’est possible, du moins dans les laboratoires du CEA-Iramis et du CNRS qui ont mis au point un procédé de transformation du gaz carbonique en formamides. Issues de la pétrochimie, ces molécules sont vendues chaque année par centaines de milliers de tonnes comme solvant pour la formulation et la synthèse des colles, des peintures et des médicaments. Jusqu’ici, les scientifiques jugeaient la chose peu plausible car le CO 2 est plutôt UN PILOTE VIRTUEL DANS LE RÉACTEUR TEXTE : A. G. MODÉLISATION NUMÉRIQUE Grâce à leur capacité d’absorption des neutrons, nécessaires à la fission nucléaire, les barres de commande sont un élément primordial du pilotage des réacteurs. Leur position dans le cœur l’est tout autant : plus ou moins insérées, elles contrôlent les réactions en chaîne ; totalement insérées, elles permettent l’arrêt total du réacteur. La réponse dynamique du cœur de réacteur, lorsque l’on fait bouger ces barres, est complexe à simuler. Les chercheurs du CEA-DEN ont toutefois réussi à la modéliser sur le cœur du réacteur du RJH 1, en fonction de l’évolution de la position de ces barres. Leur approche a consisté à coupler deux codes développés à la DEN, celui de neutronique Apollo3 et de thermo-hydraulique FLICA4, à l’aide de la plateforme Salome. « Ces travaux s’inscrivent dans le cadre de nos développements d’un nouveau système de codes de simulation en physique note : 1. Réacteur européen expérimental Jules Horowitz. CEA/DEN Laboratoire où a été mis au point le nouveau procédé de transformation du CO 2 en formamides. inerte ; ils ont toutefois réussi à le rendre plus réactif en le mettant en contact avec certaines espèces chimiques particulières jouant le rôle de source d’énergie (comme par exemple les organilosanes). « Nous avons ainsi pu faire participer efficacement le CO 2 à des réactions chimiques pour synthétiser, à l’aide de cata - lyseurs organiques, des formamides », indique Thibault Cantat, chercheur au CEA-Iramis. Rapide, peu coûteuse, s’appliquant à température ambiante, cette nouvelle méthode satisfait de plus aux exigences de la chimie verte, notamment en faisant appel à des sources d’énergie chimique et des catalyseurs organiques. Modélisation de la nappe de puissance du cœur d’un réacteur en fonction de la position des barres de contrôle. des réacteurs. Notre objectif est de fournir un outil complet pour les calculs multiphysiques des différents types de réacteurs existants et à venir », indique Christophe Calvin, chef de laboratoire au CEA- DEN. La simulation numérique joue en effet un rôle capital et croissant dans l’industrie nucléaire pour optimiser le fonctionnement, la sûreté et la durée de vie des réacteurs existants, ainsi que la gestion des déchets. Elle permet également de concevoir les systèmes du futur en imaginant des domaines de fonctionnement au-delà de ce que les expériences peuvent mesurer… 15



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