Énergie à bas carbone
Les enjeux
En 2009, la production mondiale d’énergie primaire est de l’ordre de 11,5 milliards de tonnes équivalent pétrole, et on s’attend à un doublement en 2050. Jusqu’à présent, la production d’énergie a surtout reposé sur les combustibles fossiles (gaz, pétrole, charbon), à tel point que la proportion actuelle d’énergie d’origine fossile est 80%. Cette situation ne pourra durer. D’une part, les réserves existantes ne sont pas extensibles à l’infini et, même si les stocks disponibles ont été revus à la hausse à diverses reprises ce dernier siècle, l’horizon pour le pétrole et le gaz se mesure en décennies. D’autre part, la consommation de combustible fossile rejette du gaz carbonique, de telle sorte que les rejets de gaz carbonique dans l’atmosphère avoisinent au niveau planétaire 30 milliards de tonnes. Ceux-ci, s’ils ne sont pas maitrisés, vont entraîner une modification majeure du climat.
Prototype de stockage d’hydrogène à haute pression. Référence : CEA – AIR LIQUIDE – ULLIT (M. Lamoureux/CSI). (Source CEA)
Il n’y a pas de solution miracle pour changer radicalement la manière dont l’humanité consomme de l’énergie primaire. Les scénarios envisagés sont une combinaison d’évolution des modes de vie (habitat, mobilité, consommation) et de technologies innovantes qui remplaceront celles mises au point au vingtième siècle dans un contexte d’abondance. On demande à la science de proposer des solutions pour garantir un futur viable pour les générations futures. Parmi celles-ci le développement d’énergies non productrices de gaz carbonique (énergies renouvelables, nucléaire, stockage du gaz carbonique), l’adaptation des réseaux de distribution de cette énergie à une production plus décentralisée et à de nouveaux vecteurs (hydrogène) et peut-être surtout la mise au point de dispositifs (parfois aussi de modes de vie) moins gourmands en énergie (habitat, transport, production industrielle).
Action transverse « énergie bas carbone »
(Source CEA)
C’est dans ce contexte que s’est créé sur le campus du plateau de Saclay, un pôle d'animation scientifique Climat-Environnement-Energie. Ce pôle contient le programme transverse « énergie bas carbone » qui implique plus de 30 laboratoires issus de douze établissements, et s’appuie sur des compétences variées : ingénierie, chimie, économie, sciences et technologies de l’information et de la communication, nanosciences. Ce programme associe également des industriels (grands groupes et PME), des pôles de compétitivité comme Advancity. Il devrait également être à l’origine de la création de nouvelles start-up.
Le but est de constituer un socle d’innovations, de ruptures scientifiques et technologiques et de valoriser une R&D en ingénierie sans équivalent en Europe, après l’arrivée sur le Plateau des écoles d’ingénieurs, et d’industriels directement impliqués. L’ensemble des chercheurs publics regroupera près de 2 000 personnes, dont 50% liées au nucléaire. La mutualisation des compétences scientifiques et un meilleur couplage avec la recherche amont, permettront d’atteindre une taille critique mobilisable sur un programme collaboratif ambitieux, comparable aux meilleurs programmes mondiaux, comme le « Global Climate & Energy Project » de l’Université Stanford.
Cet ensemble contribuera à la formation. Certaines spécialités de Masters se développent déjà comme le développement de la formation supérieure internationale en Energie Nucléaire et en ingénierie des nouvelles technologies de l’énergie, avec un projet de master international « Nuclear Energy » opérationnel en 2009 ou la création par le PRES UniverSud Paris d’une chaire internationale et d’un M2 « Generating eco-innovation ».
Il s’agit de fédérer tous ces acteurs autour de la thématique « énergie à bas carbone », en concertation avec les industriels de l’énergie et avec le renfort des formations dans le domaine de l’énergie. Cet ensemble orientera son activité sur cinq grands axes thématiques :
- Les systèmes et réseaux d’énergie
- L’efficacité énergétique des procédés et systèmes dans l’industrie et le bâtiment
- L’énergie solaire photovoltaïque en couches minces
- La dé-carbonisation des combustibles
- L'énergie nucléaire.
Le cas de l’énergie solaire
- Deux opérations spécifiques à l’énergie solaire sont déjà envisagées à ce stade : Le regroupement à Palaiseau de l’équipe de recherche commune « NanoPV » qui travaille sur le photovoltaïque en couches minces de silicium, soutenue par TOTAL, et de l’Institut de R&D sur l’Energie Photovoltaïque d'EDF de Chatou.
- La construction d’un Centre de Recherche sur l’Energie Solaire soutenu par TOTAL, sur le thème « carburants solaires par photo-réduction de CO2 ».
Panneaux solaires (Source Supélec)
