A Stockholm, c'est l'énergie dégagée par les quelques 250.000 voyageurs quotidiens de la gare centrale qui va être utilisée pour alimenter en partie le système de chauffage d'un nouvel immeuble voisin. La chaleur dégagée par les voyageurs chauffera de l'eau qui sera acheminée vers le nouveau bâtiment.
Dans le secteur automobile, des recherches portent sur la récupération de l'énergie du freinage pour alimenter les voitures… Les premières grandes applications devraient voir le jour en 2009 !
Si ces exemples peuvent paraître anecdotiques, la récupération d'énergie intéresse de nombreux autres domaines et s'accompagne d'une imagination sans borne ! La raison ? De nombreuses sources d'énergies disponibles et gratuites ne sont pas exploitées aujourd'hui. Que ce soit l'énergie thermique, électromagnétique ou mécanique… ces ressources sont nombreuses et pourraient connaître de nombreux développements. Le principe : transformer ces énergies non exploitées disponibles dans l'environnement en électricité. Ou comment créer une interaction avec l'environnement et l'humain et créer des convergences.
Si la plupart des recherches sont aujourd'hui au stade expérimental, l'espoir est grand de pouvoir utiliser bientôt la récupération d'énergie dans de nombreuses applications.
De la recherche à l'industrialisation de masse
Les principes sont connus depuis plusieurs dizaines d'années. La thermoélectricité (transformation de la chaleur en électricité) par exemple a été découverte dans la première moitié du XIXe siècle. Les systèmes de conversions mécaniques, qui permettent de convertir un mouvement physique en puissance électrique, sont utilisés depuis des années. Mais les rendements peu élevés et les coûts importants de ce type de systèmes les ont limité à un marché de niche. De nombreux prototypes sont conçus chaque année mais le passage vers une industrialisation de masse constitue encore un défi.
L'apparition de nouveaux matériaux et le développement des nanotechnologies ont néanmoins relancé les recherches dans ce domaine. Ces progrès récents ainsi qu'un nouvel intérêt porté à ces technologies dû à la fois à la hausse des coûts de l'énergie et aux exigences environnementales ont conduit à une relance des recherches scientifiques dédiées à ces systèmes. Aux quatre coins du monde, des équipes de chercheurs planchent sur la récupération d'énergie.
L'utilisation d'une source d'énergie isolée et autonome pourrait en effet s'appliquer à de nombreux domaines, de la communication au secteur médical en passant par l'information sécurisée ou la logistique. Pour permettre aux gadgets électroniques une plus grande autonomie mais aussi pour alimenter des systèmes installés dans des milieux hostiles ou difficiles d'accès ou encore pour des applications militaires…
Au stade actuel des travaux, les applications sont possibles pour de faibles puissances, mais les avancées scientifiques laissent espérer une utilisation allant du microwatt à plusieurs unités de watt. L'enjeu réside dans l'augmentation de la puissance mais aussi dans les possibilités de stockage de l'énergie produite.
Le CEA et la thermoélectricité
En France, le Commissariat à l'énergie atomique travaille depuis 4 ans sur le domaine de la thermoélectricité. Grâce à ses compétences dans les nanotechnologies, le CEA pense pouvoir développer les propriétés de la thermoélectricité. Avec les nanomatériaux, la conversion de la chaleur en électricité est plus importante au point que de très petites surfaces, de l'ordre du cm², se concentrent de très fortes densités d'énergies, déclare le commissariat. Tout l'enjeu réside là : développer l'efficacité sur de très petites surfaces afin d'obtenir un rendement maximum.
Le CEA est fortement sollicité par les industriels, très intéressés par les futurs développements de la thermoélectricité. On peut imaginer développer des vitres qui récupèrent la chaleur et la transforment en électricité, alimenter les moteurs de voiture grâce à la chaleur récupérée sur le pot d'échappement par exemple et économiser du carburant, ou encore créer des vêtements qui produisent de l'électricité grâce à la chaleur des corps… Les nanotechnologies offrent de nombreuses perspectives, commente Didier Marsacq, directeur du CEA-Liten, la direction des recherches technologiques.
Mais là aussi, les challenges restent importants… Il faut encore développer le rendement des systèmes et leur capacité de stockage. Les premiers produits devraient voir le jour d'ici 2010.
Article publié le 23 mai 2008
