La transition vers un avenir plus durable est indispensable si nous voulons préserver notre planète.
De nombreuses innovations transforment le secteur des énergies renouvelables. Les nouvelles technologies énergétiques gagnent en popularité, sensibilisant ainsi davantage la population à l’adoption de solutions plus propres, comme les technologies énergétiques vertes. De nombreuses industries adoptent des changements et se concentrent sur la création de solutions plus durables, allant des sources d’énergie renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne, au stockage de l’énergie, aux véhicules électriques, aux pompes à chaleur innovantes, aux technologies de l’hydrogène, aux réseaux électriques intelligents, ainsi qu’à d’autres alternatives au charbon, au pétrole et au gaz.
Avec l’essor des énergies renouvelables, l’abandon progressif des combustibles fossiles devient envisageable. C’est dans cette optique que cet article se focalise sur les innovations durables basées sur les technologies énergétiques propres, façonnant ainsi un avenir nouveau, meilleur et plus vert pour le monde.
Notre univers est une mer d’énergie – une énergie gratuite et propre. Tout est là, en attente que nous prenions le large.
Robert Adams, photographe paysagiste américain
Les technologies énergétiques durables qui transforment le secteur de l’énergie
Avec la croissance de l’intelligence artificielle (IA), de la fabrication additive, de l’automatisation et d’autres technologies, la transition vers un avenir plus propre devient plus accessible. De nombreuses avancées récentes dans le domaine de l’énergie permettent de surveiller et de contrôler les infrastructures, tout en améliorant l’environnement grâce au remplacement des anciens équipements par des solutions plus récentes basées sur l’ingénierie énergétique durable. Par exemple, les caméras thermiques sont utilisés pour
détecter les dommages causés aux installations solaires par la surchauffe, tandis que les transmetteurs de pression peuvent être employés dans des applications liées à l’hydrogène pour évaluer la force d’expansion d’un échantillon liquide ou gazeux.
Grâce aux progrès technologiques, un nombre croissant d’aspects peuvent être contrôlés et mesurés, offrant ainsi au monde entier la possibilité de construire un environnement plus durable. Voici donc quelques-unes des tendances qui façonnent le secteur de l’énergie.
1. Trains à énergie solaire
Thomas A. Edison, l’un des inventeurs les plus importants dans le secteur de la production d’énergie électrique, a affirmé : « Je miserais sur le soleil et l’énergie solaire. Quelle source d’énergie ! J’espère que nous n’aurons pas à attendre l’épuisement du pétrole et du charbon pour nous y attaquer. » Cette citation démontre l’énorme potentiel de l’énergie solaire.
Cependant, bien que l’énergie solaire soit l’une des sources d’énergie renouvelable les plus populaires, elle n’a pas encore atteint le même niveau de popularité que les combustibles fossiles. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), dans le monde entier, les trois quarts de la capacité renouvelable supplémentaire en 2023 provenaient uniquement de l’énergie solaire photovoltaïque (PV). De plus, par rapport à 2022, les ajouts d’énergie solaire PV et éolienne devraient plus que doubler d’ici à 2028, dépassant régulièrement les records pour atteindre près de 710 GW.
De nombreuses personnes partagent l’avis d’Edison et s’efforcent de découvrir de nouveaux moyens d’exploiter l’énergie solaire pour stimuler l’innovation dans le domaine des énergies renouvelables, comme les trains à énergie solaire. Ce mode de transport peut fonctionner toute la journée sans nécessiter de recharge. Selon un reportage de la BBC sur les chemins de fer solaires (voir ci-dessous), le train exporte 75 % de l’énergie qu’il génère vers le réseau.
2. Panneaux solaires à base de déchets alimentaires
Les progrès dans les secteurs de l’énergie ne cessent de se manifester. Une récente avancée notable concerne les panneaux solaires fabriqués à partir de déchets alimentaires. Ce matériau révolutionnaire a été élaboré à partir de particules lumineuses de fruits et de légumes jetés. L’étudiant en ingénierie, Carvey Ehren R. Maigue, employé chez AuReus, en est l’inventeur et son concept lui a valu de remporter le prestigieux prix James Dyson.
3. Énergie éolienne sans pale
Avec l’évolution des nouvelles technologies, des solutions plus avancées émergent pour les nouvelles sources d’énergie, notamment dans le domaine des éoliennes. Bien que tout le monde soit familier, ou du moins ait vu, les éoliennes traditionnelles, souvent de grande taille et installées en mer ou sur terre, dont nous avons discuté dans cet article, avez-vous déjà rencontré une conception d’éolienne innovante qui n’utilise pas de pales rotatives ?
Une start-up espagnole, Vortex Bladeless, a introduit ce nouveau design. Une tige élastique est utilisée pour ancrer verticalement dans le sol l’éolienne sans pale de 3 mètres de haut. Conçue pour osciller dans la plage de vitesse du vent, les vibrations résultantes génèrent de l’énergie. Ces éoliennes sans pales peuvent être installées dans des zones urbaines ou résidentielles, là où l’espace nécessaire à la construction de parcs éoliens conventionnels fait défaut.
4. Batteries lithium-ion en verre
L’importance des batteries dans la transition vers les énergies renouvelables est considérable. Grâce aux batteries lithium-ion, une innovation de John Goodenough, nous disposons des batteries les plus denses en énergie et les plus fiables, qui sont utilisées dans les véhicules électriques et de nombreux appareils électroniques. Goodenough, surnommé le « père des batteries lithium-ion », a été récompensé du prix Nobel de chimie pour cette invention. Cependant, cela ne l’a pas empêché de contribuer au développement d’une batterie lithium-ion en verre dont la capacité augmente avec l’âge et dont la densité d’énergie est deux fois supérieure à celle des batteries lithium-ion classiques.
Ces batteries ont une durée de vie bien plus longue que les batteries conventionnelles. De plus, elles fonctionnent à des températures plus basses, se rechargent plus rapidement, coûtent moins cher, sont plus sûres (elles ne sont pas inflammables) et stockent davantage d’énergie au fil du temps.
5. Pneus « rechargeables »
Goodyear développe une idée novatrice pour les véhicules électriques afin de réduire le temps de remplacement des pneus. La marque a dévoilé ce qu’elle appelle un « concept révolutionnaire de pneu auto-régénérant qui peut s’ajuster et se transformer pour répondre aux besoins de mobilité individuels. Imaginez un pneu qui se module en fonction des
conditions météorologiques, de l’état de la route ou de votre style de conduite. La nouvelle innovation de Goodyear est fabriquée à partir d’une substance biologique et renforcée par des fibres inspirées de l’une des substances les plus résistantes de la nature, la soie d’araignée. Elle est donc entièrement biodégradable et incroyablement résistante.
6. Arbres solaires imprimés en 3D
Au lieu de détruire des arbres pour produire de l’énergie, pourquoi ne pas les cultiver ? Des chercheurs du centre de recherche technique VTT de Finlande ont développé un prototype d’arbre capable de capter l’énergie solaire, cinétique et thermique de son environnement, que ce soit à l’intérieur ou à l’extérieur. Ce système peut stocker l’énergie et la convertir en
électricité pour alimenter de petits appareils tels que des ampoules LED, des humidificateurs, des thermomètres et des téléphones portables.
Les arbres artificiels collecteurs d’énergie peuvent être reproduits à l’infini grâce à l’impression 3D. Ils ont été conçus pour imiter l’apparence des arbres afin de pouvoir être intégrés dans des jardins et d’autres environnements naturels.
7. Avions alimentés par des déchets
Le transport aérien est l’une des activités humaines les plus émettrices de carbone. En plus des panneaux solaires fabriqués à partir de déchets mentionnés précédemment, ceux-ci peuvent également être utilisés pour propulser les avions. Ces avions, alimentés par des déchets, sont propulsés par des carburants dérivés de déchets tels que les déchets humains « humides », les aliments et les eaux usées, le bois et les ordures ménagères, qui réagissent avec des produits chimiques catalytiques.
De plus en plus d’entreprises se concentreront-elles sur la production de carburéacteur à partir de sources de carbone résiduel telles que les déchets alimentaires et les ordures ménagères ? Les conséquences climatiques de ce carburant seraient moindres que celles du carburant traditionnel, car il est dérivé de plantes qui absorbent le dioxyde de carbone de l’atmosphère. Selon Popular Mechanics, les déchets alimentaires représentent 6 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, contre 2,5 % pour les avions. Il existe suffisamment de déchets humides utilisables pour remplacer 20 % de l’ensemble du carburant d’aviation, ce qui contribuerait également à éviter les cycles de mise en décharge libérant du méthane.
8. Énergie solaire 3.0
Vous avez probablement entendu parler des révolutions industrielles telles que l’industrie 5.0, qui met l’accent sur la collaboration entre les humains et les robots, mais connaissez-vous solar 3.0, la révolution de l’industrie solaire ?
Solar 3.0 représente une nouvelle génération de centrale solaire photovoltaïque, entièrement
répartissable, qui intègre une batterie ou une autre unité de stockage permettant de fournir plus ou moins d’énergie au réseau en fonction des besoins. La principale innovation réside dans l’utilisation de pérovskites, qui nécessitent entre 10 et 1000 fois moins de matériaux que les cellules en silicium cristallin, actuellement les plus couramment utilisées. Pour en savoir plus, regardez la vidéo ci-dessous.
9. Nanotubes de carbone
Des étudiants du Massachusetts Institute of Technology ont découvert un matériau innovant
composé de nanotubes de carbone, capable de produire de l’électricité en absorbant l’énergie de son environnement.
De minuscules particules de carbone capables de générer un courant simplement en réagissant avec le liquide qui les entoure peuvent être utilisées pour produire de l’énergie. Selon les chercheurs, le liquide, un solvant organique, attire les électrons des particules, créant ainsi un courant qui peut être utilisé pour alimenter des dispositifs de robotique à l’échelle micro- ou nanométrique, ou pour catalyser des réactions chimiques.
10. Le bâtiment qui se refroidit lui-même
Nous avons déjà exploré la thématique des bâtiments écologiques dans nos articles précédents, soulignant leur importance dans l’aménagement urbain, leur capacité à atténuer les effets du changement climatique et leur efficacité énergétique et hydrique.
Cependant, qu’en est-il des bâtiments qui parviennent à se rafraîchir sans recourir à la climatisation traditionnelle ?
Dans la nature, les termites construisent d’imposants monticules ventilés grâce à un réseau complexe de tunnels. L’architecte zimbabwéen Mick Pearce a puisé dans le biomimétisme pour concevoir un système de refroidissement naturel, s’inspirant de la nature et de la créativité des termites. Le résultat est un chef-d’œuvre architectural qui tire parti de l’air rafraîchissant nocturne et de l’épuisement de la chaleur diurne pour obtenir un contrôle passif du climat atteignant jusqu’à 90 %.
L’avenir de l’énergie est numérisé et durable
Cependant, certaines de ces technologies innovantes pourraient ne pas voir le jour sans les progrès technologiques complémentaires. La durabilité nous invite à reconsidérer ce que nous utilisons déjà et à découvrir et réutiliser le potentiel des déchets alimentaires ainsi que les trésors que nous offre la nature.
Par exemple, les arbres solaires ne seraient probablement pas une réalité sans la fabrication additive, tout comme les pneus rechargeables sans l’invention des batteries rechargeables. Ainsi, la numérisation peut jouer un rôle essentiel dans la transition vers un secteur de l’énergie plus propre en facilitant la découverte et le développement de technologies énergétiques durables, notamment grâce à l’utilisation de l’impression 3D et des compteurs d’énergie. La numérisation évolue rapidement et semble devenir une composante intégrale de nos vies. De plus en plus d’appareils se connecteront au réseau, et il est probable qu’à terme, tout fonctionnera dans un réseau interconnecté de données et d’énergie.
*Distrelec n’ayant testé aucune de ces innovations, nous ne sommes pas en mesure de confirmer les affirmations de leurs créateurs.
