Energies renouvelables : les techniques d’avenir

Lors des 8èmes Journées de l'Environnement organisée par l'Institut Polytechnique LaSalle Beauvais, des représentants de cette école d'ingénieurs post-bac mais aussi de Total, de l’Ineris, de l’Irdpe, de l’IES-EMCA ont fait le point sur l'avancée des recherches et des nouvelles techniques liées aux énergies renouvelables..

En 2050, la population mondiale atteindra 9 milliards d’habitants, soit 2 milliards de plus qu’à la fin de cette année ont rappelé d’entrée Michel Dubois (LaSalle Beauvais) et Luc de Marliave (Total) lors des 8émes Journées de l’Environnement organisée par l’Institut Polytechnique LaSalle Beauvais. Sauf crise majeure, la croissance économique globale, surtout tirée par les pays dits émergents, entraînera, en absence de changement, une croissance de la demande mondiale en énergie d’au moins 40 % par rapport à la demande actuelle.

Toutefois, la part des énergies renouvelables, bien qu’en croissance rapide, ne couvrira pas cette augmentation. En prenant en compte la décroissance des énergies fossiles (baisse de la production pétrolière, mesures volontaristes contre la production de gaz à effet de serre…), il manquera entre 5,1 et 8,5 Gtep pour répondre à la demande totale estimée à 20 Gtep ! Comment les combler ? Sobriété énergétique ? Efficacité énergétique ? Nucléaire ?… Il s’agira d’une transformation industrielle et sociétale considérable.

Les différentes voies d’énergies alternatives

Parmi les techniques d’avenir, les nanomatériaux (nanoparticules, nanofilms, nanofibres) et les bioénergies (micro-ondes, ozonation, méthanisation) sont plus que jamais d’actualité.

Les biocarburants représentent un enjeu à la fois économique et écologique face à l’augmentation du prix du pétrole, à l’épuisement des ressources fossiles et aux problèmes environnementaux, comme l’a souligné Robert Ralainirina (LaSalle Beauvais). Ces biocarburants, issus de la transformation de matières végétales, sont nettement moins polluants et se positionnent comme des pistes prometteuses de substitution aux énergies fossiles. Thierry Ribeiro (LaSalle Beauvais) est revenu sur le mode de production du biogaz par la méthanisation de la matière organique. Il a insisté sur ses valorisations possibles : l’électricité, la chaleur, voire même le froid (utilisé en chaudière ou en injection dans le réseau de gaz), ainsi que le carburant par la production du biométhane. Grâce à la volonté politique de développement de cette bioénergie, 1000 unités de biogaz devraient voir le jour sur le territoire national, d’ici 4 à 5 ans.

Les recherches dans le domaine du photovoltaïque sont également très actives. Daniel Lincot (IRDPE) a affirmé que la production photovoltaïque a augmenté d’environ 40% par an, ces dernières années dans notre pays, avec une progression marquée des filières technologiques couches minces par rapport aux filières technologiques basées sur le silicium cristallin. La recherche vise en particulier à l’augmentation des rendements (le record obtenu étant de près de 42 %) ou encore à l’apparition de nouvelles structures de cellules solaires. Cette industrie étant encore jeune, le seuil de compétitivité de cette technologie est attendu pour 2015-2020. Luc de Marliave (Total) a complèté ces chiffres par une vision au niveau mondiale : le solaire photovoltaïque a une croissance assurée de 20 à 25 % par an jusqu’en 2020.

La mer est également un milieu riche en flux énergétiques pouvant être exploités sous différentes formes. Olivier Bain (LaSalle Beauvais) a dressé un bilan des principales sources d’énergies marines : l’énergie marémotrice, l’énergie des courants de marée (houlomotrice), l’énergie thermique des mers, l’énergie des gradients de pression osmotique, l’éolien offshore et l’énergie des vagues. Dans le monde, ces technologies se trouvent à divers stades de développement. En France, la croissance de leur utilisation est programmée puisque le pays possède une ouverture océanique conséquente. Vers 2020, les projets labellisés de récupération de l’énergie marine devraient générer plus de 3 200 emplois directs.

Pour anticiper les besoins en énergie de demain tout en réduisant parallèlement les émissions de gaz à effet de serre, il sera nécessaire d’utiliser plusieurs énergies renouvelables comme ressources additionnelles aux énergies fossiles dont la part doit nécessairement décroître. Vraisemblablement, selon Luc de Marliave (Total), le charbon, le solaire et le nucléaire devraient apporter les principales contributions. Total, pour sa part, a choisi de parier sur le solaire, la biomasse et une énergie sans CO2 : le nucléaire. En ce qui concerne la biomasse, l’entreprise privilégie trois voies de transformation expérimentées dans 8 projets pilotes : la thermo-(bio)chimie pour les carburants, le biochimie pour les lubrifiants et les algues photosynthétiques pour les produits chimiques.

Les risques liés au développement des énergies renouvelables

La jeunesse de ces technologies induit une méconnaissance des risques liés à leur utilisation, que ce soit pour les biocarburants, les biogaz, ou encore les nanomatériaux qui se développent de manière fulgurante. C’est pourquoi, comme l’a rappellé Alexis Vignes, l’INERIS travaille à produire et collecter des données de sécurité, afin de maîtriser au mieux les risques accidentels et sanitaires et de contribuer à l’élaboration d’un cadre réglementaire et normatif adapté.

Le transfert de technologie pour un équilibre mondial

Chaden Diyab (IES-EMCA) a souligné cependant l’importance de trouver des solutions environnementales, industrielles et politiques afin de préserver l’équilibre entre les pays producteurs pétroliers du Sud et ceux producteurs de technologies du Nord. D’ailleurs, certaines grosses firmes pétrolières vont dans ce sens, comme Luc de Marliave l’a expliqué pour Total qui s’est engagé dans divers projets : implication dans l’industrie du solaire photovoltaïque, partenariat sur l’une des plus grandes centrales solaire concentré au monde à Abou Dhabi ou encore distribution et production de biocarburants en Europe.

M.C