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.
