Le 26 septembre dernier, l’ADEME organisait le deuxième Forum des Innovations 
sur le thème « Entrevoir ce que sera demain ». En plus des débats thématiques proposés fortement axés sur les moyens de répondre au changement climatique(1) étaient présentés les différents projets de démonstrateurs de recherche mis en place dans le cadre des Investissements d’Avenir. Tour d’horizon de ces projets.
De juin 2008 à décembre 2009, l’ADEME a attribué plus de 170 millions d’euros de subventions à des industriels afin d’expérimenter des démonstrateurs à l’échelle industrielle et de valider de nouveaux concepts technologiques. Depuis, les Investissements d’Avenir ont pris le relais. A ce titre, l’Agence s’est vu attribuer 2,85 milliards d’euros (sur un total de 35 milliards) pour accompagner l’innovation dans les sujets relevant de sa compétence : énergies renouvelables et décarbonées, réseaux électriques intelligents, véhicules du futur, chimie verte et économie circulaire des déchets(2).
Créée spécifiquement, la direction des Investissements d’Avenir devrait avoir instruit une centaine de projets d’ici fin 2011. Energies renouvelables et décarbonées D’ici 2020, la France devrait produire 23% de son énergie à partir de ressources renouvelables : elle en est aujourd’hui à 12%. Parmi les projets EnR présentés, une place majeure était accordée à ceux liés aux énergies marines. Il est en effet évident que la France dispose d’un gisement considérable à exploiter dans ces domaines mais aussi que ce type d’énergie présente l’atout fondamental est d’être nettement moins intermittente que d’autres EnR.
Ainsi, en matière d’hydroliennes était présenté le projet Sabella déjà bien avancé (le 3e prototype est déjà immergé depuis 2008, la phase d’industrialisation devrait démarrer prochainement). Sabella pourrait, par exemple, rendre l’île d’Ouessant totalement autonome en énergie. Autre projet présenté : Orca, un pilote d’hydrolienne d’1 MW permettant de tester en conditions les aspects physiques, électriques, écologiques et matériaux avant passage à la phase commerciale (piloté par Alstom). L’énergie thermique des mers (ETM), qui utilise la différence de température entre l’eau chaude de surface (25°C) et l’eau plus froide des profondeurs (5°C) pour produire de l’électricité via un système comparable à la pompe à chaleur, constitue un autre type d’énergie marine, exploitable sans intermittence dans les mers tropicales et équatoriales.
Le projet présenté, piloté par DCNS, devrait voir un premier prototype installé à la Réunion fin 2011 et une centrale pilote de 10 MW est également prévue d’ici 2016. Autre projet particulièrement prometteur : le projet VLH piloté par MJ2 Technologies qui consiste à turbiner les très basses chutes d’eau, entre 1,40 et 2,80 mètres (petite hydoélectricité). Si, aujourd’hui, il n’y a quasiment plus de sites exploitables pour l’énergie hydroélectrique au sens large (tous sont déjà pris), un gisement considérable existe sur les chutes de faible hauteur comme les fermes piscicoles, les canaux et même les centrales hydroélectriques existantes.
L’intérêt ici, c’est de pouvoir exploiter une énergie perdue et sans impact majeur sur les migrations de poissons. S’agissant du solaire étaient présentés un capteur solaire hybride (PV / thermique) intégrable au bâti et permettant d’augmenter le rendement de conversion de l’énergie solaire en énergie utile (projet Aérosol2 piloté par le Costic) ainsi qu’une microcentrale solaire autorisant l’électrification rurale dans les pays émergents (projet MICST piloté par Schneider Electric).
Côté éolien, notons un système de mesure du vent à bord des éoliennes visant notamment à réduire les incertitudes de production et à optimiser le fonctionnement des aérogénérateurs (projet Wind Iris piloté par AventLidar Technology) ainsi que les éoliennes maritimes flottantes à axe vertical permettant de s’affranchir de l’obstacle des profondeurs marines (projet Vertiwind piloté par Technip).
Et en matière d’hydrogène et de piles à combustibles (PAC), deux projets étaient présentés : le projet Combipol qui vise à fabriquer des plaques bipolaires pour PAC (CEA et al.) et un projet piloté par Michelin Recherche et Technique SA en vue de transformer un véhicule électrique en véhicule à hydrogène. Par ailleurs, quatre projets relatifs aux bâtiments et îlots à énergie positive étaient présentés Green Office dans les Hauts-de-Seine (immeuble tertiaire à énergie positive de Bouygues Immobilier mais dont le promoteur a lui-même avoué qu’il était construit loin de tout et donc particulièrement dépendant de la voiture) ; l’extension / réhabilitation d’une école de musique dans les Vosges (Gérardmer) dans un objectif supérieur au BBC (bâtiment basse consommation) ; la réhabilitation d’une ancienne école en logements bioclimatiques dans les Deux-Sèvres ; la construction d’un bâtiment tertiaire passif exemplaire dans le Finistère : cette construction, pilotée par une association d’aide à domicile en milieu rural dont elle sera le siège, est mise en œuvre avec un collectif d’entreprises locales.
Réseaux électriques intelligents
Les « smart grids » doivent permettre de relever un double défi : faciliter l’intégration des EnR dans le bouquet énergétique et maîtriser la demande d’électricité par une meilleure adaptation à l’offre. Plusieurs évolutions sont possibles selon le degré et la forme de décentralisation des réseaux électriques ou selon le choix de régulation. Les voies de recherche et de déploiement portent bien sûr sur l’innovation technologique mais aussi sur l’innovation sociale et sociétale et sur le caractère économique et régulatoire, une généralisation des smart grids pouvant faire émerger de nouvelles activités industrielles et de nouveaux modèles d’affaires.
Les projets présentés couvrent des aspects différents : Ijenko consiste en une plate-forme de services d’efficacité énergétique ; Millener vise les îles en vue de réduire leurs consommations électriques et de mieux y insérer les EnR (piloté par EDF Systèmes énergétiques insulaires) ; REFLEXE - Réponse de flexibilité électrique pour les réseaux intelligents, permet d’identifier et de quantifier les gisements de flexibilité sur toute la chaîne énergétique de manière à optimiser l’équilibre production / consommation en présence d’EnR variables et décentralisées (piloté par Veolia Environnement).
Atos Worldgrid (piloté par ErDF) est un système d’information qui autorise une lecture et une gestion à distance du compteur Linky en s’assurant de son interopérabilité, ce que Linky ne permet pas aujourd’hui, les consommateurs n’ayant pas un accès direct à leur consommation. Enfin particulièrement intéressant, le projet EnR-Pool piloté par Energy Pool entend apporter des solutions au problème de l’équilibre entre production et consommation en s’appuyant sur une participation active des consommateurs. Ce projet illustre parfaitement l’évolution attendue vers ce que l’on appelle les « consomm’acteurs » puisque chacun pourra moduler sa consommation en fonction de la production d’énergie, ici issue des EnR.
Véhicules du futur
S’inscrivant résolument dans les thématiques « transport, ville durable et éco-mobilité », plusieurs projets en matière de véhicules décarbonés étaient présentés parmi lesquels : – des véhicules légers (Quat’ode : véhicule électrique et inclinable piloté par Véléance ; Forewheel : véhicule électrique sans moteur sous le capot piloté par Michelin ;
Hybrelec, chaîne de traction électrique testée sur un véhicule électrique et un hybride rechargeable piloté par Valeo et Vélv : tricycle électrique piloté par PSA Peugeot Citroën), – un véhicule utilitaire (Velroue : utilitaire bi-mode à moteur-roues piloté par Renault), – un système de traction électrique pour deux-roues urbains (projet LIM – Lithium Ion Mobility, piloté par Boxer Design) – un moteur thermique à taux de compression variable autorisant une réduction de 20% à 35% de la consommation et des émissions de CO2 des véhicules légers (Flower MCE-5 VCRI, piloté par MCE-5 Développement). – des véhicules de transports en commun (Watt : trolley-bus électriques sans fil, se rechargeant à chaque arrêt via un bras articulé et automatisé, piloté par PVI).
Les premiers essais dynamiques sur site privé sont prévus dès la fin 2011. Notons également le projet AMARE – Accrochage mécanique automatique à rendez-vous électronique qui consiste en un dispositif de stationnement et de recharge automatique « mains libres » pour véhicules électriques. Il piloté par Modulowatt Ingénierie.
Chimie verte
Les transports et l’industrie chimique sont particulièrement dépendants des ressources fossiles (énergie ou matériau). Pour pallier ceci, d’importantes recherches sont menées en vue d’utiliser les matières premières renouvelables issues de la biomasse en substitution à ces produits fossiles. Les développements concernent les « biocarburants avancés » (i.e. issus de la transformation de biomasse non alimentaire) et la « chimie du végétal » (qui favorise l’utilisation de molécules biosourcées compétitives et de nouvelles molécules).
En matière de biocarburants était ainsi présenté le projet Gaya, piloté par GDF Suez, dont l’objectif est de développer une filière technologique performante de production de biométhane de 2e génération (cf. méthanation catalytique par gazéification / méthanation de biomasse ligno-cellulosiques). Et dans le domaine des matériaux biosourcés, deux projets portent sur le bioplastique à base de céréales (l’un est 100% compostable : projet Biolice porté par Limagrain ; l’autre est apte au contact alimentaire : projet Vegemat porté par Vegeplast SA).
D’autres projets de bio-ressources concernent les travaux publics (cf. Végécol, liant végétal permettant de remplacer le bitume, piloté par Colas) ou encore la menuiserie (cf. Biobat, matériau à base de résines synthétisées à partir de coproduits de la filière vitivinicole et sylvicole et des renforts en fibres de lin continues, véritable alternative au PVC et à l’aluminium, piloté par Innobat).
Economie circulaire
On entend par « économie circulaire » un modèle économique qui tend à maîtriser l’ensemble des flux (énergie et matière) de manière à ce que ceux-ci reproduisent le fonctionnement quasi-cyclique des écosystèmes. Tendre vers l’économie circulaire passe notamment par deux aspects fondamentaux : une valorisation optimisée des déchets et des démarches élargies d’éco-conception, tant sur les produits et procédés que sur les services. Deux projets spécifiques étaient présentés dans ce cadre : le projet Innoveox (traitement des déchets organiques) et le projet MacPMR (basé sur le « remanufacturing »).
Fonctionnant sur le principe de l’oxydation hydrothermale en milieu supercritique, le système Innoveox, piloté par l’entreprise de même nom, permet de détruire jusqu’à 99,99% des déchets organiques de l’industrie (chimique, pharmaceutique, agroalimentaire,…) et ce, sans générer d’émissions dans l’air ni de rejets dans l’eau. Il autorise même une valorisation de l’énergie produite. Quant au projet MacPMR piloté par le Lismma – un laboratoire de Supmeca Toulon, il consiste en une méthode d’aide à la conception de produits remanufacturables (un article lui est entièrement dédié dans la rubrique « Performance des process »).
(1) Cf. : Les énergies de demain ; Ville du futur, une synergie nécessaire entre bâtiments et réseaux électriques intelligents ; Repenser les transports et la mobilité.
(2) Dont 1,35 mrd pour les énergies renouvelables et décarbonées et la chimie verte ; 1 milliard pour les véhicules du futur (750 M€ : véhicules routiers, 150 M€ : ferroviaire, 100 M€ : maritime et fluvial) ; 250 M€ pour les réseaux électriques intelligents et 250 M€ pour l’économie circulaire des déchets.
Hélène Bouillon-Duparc
