L'énergie à l'ère des Nanos

Photovoltaik

L'énergie est un sujet brûlant qui voit s'affronter des positions très tranchées. Nucléaire, éolien, solaire, hydroélectrique, géothermie, biomasse : une attitude réfléchie sur ce sujet consiste à chercher comment concilier ces différentes solutions. Les nanosciences nous laissent-elles entrevoir de nouvelles pistes, de nouveaux scénarios ? Si oui, lesquels ? Pour quand ? Dans quelle mesure ces nouvelles voies s'inscrivent-elles dans une approche de développement durable, solidaire, équitable ?

Commentaires

Nanotechnologie et énergie

Bonjour,

j'ignore si je suis bien dans le sujet de ce débat, mais je souhaiterais que la puissance publique puisse prendre en considération la recherche et le développement de la technologie dite "réactions nucléaires dans la matière condensée" jadis appelée improprement "fusion froide". La nanotechnologie intervient dans ce domaine dans la mise en oeuvre d'une poudre nanométrique de palladium dans la réaction électrolytique. Cette utilisation du palladium sous forme nanométrique devrait permettre le franchissement de la barrière technologique majeure, dans ces dispositifs de production de chaleur excédentaire, à savoir la durée de vie des électrodes, tout en travaillant à des T° supérieures à celles des démonstrateurs actuels du CNAM, du CNRS et d'EDF.

Un projet de R&D, conduit à Marseille ( par le CNRS-CRMCN, en collaboration avec le CNAM-Electrochimie Industrielle) sur ce principe, va prochainement être soumis à la labellisation du Pôle de Compétitivité PACA.

Les applications potentielles de cette technologie sont extrêmement étendues. La production de chaleur excédentaire dans une gamme de puissance comprise entre 1 et 10 kW est la finalité du projet.

Sans constituer une alternative à la fusion chaude ou aux énergies renouvelables, si les résultats du projet confirment la reproductibilité, la durabilité du dispositif et les perspectives d'application, ce type de générateur de chaleur devrait contribuer à réduire notre dépendance au regard des produits pétroliers ainsi que les émissions de gaz à effet de serre.

Cette technologie, au même titre que d'autres, dans le domaine de l'énergie, a longtemps été considérée par la recherche comme une voie sans issue. La multiplication des démonstrateurs par des laboratoires du monde entier (dont 5 en France)commence à interpeller certains décideurs, même si l'on doit rester conscients que des barrières technologiques doivent être surmontées pour atteindre le seuil du kilowatt de chaleur excédentaire.

Néanmoins, aujourd'hui encore, les moyens financiers consacrés à cette technologie sont insignifiants et constituent bien le facteur limitant de l'expérimentation, seule voie permettant de savoir si ce type de dispositif vaut la peine d'investir des moyens de développement en adéquation avec les potentialités d'applications industrielles.

En conséquence, le pragmatisme devant imprégner, à mon avis, les décisions de la puissance publique en matière de choix scientifiques et technologiques, il me paraît souhaitable d'inciter les instances publiques de recherche à s'intéresser aux réactions nucléaires dans la matière condensée.

A titre d'indicateur pertinent, le projet du CNRS Marseille coûte 140 000 € sur deux ans, avec à la clef, un démonstrateur fiable et durable de 1 à 10 kW, au-delà duquel les applications industrielles pourront se décliner rapidement. Cette somme est à comparer avec les autres investissements de la recherche publique dans d'autres technologies de l'énergie.

Bonjour Monsieur

Bonjour Monsieur Thomas,

Votre question, initialement posée dans notre page FAQ, s'inscrit dans le sujet de la place possible des nano dans la fourniture et le stockage de l'énergie. Comme je viens de créer une page pour ce sujet, j'y ai déplacé votre message, conformément à la méthode de débat en vigueur sur ce site.

Je signale au passage le débat public de notre partenaire sur le thème « Nanodéfis pour l'énergie : quels développements durables et équitables ? » qui se tiendra à la CIUP le 09 mars prochain (voir l'agenda).

Rappels sur la fusion froide

Bonjour,

Pour permettre à tout un chacun d'appréhender le sujet abordé par M. Thomas, j'apporte les quelques liens suivants :

- pour mémoire au sujet de la fusion froide :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_froide
http://fr.wikipedia.org/wiki/Polémique_sur_la_fusion_froide

- pour percevoir ce qu'on appelle la matière condensée :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Physique_de_la_matière_condensée

- une page sur le Palladium :
http://r0.unctad.org/infocomm/francais/paladium/descript.htm

fusion froide et nanopoudre de palladium

Monsieur Thomas,

La fusion froide est sensée se produire au cours de réactions électrochimiques où le palladium est utilisé comme électrode. Si j'ai bien compris votre propos (dans le message #1), la durée de vie trop courte de ces électrodes est un facteur qui a empêché l'obtention de résultats significatifs jusqu'à présent. Dans ce cas, il y a un point sur lequel je souhaiterais que vous reveniez :

Est-ce que l'enjeu du projet de recherche que vous présentez ici est de voir si l'emploi du palladium sous forme de poudre nanométrique peut prolonger la durée de la réaction (dans le but d'en rendre significatifs les résultats) ? Est-ce qu'on en est là, ou bien a-t-on dépassé ce stade, ce que j'entends quand vous dites « si les résultats du projet confirment la reproductibilité, la durabilité du dispositif » ?

Autre question, par rapport à ce projet CNRS-CRMCN-CNAM, quel est l'objet d'étude des « démonstrateurs actuels du CNAM, du CNRS et d'EDF » dont vous parlez ? Comment s'articulent entre eux ces travaux ?

Merci d'éclairer d'humbles citoyens qui, un jour peut-être, participeront aux orientations de la recherche (c'est un des aspects de la participation citoyenne que vise Sciences et Démocratie - et d'autres)...

Monsieur Bourlitio,

Monsieur Bourlitio,

Sur la reproductibilité et les résultats des démonstrateurs existants: n'étant pas physicien ni expérimentateur dans ce type de recherche fondamentale que constitue la "fusion froide", je fonde mon appréciation de l'opportunité de cette recherche sur les informations que j'ai pu recueillir sur les sites internet des différents laboratoires impliqués ou dans les médias spécialisés, mais aussi auprès de certains chercheurs eux-mêmes.

Ce que j'ai eu à connaître, c'est que des démonstrateurs réalisés notamment dans les laboratoires que j'ai cité tendent à faire la preuve que de la chaleur excédentaire se décline d'une réaction se produisant dans l'appareil, selon des modalités variables. Variables en fonction du type de montage (de la nature et de la quantité de matériaux mis en oeuvre, du process expérimental, de la température de fonctionnement, etc...)

Cette variabilité s'exprime, selon les cas, par des coefficients de performance différents (COP), des puissances produites différentes et des durées de vie des électrodes différentes.

Il n'en demeure pas moins que ces démonstrateurs fonctionnent et tendent à démontrer la validité du principe physique mis en oeuvre, mais aussi que ce principe autorise une production d'énergie supérieure à celle qu'il faut fournir à l'appareil pour initier la réaction et la maintenir. C'est ce que les anglosaxons appellent "overunity" et les français les dispositifs surunitaires.

Les français ne sont pas seuls à explorer cette voie, bien au contraire, notre pays a du retard (par rapport au Japon ou à l'Italie, par exemple). Cf la dernire conférence internationale sur la fusion froide qui s'est tenue au Japon en Décembre 2005.

Donc, pour répondre le plus précisemment possible à vos questions (en tenant compte des limites de ma connaissance du sujet):

1°) l'objet des démonstrateurs existants était de vérifier la reproductibilité des différentes expériences qui prétendaient depuis 1989 (Fleishman et Pons)obtenir une réaction de fusion à température ambiante ou modérée. Réponse : apparemment oui, mais sur le plan de l'explication scientifique du phénomène, il semble que personne n'ait encore établi qu'il s'agissait d'une réaction nucléaire;

2°) les démonstrateurs actuels sont reproductibles puisque, ne serait-ce qu'en France, des laboratoires ayant pignon sur rue l'ont vérifié, mais avec des résultats variables;

3°) la durabilité de la réaction paraît inversement proportionnelle à deux paramètres majeurs : la puissance produite et la durée de vie des électrodes.

4°) c'est là qu'intervient l'expérimentation de la mise en oeuvre de palladium à une échelle nanométrique qui pourrait optimiser ces deux paramètres.

D'où ma proposition :

> puisque se constitue depuis quelques années un faisceau d'indices permettant d'espérer que cette technologie pourrait fonctionner et que ses enjeux ne sont pas négligeables (euphémisme),

> que ces premiers résultats ont été obtenus en ne mobilisant que d'infimes moyens de recherche publique,

> que pour accéder à un stade de R&D suffisamment élaboré pour autoriser l'évaluation des chances d'aboutir à des applications industrielles, il convient d'y consacrer d'avantage de moyens de recherche publique et/ou privée,

> il devient opportun pour la France de prendre cette technologie en considération et d'y affecter des moyens supplémentaires, sans pour autant bousculer l'ordre d'affectation des crédits consacrés au domaine des technologies de l'énergie.

Pour mémoire, l'unité d'évaluation des crédits dédiés à la fusion chaude est le milliard d'€.

Celle du projet CNRS/CNAM, le kilo €.

Si l'Etat français investissait ne serait-ce qu'un million d'€ dans la fusion froide, serait-ce hérétique ?

fusion froide (suite)

Bonjour Monsieur Thomas,

Merci de ces éclaircissements. Présentée ainsi, la demande de budget ne semble certes pas déraisonnable. Cependant n'étant pas physicien, je me trouve dans la position du citoyen ordinaire face à ce sujet. En tant que tel, je ne vous cache pas une certaine méfiance vis à vis d'un sujet qui a fait tant de bruit, d'abord présenté comme une potentielle découverte majeure en physique, avant de se voir abaissé au niveau des impostures scientifiques* comme la mémoire de l'eau. Vous retrouverez cette position de citoyens dans une discussion toute récente** sur le forum de Futura-Sciences (une référence en matière de forum scientifique francophone). Je vais d'ailleurs proposer l'approche nano dans cette discussion pour voir s'il en ressort quelquechose.

Petite remarque au passage : je ne vois pas l'intérêt d'avoir rebaptisé le concept de fusion froide « réaction nucléaire dans la matière condensée » (ou autres appellations employant, conjointement et dans cet ordre, les termes réaction et nucléaire) dans la mesure où les preuves d'une réaction nucléaire sont (apparemment) inexistantes. A mon avis, cela porterait même préjudice à la poursuite de recherches sur le bilan énergétique positif observé. Le terme anglais, en ce sens, est plus malin.

* Canulars, impostures et tutti quanti. RDT Info, Novembre 2005.
http://europa.eu.int/comm/research/rtdinfo/special_comm/05/article_3237_...

** http://forums.futura-sciences.com/thread55443.html

A noter que l'article de RDT Info, un magazine édité par la commission européenne, termine sur ces mots : « Et quid si un jour du 21ème siècle, l'élucubration atteignait son but ? ». Preuve que dans l'administration non plus, on ne sait pas trop sur quel pied danser par rapport à ce sujet...

Bonjour Monsieur

Bonjour Monsieur Bourlitio,

Je conçois sans peine la méfiance à l'égard de recherches ou de théories qui, à un moment donné, n'étaient pas suffisamment étayées, ou n'étaient pas en totale adéquation avec les orientations de la recherche publique.

Si vous voulez bien me pardonner le cliché, ce fut le cas, à la fin du 18ème siècle, lorsque d'aucuns s'acharnaient à faire voler des machines, et que la science officielle prétendait qu'en toute logique, ce qui était plus lourd que l'air ne pouvait voler.

La "fusion froide" (je suis d'accord avec vous pour qu'on évite de la maquiller avec des terminologies évoquant des réactions nucléaires non encore établies) aura été l'objet de polémiques entre 1989 (date de l'annonce en grandes pompes) et la fin de la dernière décennie, au motif que l'état des connaissances admises par la communauté des chercheurs ne permettait pas d'expliquer scientifiquement le phénomène, d'autre part que l'expérience Pons et Fleischmann n'était pas significativement reproductible.

Aujourd'hui, les chercheurs sont de plus en plus nombreux à prendre quelques distances avec les courants dogmatiques et à cultiver le pragmatisme. Il s'ensuit que, moyennant quelques différences de montage et de process par rapport à ce qu'avaient publié Pons et Fleischmann, les démonstrateurs de fusion froide se sont multipliés dans plusieurs pays avec des résultats encourageants en termes de garantie de reproductibilité.

Encore une fois, je ne prétends pas vouloir relancer les multiples forums sur ce thème, avec les sempiternels arguments pour ou contre. Ce n'est pas le lieu et cela ne débouche pas sur des actions concrêtes.

Je soumets à cette discussion, relevant prioritairement des nanotechnologies, une proposition de "convergence technologique" (l'un des principes directeurs majeurs des pôles de compétitivité français) impliquant la recherche sur la fabrication et les applications de poudres métalliques nanométriques (ici le palladium) et les recherches sur les nouvelles technologies de l'énergie. Convergence qui trouve notamment son champ d'aplication dans le projet CNRS/CNAM.

Vous relevez avec pertinence que l'administration (j'entends la recherche publique) ne sait pas trop sur quel pied danser avec cette affaire.

Raison de plus pour qu'au nom du pragmatisme et des engagements français du protocole de Kyoto, les décideurs politiques et scientifiques de notre pays acceptent de se pencher d'un peu plus près sur toutes les technologies pouvant contribuer à diminuer notre dépendance à l'égard des produits pétroliers, et à décentraliser les sites de production d'énergie dans le cadre d'un marché bientôt concurrentiel.

Les énergies renouvelables, c'est bien, il faut les développer parce qu'elles serviront certainement de technologies d'appoint, notamment dans la perspective de décentralisation des moyens de production d'énergie. Mais quand on considère l'argent public injecté dans la promotion des EnR d'un côté, de l'autre les sommes consacrées à ITER ou prévues pour le renouvellement du parc nucléaire à l'horizon 2030, il me semble pour le moins opportun d'explorer cette voie alternative. Explorer veut dire mettre un peu de moyens supplémentaires dans cette recherche pour savoir s'il faut l'abandonner définitivement ou si elle peut donner lieu à des applications pratiques.

Sujet lié

Bonjour Monsieur Thomas,

Merci de votre assiduité dans cette discussion. Dommage que nous ne soyons que deux dans cet échange, que j'ai trouvé intéressant. Le site manque encore de fréquentation mais espérons que cela change rapidement.

Au delà de la question de la pertinence de soutenir la recherche sur le bilan énergétique positif sus-mentionné, et du sujet très vaste des choix énergétiques, nous nous trouvons aussi face à la question de l'attribution des crédits de recherche. Il serait intéressant d'en discuter dans la perspective d'une participation des citoyens. Si vous souhaitez que ce sujet soit développé sur ce site, suivez le lien ci-dessous et votez pour la proposition de sujet sur laquelle il vous aura conduit :
http://www.sciences-et-democratie.net/debats/a-propos/les-debats-que-vou...

Vous pouvez aussi, sur la même page, proposer une autre formulation.

Compte-rendu d'un débat

« Nanodéfis pour l'énergie : quels développements durables et équitables ? » était le thème du Café du Vivant du 09 mars 2006. Le compte rendu est disponible en ligne :
http://www.vivagora.org/IMG/pdf/VivAgora_CR090306.pdf

Le rapport avec les nanotechs?

C'est peut-être intéressant, mais j'ai pas vu le rapport avec les nanotechs, même en me baladant rapidement sur les différents sites.

Je trouve que ça ressemble beaucoup à une tribune balancée tous azimuts, ou alors l'auteur de ce message aurait-il l'obligeance d'expliquer plus en détail la pertinence de son intervention?

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