Place aux technologies vertes

Utiliser l’énergie du soleil

Pere Roca, chercheur au Lab­o­ra­toire de physique des inter­faces et des couch­es minces (PICM) : ” La tech­nolo­gie pho­to­voltaïque vise à pro­duire une énergie renou­ve­lable sans ren­con­tr­er les prob­lèmes liés aux com­bustibles d’o­rig­ine fos­sile. La source d’én­ergie ” soleil ” est infinie. Elle est trans­for­mée directe­ment en élec­tric­ité grâce à des pho­to-piles. Nous tra­vail­lons sur des sub­strats de type plaque de verre, plas­tique ou inox. On y dépose des couch­es minces de matéri­aux semi-con­duc­teurs grâce à des procédés plas­ma à basse tem­péra­ture, ce qui per­met de pro­duire des cel­lules à faible coût. ” ” L’en­jeu est de pro­duire un max­i­mum d’én­ergie à par­tir de celle que nous envoie le Soleil (1 kw/km2). Com­bi­en de watts obtient-on à la sor­tie d’un mod­ule ? Aujour­d’hui, le résul­tat oscille entre 5 et 42 % en fonc­tion du type de cel­lule. ” Plas­ma micro-onde pour dépôt rapi­de de cel­lules solaires.

Capter les métaux lourds

Nico­las Méza­illes, chercheur au Lab­o­ra­toire hétéroélé­ments et coor­di­na­tion (DCPH) :

” Le traite­ment des eaux pol­luées, en par­ti­c­uli­er pour en élim­in­er les métaux lourds, est un prob­lème com­plexe. On conçoit bien, intu­itive­ment, que l’ef­fi­cac­ité d’un sys­tème fil­trant dépen­dra directe­ment de nom­breux fac­teurs dont la nature des métaux et de leur con­cen­tra­tion. À par­tir de molécules très sim­ples de la chimie du phos­pho­re, nous avons mis au point une syn­thèse de polymères insol­ubles. Ceux-ci, par con­struc­tion, con­ti­en­nent de très nom­breux atom­es de phos­pho­re, ce qui leur con­fère une capac­ité à retenir les métaux. ”

” Avec ces polymères, des fil­tres pour les eaux pol­luées rich­es en métaux peu­vent être fab­riqués. Des brevets ont été déposés en 2007 et 2009, et nous effec­tuons actuelle­ment une série de tests dans les eaux résidu­elles d’une mine en Bolivie, cela afin de mieux définir les pro­priétés de nos polymères dans un cas “réel?. ” 

Analyser l’eau traitée

On dépose sur la sur­face de la mem­brane une très fine couche d’or [50 nanomètres]

Marie-Claude Clochard et Travis Wade, chercheurs au Lab­o­ra­toire des solides irradiés (LSI) : ” Com­ment capter les métaux lourds dans l’eau traitée ? L’ob­jec­tif du pro­jet est de déter­min­er si le traite­ment de l’eau a réus­si. On capte sur une mem­brane les ions de métaux lourds tels que le fer, le plomb, le cad­mi­um, le cuiv­re, etc. On en analyse la con­cen­tra­tion dans l’eau. C’est une for­mule rapi­de, facile et peu coû­teuse, qui a poten­tielle­ment d’autres appli­ca­tions que l’analyse de l’eau. ”

Les atom­es de phos­pho­re ont la capac­ité de retenir les métaux

” Une mem­brane en plas­tique (PVDF) de 10 microns est soumise à une irra­di­a­tion d’ions lourds. Ces ions lais­sent des traces dans la mem­brane, qu’une attaque chim­ique trans­forme en trous, les ” nano-pores “. La mem­brane est ensuite plongée dans un bain chim­ique qui dépose sur la sur­face des nanopores un nou­veau pro­duit, l’acide poly­acrylique. Celui-ci va piéger les ions lourds sus­cep­ti­bles d’avoir résisté au traite­ment de l’eau. ” On dépose sur la sur­face de la mem­brane une très fine couche d’or (50 nanomètres).

Le poten­tiel éolien, solaire, flu­vial et maritime
En 2009, un nou­veau cours sur les éner­gies renou­ve­lables a vu le jour à l’É­cole sous la houlette de Philippe Drobin­s­ki et d’Alexan­dre Steg­n­er, tous deux enseignants au Départe­ment de mécanique et chercheurs au Lab­o­ra­toire de météorolo­gie dynamique (LMD). Il se focalise sur le poten­tiel qu’of­fre l’en­vi­ron­nement, immense source d’én­ergie renou­ve­lable lorsqu’on arrive à la canalis­er. Même si elles sont aujour­d’hui mar­ginales, les éner­gies renou­ve­lables à faible émis­sion de gaz à effet de serre (GES) pour­ront jouer un rôle impor­tant dans les décen­nies à venir. Cet enseigne­ment vise à fournir les con­nais­sances de base sur la physique et l’hydro­dynamique pour estimer le poten­tiel éolien, solaire, flu­vial ou mar­itime d’un site ou d’une région don­née. Quelle puis­sance est récupérable ? Quelles sont la disponi­bil­ité et la vari­abil­ité de la ressource ? Peut-on facile­ment la stock­er ? Com­ment adapter l’of­fre qui dépend des con­di­tions envi­ron­nemen­tales à la demande ?
 
L’en­seigne­ment se fait en par­tie par pro­jet : les élèves tra­vail­lent en binôme sur un pro­jet expéri­mental, numérique ou une analyse de don­nées, encadrés par des inter­venants extérieurs. Par exem­ple, ” l’én­ergie des vagues “, ” l’im­pact de l’im­plan­ta­tion d’un bar­rage hydroélec­trique au fil de l’eau, réponse aux ondes de crues “, ” la prévi­sion du vent à fine échelle pour la ges­tion des parcs éoliens ” ou encore ” le stock­age de l’én­ergie éoli­enne sous forme d’air comprimé “.

Dépolluer l’air

Olivi­er Guaïtel­la, chercheur au Lab­o­ra­toire de physique des plas­mas (LPP) : ” La tech­nolo­gie Depol­l’air dévelop­pée au LPP vise à traiter l’air intérieur et per­met de traiter des pol­lu­ants très dilués, tels ceux qui se déga­gent des pein­tures, de la moquette, du bois des meubles, etc.

Dif­fuser à une échelle inter­na­tionale les avancées et décou­vertes scientifiques

Il existe aujour­d’hui un fort besoin de dévelop­per des tech­nolo­gies peu coû­teuses en énergie et ne néces­si­tant pas de main­te­nance. Depol­l’air utilise un plas­ma froid (un gaz faible­ment ion­isé) cou­plé à des catal­y­seurs. Le brevet a été déposé par l’É­cole poly­tech­nique. Avec l’aide de la Direc­tion des rela­tions indus­trielles et des parte­nar­i­ats (DRIP — la cel­lule parte­nar­i­at de l’É­cole), nous avons cher­ché un équipemen­tier dans le domaine du traite­ment afin d’in­dus­tri­alis­er la tech­nolo­gie. Un con­trat de douze mois a été con­clu et un pro­to­type est en cours de réal­i­sa­tion et de val­i­da­tion. De mul­ti­ples appli­ca­tions s’ou­vrent à nous : habita­cle, stéril­i­sa­tion, etc.”

Favoriser le développement durable

Créée en 2003 en parte­nar­i­at avec EDF, la chaire ” Développe­ment durable École poly­tech­nique-EDF ” a pour but l’en­seigne­ment et la recherche sur un large spec­tre de sujets en rela­tion avec le change­ment cli­ma­tique, les éner­gies, l’environnement.

L’en­jeu prin­ci­pal est d’ou­vrir les con­sciences sur les prob­lèmes d’en­vi­ron­nement ayant des con­séquences insti­tu­tion­nelles, économiques et tech­nologiques à l’échelle planétaire.

Cette chaire par­ticipe à la fois à l’en­seigne­ment dans le cadre des pro­grammes d’ap­pro­fondisse­ments et à la recherche avec des travaux effec­tués dans un esprit inter­dis­ci­plinaire où les sci­ences économiques et sociales coopèrent avec les sci­ences biologiques et les sci­ences physiques.

Des con­férences sci­en­tifiques sont régulière­ment organ­isées en col­lab­o­ra­tion avec d’autres chaires de l’É­cole et aus­si avec des uni­ver­sités parte­naires (Sci­ences Po, TSE, Inra, AgroParis­Tech, Har­vard Uni­ver­si­ty, Colum­bia Uni­ver­si­ty, etc.) dans le but de partager les décou­vertes sci­en­tifiques effec­tuées par les chercheurs de la chaire tout en dif­fu­sant à une échelle uni­ver­si­taire nationale et inter­na­tionale les avancées et décou­vertes sci­en­tifiques dans le domaine du Développe­ment durable. Les prochaines con­férences sont con­sacrées à la voiture élec­trique, aux négo­ci­a­tions de Copen­h­ague et à l’as­sur­ance face aux cat­a­stro­phes climatiques.

En savoir plus sur Internet :
 
Chaire EDF :
www.enseignement.polytechnique.fr/economie/chaire-edf/mission.php
École :
www.polytechnique.fr/valorisation/copenmind/
Insti­tut Coriolis :
www.coriolis.polytechnique.fr/

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