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L’épuisement prévisible des ressources énergétiques fossiles rend inévitable le remplacement de ceux-ci par des ressources renouvelables. Parmi ces dernières, la biomasse joue un rôle croissant, sans pour autant faillir à sa mission principale, l’alimentation de l’humanité (plus de 9 milliards en 2050).

L’article passe en revue les différents moyens d’augmenter les ressources (optimisation de l’occupation des sols, accroissement des rendements, réduction des pertes). Puis on décrit les principaux usages de la biomasse au niveau de la transition énergétique, le développement des procédés correspondants, les différents types de biomasses utilisables. Le point est fait sur l’état actuel et le futur probable de cette ressource énergétique renouvelable.

Objectif : montrer l’importance de la biomasse, source d’énergie renouvelable, pour faire face à la transition énergétique nécessaire.

S’il est une nécessité absolue pour l’avenir, c’est bien celle de pérenniser les moyens de transport. Diversifier les sources d’énergie tout en protégeant l’environnement est donc un enjeu déterminant. Le document décrit à cet effet, d’une part les nouvelles technologies de combustion pouvant aboutir à la réduction des sources de pollution et, d’autre part, les principales voies chimiques pour la production de biocarburants, que ce soit la filière classique (biocarburants de première génération) ou les filières du futur dites de deuxième génération.

Objectif : montrer l’importance de la recherche-développement en chimie pour l’amélioration des opérations de combustion des carburants actuels et pour la mise au point des principales voies de production des biocarburants de première et de deuxième génération.

Dossier « vérité »sur les ressources, l’extraction, les risques géologiques et la pollution, l’impact économique, dans l’exploitation du gaz de schiste. Variantes possibles comme le gaz de houille.

Objectif : Évaluer les potentialités et les nuisances du gaz de schiste.

Quelles énergies, pour quelle efficacité, quels coûts et quelles applications? Et pour quel avenir, en particulier pour le pétrole, le charbon et l’énergie nucléaire?

La production d’énergie est confrontée à des défis majeurs comme la demande croissante des besoins énergétiques mondiaux, en particulier pour les populations démunies, et le développement des énergies durables pour limiter l’impact climatique.

La modification à moyen terme des productions et des producteurs d’énergie et l’interdépendance des marchés mondiaux entraîneront des bouleversements du système énergétique.

Objectif : montrer que l’accès àl’électriciténe dépend pas uniquement de sa production, mais aussi d’un ensemble complexe de facteurs géopolitiques et environnementaux. L’efficacitéénergétique en sera un des paramètres.

Éoliennes, panneaux solaires ou énergie nucléaire, la plupart des moyens connus pour produire de l’électricité ou de la chaleur à grande échelle trouvent leur limite dans leur stockage. Ce défi scientifique et technologique est à l’interface de la chimie, la physique et les sciences technologiques. Il fait appel à la recherche et à l’innovation.

Objectif : montrer qu’un des problèmes majeurs de la production d’énergie réside dans sa fourniture à la demande.

Parallèlement à la raréfaction des sources fossiles, l'avenir prévoit une augmentation des besoins énergétiques par habitant, ce qui nécessite de revisiter notre modèle actuel avec le souci de limiter l’impact sur le climat. Le rôle de la chimie est souligné dans l'évolution du nucléaire, que ce soit pour l'optimisation des ressources naturelles, le suivi analytique des actinides, la réduction de la radioactivité des déchets ultimes ou l'optimisation du recyclage, sans oublier la prévention de la corrosion et des déformations de matériaux utilisés ici dans des conditions extrêmes. L'apport futur de la nanochimie est envisagé, la substitution du cobalt au platine dans les piles à combustible, le stockage de l'énergie dans les batteries, la biomasse comme source d'énergie renouvelable, le recyclage du dioxyde de carbone.

Objectif : montrer le rôle de la chimie dans la production et la gestion des énergies fossiles ou renouvelables.

Les énergies photovoltaïque ou éolienne sont intermittentes et non prévisibles. En revanche, celle des hydroliennes est continue et totalement prévisible puisque liée aux courants des marées et des vagues. L'eau, 800 fois plus dense que l'air, fournit la même puissance qu'une éolienne avec des pales trois fois moins encombrantes. Les inconvénients sont signalés : encrassage, corrosion et difficulté de transport de l’électricité. L'attention est attirée sur l'énergie thermique, celle des vagues, ou encore l'exploitation de la pression osmotique.

Objectif : recherche d’une énergie durable et prévisible.

Le gaz ammoniac est connu depuis l’Antiquité mais comme il est très soluble dans l’eau, il faut attendre la fin du XVII^e siècle pour que Johannès Kunckel (~1630-1703) le prépare. Puis Joseph Priestley (1733-1804) le recueille sur une cuve à mercure et précise ses propriétés. En 1785, Claude Louis Berthollet (1748-1822) détermine la composition de l’ammoniac : de l’azote (moffette) et de l’hydrogène (gaz inflammable de l’eau). Mais Humphry Davy (1778-1829) prétend qu’il y a de l’oxygène dans l’ammoniac, le fils de Berthollet, Amédée (1780-1811) reprend la question et valide le résultat de son père.

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