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dimanche 25 août 2013

Eoliennes volantes : cinq fois plus d'énergie

L'une des énergies d'avenir est-elle dans le ciel ?

Dix fois moins coûteuses et plus performantes  que leurs grandes sœurs terrestres, les éoliennes volantes représenteraient l’avenir de l’énergie.

Les spécialistes des énergies renouvelables connaissent bien le principe de monter toujours plus pour capter le vent le plus productible. Mais Hissées à l’aide d’un câble à des altitudes oscillant entre 400 et 10.000 m, ces "installation non installées" devront d'abord répondre à certaines questions.

Ces prototypes peuvent générer des quantités d’électricité phénoménales. Encore une fois, l'industrie vise à développer ce principe à grande échelle, pour tenter de satisfaire l’intégralité des besoins énergétiques de la planète. L’exploitation commerciale est prévue dans moins de 10 ans.

1% d'énergie produite par les vents de haute altitude, peut combler la totalité des besoins énergétiques de la planète

4 prototypes sortent du lot

-Le kitesurf développée par l’Allemand Skysails , grimpe jusqu’à 800 m comme un cerf-volant offshore constituée d’une voile unique.
-Une structure à hélices des Australiens Sky Windpower et leurs variantes californiennes de Makani Power et Joby Energy peuvent se hisser à 400 voire 600 m.

-La grappe de voiles de l’Italien Kite Gen qui culminerait à 10.000 m, reliée techniquement au sol ou à un pilonne marin par un câble. Le vent l'entraînerait dans un mouvement giratoire pouvant atteindre 400 km/h, hautement productible en énergie.

Les prototypes voiles et cerf-volant transfèreraient l’énergie par câble jusqu’à un générateur situé au sol qui la transforme en électricité, contrairement aux modèles à hélices, dont l'énergie est transformée en électricité par des rotors situés sur l’éolienne elle-même et transmise ensuite au sol par le câble.

Un quatrième prototype tire également son épingle du jeu : le ballon circulaire à hélium de l’Américain Altaeros Energies , qui lui flottera à 600 m de façon statique. L’électricité est produite à la faveur d’une hélice placée en son centre et transmise au sol de la même façon par un câble.

On parle d'une maintenance facile et d’absence de nuisances sonores

Le coût de production : L'un des gros avantages observés est de produire une électricité deux fois moins coûteuse : 0,03 euros le kilowattheure contre le 0,06 pour les éoliennes terrestres.

Pollution visuelle : Parce que rétractables, ces éoliennes volantes sont  "ventées" sans pollution visuelle continue. Plus facilement installables, ils permettraient par ailleurs d’alimenter des régions isolées ainsi que les pays en développement affichant d’importants besoins en énergie.

Lancement commercial en 2020

Les éoliennes terrestres tournent seulement 20% du temps à la faveur de vents d’intensité modérée, contre des vents beaucoup plus constants en altitude et très puissants. Jusqu’à 10 mégawatts/h. A 1.000 m d’altitude, les éoliennes aériennes produiraient 5 fois plus d’énergie qu’au sol grâce aux « courant-jets », qui balaient les hauteurs du globe à des vitesses allant de 100 à 350 km/h.

Selon une étude américaine de septembre 2012, ces vents de haute altitude représentent une énergie estimée à 1.800 térawatts. Si 1% de ce potentiel était exploité par des éoliennes, la totalité des besoins énergétiques de la planète seraient couverts.

Au nom du changement climatique, on cherche à accélérer le passage à une économie verte présentée comme nécessaire.

Encore une logique de centralisation industrielle de l'énergie

Bien que la mariée soit belle, la logique de centralisation industrielle de l'énergie rejoint une fois de plus la même problématique que les centrales actuelles. Plus on veut centraliser des productions importantes, et plus on s'orientera vers des moyens pharaoniques. Alors qu'en soi, le principe même d'un engin volant pouvant être très productif localement, dans certaines circonstances géographiques difficiles, promet bien des espoirs. Pourtant, dès lors qu'il faille transporter des quantités d'électricité avec les déperditions phénoménales que nous connaissons, sur les centaines de kilomètres de réseaux avant leur point de distribution, justifiera toujours un tarif élevé de l'énergie. Et qui dit tarif élevé implicite l'idée de "rareté", alors qu'il n'en est guère, très souvent.

Même devant les promesses de projets révolutionnaires, en visant trop gros, on multiplie les difficultés et obstacles. En visant "gros sous", les besoins premiers des  habitants de cette planète seront toujours sujets à forte pression financière. C'est le paradoxe de ces recherches, financées par Google et d'autres firmes tantaculaires.

Quant à la pollution visuelle, pourrait on imaginer des essaims de moutons blancs voler au-dessus de nos têtes dans quelques années, alors que quelques grandes élices à l'horizon sont déjà fortement détestées par leur entourage ? Visualisons cela un instant, fermons les yeux et laissons nous porter par la vision nouvelle entre la terre et le ciel bleu; composée de porte-avions flotants, de monstres gonflables, de giratoires blancs faisant la part belle aux nuages, de parcs flottants au dessus de nos têtes, de câbles qui lâchent dans la tempête depuis 400m de hauteur, de voiliers géants chahutés par une bourrasque de 500km/h, d'une nuée d'oiseaux migrateurs face à un nouveau code de la route, et d'un ciel... blanc plastique.

Moi qui suis pourtant fan d'éoliennes, je me demande : Ne vise-t-on pas trop haut pour des besoins d'ici bas ?
Un aperçu du prototype à hélices de Makani Power filmé par France 2 en 2012 .

 


 pearltrees

jeudi 22 août 2013

Le supercondensateur en graphène détrônera sans doute les batteries

Un supercondensateur en graphène stockant autant qu'une batterie plomb-acide bientôt commercialisé

Graphène pour supercondensateurGraphène pour supercondensateur
Une équipe d'ingénieurs des matériaux de l'université de Monash en Australie a mis au point un procédé de production de supercondensateurs en graphène qui ont la même densité d'énergie que les batteries plomb-acide qui équipent les voitures. Ces supercapacités atteignent ainsi une densité d'énergie volumique de 60 watts-heure par litre, ce qui est environ 12 fois mieux que les supercondensateurs du commerce.
Mais la prouesse va plus loin, car pour fabriquer ce graphène pour supercondensateurs, les ingénieurs ont fait appel à un processus semblable à celui utilisé pour la fabrication du papier. Avec un tel procédé, les supercondensateurs en graphène à haute densité pourront rapidement être produits de façon industrielle et rentable.
Le professeur Li explique : "Nous avons créé un matériau de graphène macroscopique qui est une étape au-delà de ce qui a été réalisé auparavant. Il est presque au stade de passer du laboratoire au développement commercial".

Des supercondensateurs haute densité à prix abordable

papier graphene supercondensateurPour fabriquer ces supercondensateurs de graphène, les ingénieurs de Monash prennent de l'oxyde de graphite qu'ils réduisent en flocons de graphène de bas grade en utilisant une solution d'hydrazine et d'ammoniaque. Ensuite, l'électrolyte et un solvant sont ajoutés au mélange. Comme le mélange sèche, le solvant qui est volatile s'évapore, provoquant une action capillaire qui aspire les flocons de graphène ensemble, avec l'électrolyte coincée entre chacun des flocons. Finalement, les ingénieurs se retrouvent avec quelque chose qui ressemble à une feuille de papier noir composée de millions de couches de graphène, avec une électrolyte porte charge coincée à l'intérieur. L'électrolyte liquide joue alors un double rôle : maintenir une espacement entre les feuillets de graphène et conduire l'électricité.
Les supercondensateurs sont traditionnellement fabriqués à partir de charbon actif, un amas de carbone poreux où l'espace est gaspillé inutilement avec des pores dilatés. Avec une supercap en graphène, la densité est maximale sans compromettre la porosité.
Le supercondensateur en graphène conserve environ 90% de sa capacité après 50 000 cycles de charge / décharge, alors que les batteries Plomb-Acide sont mortes au bout de 400 à 800 recharges (500 à 1000 pour les batteries Lithium-Ion).
Concernant le taux d'autodécharge, ce supercondensateur en graphène créé en laboratoire retient encore 90% de sa charge après 300 heures, alors que le taux d'autodécharge des batteries Plomb-Acide est de 5% par mois. Rappelons que les principales causes de l'autodécharge des supercondensateurs sont identifiées. En adaptant le processus de production pour chasser au maximum les traces d'eau et d'oxygène, ce taux d'autodécharge peut donc considérablement diminuer.

Supercondensateur versus batterie Plomb-Acide

Avant de savoir si ces supercondensateurs en graphène remplaceront rapidement les batteries Plomb de nos voitures, il faudra en connaître le prix de vente final. Car si les batteries Plomb peu performantes équipent actuellement les voitures, c'est parce que la batterie Plomb-Acide est une vieille technologie amortie depuis longtemps et qui coûte très peu cher. Mais grâce à la forte puissance et la capacité des supercondensateurs à supporter un très grand nombre de cycles de recharge, il n'y a pas besoin d'y stocker autant d'électricité pour permettre le démarrage des voitures et de leurs équipements. Le supercondensateur qui équipera donc les voitures en remplacement des batteries Plomb pourra donc être plus petit.
supercondensateur mazdaSystème de récupération d'énergie du freinage Mazda avec supercondensateur
Déjà, certains camions parcourant les contrées très froides du Nord Canada sont équipés de supercondensateurs à la place de batteries Plomb. Les supercondensateurs supportent mieux les températures très basses que les batteries et permettent donc aux camions de démarrer au quart de tour. De plus en plus de voitures sont par ailleurs équipées de supercondensateurs pour gérer le système Start-Stop qui économise du carburant en permettant d'éteindre le moteur à chaque feu rouge et en permettant un redémarrage instantané.
Le potentiel du supercondensateur en graphène va cependant beaucoup plus loin. Il pourrait être utilisé comme batterie pour le photovoltaïque à la maison ou pour des zones pavillonnaires. Les énergies renouvelables qui produisent une énergie intermittente ont en effet besoin de batteries supportant un grand nombre de cycles de recharge pour stocker l'électricité. Mais le supercondensateur deviendra le Graal lorsqu'il obtiendra une densité d'énergie suffisamment importante pour alimenter les voitures électriques. Il sera alors possible de faire le plein de sa voiture électrique en une ou deux minutes, de quoi imposer définitivement la voiture électrique face aux véhicules thermiques si polluants.

Le supercondensateur en graphène détrônera sans doute les batteries

graphene scotchLe graphène a été découvert très récemment en 2004. Cette feuille composée uniquement de carbone et ayant l'épaisseur d'un atome de carbone est incroyablement légère et possède une excellente conductivité électrique. Ces caractéristiques remarquables en font un matériau de choix pour la conception de supercondensateurs à haute densité.
De nombreuses équipes de chercheurs à travers le monde travaillent activement pour créer du graphène plus facilement et pour en faire baisser le prix de production. L'équipe d'ingénieurs de l'université de Monash a donc réussi à développer une méthode de production très rentable de supercondensateurs à base de graphène.
En 2012, des chercheurs de l'UCLA (Université de Californie Los-Angeles) avaient déjà créé un exploit en réussissant à produire des électrodes de supercondensateur en graphène en utilisant un simple graveur de DVD vendu dans le commerce.
Nano-bille de graphène 3DNano-bille de graphène 3D
En juillet 2013, des chercheurs coréens de l'Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) ont développé une nouvelle méthode pour synthétiser massivement des nano-billes de graphène 3D permettant de créer un matériau mésoporeux amélioré et abordable pour les supercondensateurs. Ce procédé permet de synthétiser des nano-réseaux de graphène en trois dimensions (3-D GN) qui peuvent être produit en masse tout en conservant les excellentes propriétés du graphène 2D.
En ce mois d'août 2013, des chercheurs de la Michigan Technological University ont annoncé avoir développé également du graphène 3D qui peut être utilisé pour remplacer le platine utilisé dans les cellules solaires à colorant (DSSC) permettant de faire du film photovoltaïque organique. Ce nouveau matériau n'est pas cher et facile à fabriquer. L'étude ne dit pas si cette façon de produire du graphène 3D pourrait servir dans la conception de supercondensateurs, mais démontre la montée en puissance du graphène dans les produits technologiques.
En août 2013 toujours, des chercheurs de l'Institut royal de technologie KTH en Suède ont annoncé avoir développé une technologie simple et mature pour l'impression par jet d'encre de graphène. Cette technique pourrait notamment servir pour la création d'électronique flexible. Les micro-supercondensateurs flexibles existent déjà et pourront alors servir de système d'alimentation pour l'électronique souple.
D'autres chercheurs ont réussi à créer des supercondensateurs avec une densité d'énergie exceptionnelle et rivalisant même avec les batteries Lithium-Ion. Mais si les recherches sur les supercondensateurs avancent très vite, les supercondensateurs créés en laboratoire ne sont pas tous industrialisables. Les supercondensateurs en graphène de Monash sont industrialisables et pour un prix abordable.
Décidément, la révolution des supercondensateurs est pour bientôt !
http://www.supercondensateur.com
Sources : extremetech.com, kurzweilai.net

dimanche 18 août 2013

Repenser le monde de l'habitat ? le projet Habiterre

Habiterre

 
Vivre ensemble en préservant l'intimité de chacun tout en réduisant son impact écologique. Tel est le pari que se sont lancés les membres de l'habitat groupé Habiterre qui a vu le jour en mai 2011 dans la Drôme.
 
Au sommet d’une colline, un hameau en bois baptisé Habiterre fait face aux vertes montagnes du parc naturel du Vercors. C’est ici, sur les hauteurs de Die, dans la Drôme, qu’une dizaine de foyers, qui pour la plupart ne se connaissaient pas, ont décidé de concrétiser leur envie de vivre autrement. Depuis mai 2011, ils sont une trentaine, du retraité au nouveau-né en passant par l’adolescent, à cultiver le vivre-ensemble, et l’entraide dans ce que l’on appelle un habitat groupé.
Cette forme de logement qui comporte à la fois des parties privatives et des parties communes est très répandue au Canada et en Allemagne et commence à se développer en France. Et pour cause, les avantages de cette résidence partagée  sont nombreux. En plus d’offrir un cadre de vie convivial et d’éviter l’isolement, ce lieu favorise la mutualisation des moyens et des idées.

Chauffage et tondeuse en commun

Ainsi, les habitants on mis en commun, une tondeuse, leur outillage et même une chaudière à bois qui leur permet, en plus de limiter leur impact sur l’environnement, de réduire considérablement leurs dépenses énergétiques. Le hameau est composé de 11 logements indépendants, afin que chacun préserve son intimité, mais, c’est dans la maison commune, placée au centre du hameau, que bat le cœur d’Habiterre. Les membres peuvent s’y retrouver pour cuisiner, se répartir un demi-cochon, prendre l’apéro, faire leur lessive ou profiter de la bibliothèque commune.
C’est également dans cette grande salle, qui a déjà accueilli près de 80 personnes, que sont discutées toutes les deux semaines les décisions à prendre concernant cette grande colocation. A l’occasion d’un petit déjeûner, les habitants se mettent d’accord sur la couleur du crépit, la construction d’une dalle pour le garage à vélo ou encore l’organisation d’activités ouvertes sur l’extérieur (voir encadré). « Nous fonctionnons dans une démocratie qui n’a pas besoin d’être surformalisée », note Joël, un des cofondateurs, qui a quitté le Québec pour cette aventure humaine.
Néanmoins, quand un sujet divise, notamment quand il a des conséquences financières, des assemblées plus formelles sont réunies. Dernièrement, c’est l’installation d’une antenne satellite qui a créé le débat. « Ça crée une contrainte. On n’a pas la même liberté que si on était chacun chez soi. Mais les décisions se prennent à tous », plaide cet entrepreneur social.
Difficile donc de se sentir seul tant ce hameau déborde d’activité. « En termes de vie sociale, c’est presque le trop plein. Il est difficile d’aller quelque part sans croiser 3 ou 4 personnes », s’amuse Joël. Il compare le quotidien du hameau à une « vie de village », moins contraignante que la cohabitation au sein d’une communauté: « Chacun est libre de rester chez lui et personne ne rentre chez les autres sans frapper ».

 Plus que de simples voisins

Mais Habiterre n’est pas seulement une alternative au mode d’habitat dominant dépourvu d’humanité, où, comme le souligne Joël, « les voisins ne se parlent pas » et sont séparés par des murs. C’est aussi un exemple vivant de notre capacité à coopérer. Joël et Marc ont planché sur le  montage du projet. Pascale a travaillé sur l’aspect comptable et d’autres se sont occupés du jardin. Les connaissances d’Alain , le bricoleur de l’équipe, ont permis d’accélérer les travaux. Ainsi, les compétences de chacun sont mises au service du collectif. « Quand 10 cerveaux réfléchissent, ça donne beaucoup de bonnes idées », assure Joël. C’est grâce à cette addition de matière grise qu’un four à pain, des bacs à fleurs en bois ou des toilettes sèches ont émergé sur le site.
En effet, les membres d’Habiterre sont attachés au faire soi-même. Gros-œuvre mis à part, l’ensemble des habitations ont été autoconstruites par les habitants avec une volonté de minimiser leur impact sur l’environnement. Ouate de cellulose, chanvre, chaux, tuiles en terre cuite…  « 90% des constructions sont faîtes à partir de matériaux écologiques », estime Joël.

Ovni juridique

Curiosité architecturale, Habiterre est aussi un Ovni juridique. Les habitants ne sont pas propriétaires de leur logement mais détenteurs de parts. Afin d’éviter ce qu’ils considèrent être des écueils du modèle coopératif, ils ont opté pour une société civile immobilière (SCI). Car, le problème des coopératives, c’est que « le capital ne peut jamais être valorisé. C’est une bonne chose en général mais pas dans l’immobilier », argue Joël. En effet, une personne qui  voudrait déménager et donc revendre ses parts aurait dû mal à acheter un autre logement, la valeur des parts n’étant pas corrélée au prix du marché de l’immobilier. Ils ont donc créé un indice qui permet valoriser les parts. Il prend en compte le prix du marché, l’inflation et l’indice des constructions. Un moyen selon eux d’assurer aux membres la possibilité de se reloger en cas de départ sans pour autant participer à l’envol des prix du foncier.
Néanmoins, la SCI s’est dotée d’une charte coopérative afin de mettre en place une « gouvernance partagée » et qu’Habiterre ne devienne pas « une simple coproproiété ». Contrairement aux SCI classiques, le nombre de voix en assemblée générale ne dépend pas de la somme d’argent investie mais du nombre de personnes pas foyer, en vertu du principe du 1 personne=1 voix. Le caractère solidaire de cet habitat groupé à également été entériné par la charte. Ils insistent notamment sur la notion d’équité, « chacun en fonction de ce qu’il peut », indique Joël. Nous ne voulions pas que seules les personnes capables d’acheter une maison puissent nous rejoindre. Au moins deux familles ici n’auraient pas pu obtenir de prêt en banque pour acheter leur part », illustre-t-il.

Favoriser l’accès à la propriété

 Alors, pour favoriser l’accès à la propriété des moins aisés, un système d’entraide a été mis en place. Les échéances de remboursement sont échelonnées en fonction des moyens financiers de chacun. « Ceux qui peuvent rembourser tout de suite le font, les autres paieront plus tard », livre Joël. De plus, les habitants ont la possibilité de régler une partie de leur part en temps de travail sur la construction du hameau afin de réduire la facture.

Outre ce montage juridique et financier innovant, c’est la rapidité de la concrétisation de ce projet qui distingue Habiterre des autres habitats groupés existants en France. Moins de trois années se sont écoulées entre les premières réunions et l’installation des habitants. Pour agir vite, deux familles motivée se sont lancées sans attendre que le groupe complet soit constitué. Avant même de savoir s’ils réuniraient l’argent nécessaire, ils ont lancé les travaux, s’appuyant néanmoins sur un prêt relai de la NEF. Les autres familles, séduites par le caractère concret de l’aventure n’ont pas tardé à pointer le bout de leur nez. La stratégie du « qui m’aime me suive », prônée par Joël, a porté ses fruits.
Heureux d’avoir réussi à mettre leurs actions en cohérence avec leurs principes, les initiateurs d’Habiterre, issus du monde de l’économie solidaire, voulaient également que le projet ait « valeur d’exemple ». En construisant cet habitat groupé écologique et solidaire, ils voulaient non seulement améliorer leur cadre de vie mais aussi montrer qu’il était possible d’habiter autrement, sans pour autant disposer de millions d’euros en banque. Un pari pour l’instant réussi.
Habiterre, un lieu ouvert sur l’extérieur
Afin de faire de leur lieu de vie alternatif un hameau ouvert sur l’extérieur, les habitants d’Habiterre ont vu grand. Chaque logement comporte une chambre d’amis et, mariages et fêtes sont régulièrement organisés sur les lieux. « Il n’y a pas beaucoup d’endroit où on pourrait se permettre d’inviter toute notre famille », lance Joël, un des initiateurs du projet. Mais ils ne se contentent pas de recevoir leurs proches. La salle commune accueille aussi des conférences débat et sert d’espace de réunion aux associations locales aussi bien qu’aux conseils d’administration de banques. La participation est libre mais l’idée est que ceux qui ont les moyens paient pour permettre aux petites structures de pouvoir disposer des lieux gratuitement. En outre, pour financer la construction de la maison commune, les membres d’Habiterre ont fait appel à l’épargne solidaire et plus précisément au « capital patient », à savoir des investisseurs qui ne sont pas guidés par le profit immédiat et qui sont prêts à attendre avant de revoir la couleur de leurs euros. Des chantiers participatifs ont également contribué à la naissance de ce lieu en réduisant le prix de la construction.

Emmanuel Daniel source
Cet article est libre de droits. Merci cependant de préciser le nom de l’auteur et un lien vers l’article d’origine en cas de republication
Aller plus loin
Une émission de France culture sur Habiterre Réseau inter-régional de l‘habitat groupé
Une fiche qui explique comment monter un habitat groupé
Programme de recherche universitaire sur les alternatives à la propriété pour l’habitat
Habicoop, association de promotion des coopératives d’habitants
Habiter autrement, plateforme réunissant de nombreux liens sur l’habitat alternatif
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