Cet exposé montre que les deux modes d’utilisation des batteries – collecte/concentration des énergies renouvelables et conception d’un réseau multi-échelle de connexion entre la source et le consommateur -impliquent des exigences et des critères de sélection parfois très différents qui guident et justifient les voies d’amélioration actuellement explorées. Ce chapitre illustre l’évolution des recherches en montrant comment ces aspects sont abordés grâce à la mise au point d’accumulateurs Na-ions capables d’être rechargés très rapidement et d’autre part à la synthèse et études d’électrolytes solides inorganiques non inflammables. Ces développements ont révélé des problèmes et des limitations encore non résolus qui montrent l’étendue et la marge de progression et d’adaptabilité du domaine qui est illustré par quelques prospectives.

Ce chapitre présente la filière hydrogène comme vecteur d’énergie décarbonée. Les différents usages envisagés pour l’hydrogène sont présentés, ainsi que les différentes filières, leur empreinte CO_2, le stockage, le transport, la distribution et les coûts associés. Les défis à relever pour baisser les coûts et accroitre les volumes d’ici 2030 sont discutés.

Jean-Claude Bernier fait une étude comparative de l’impact sur l’environnement des nouveaux véhicules électriques et thermiques. Sont décrits les divers moyens que la chimie et la métallurgie ont développé pour diminuer la consommation de carburant et la pollution avec un réel progrès dans l’atmosphère des grandes villes en un peu plus de 10 ans.

Les progrès de l’électrochimie et l’avènement des batteries ions/lithium industrielles entrainent la mise sur le marché de nouveaux véhicules électriques pour particuliers dans le monde entier. Sont examinées leurs qualités écologiques en fonction des mix électriques nationaux et des différents kWh plus ou moins carbonés. Avec le plan de relance se greffent les véhicules à hydrogène, et l’impact environnemental de ces nouveaux véhicules est examiné. Leur développement est discuté, ainsi que leur influence sur le transport ferroviaire, poids lourds et automobiles particulières et les conséquences sociétales à moyen terme.

Madame Rivière montre que les équipes d’IFP Énergies nouvelles, par adjacence de compétences, travaillent à créer les innovations de la transition énergétique. La chimie catalytique qui est au cœur des procédés de raffinage apparaît aussi comme une compétence clé dans le développement des technologies bas carbone. Des exemples sont donnés concernant la transformation de la biomasse en carburant. L’économie circulaire et les procédés chimiques de recyclage des plastiques sont également présentés. D’autres enjeux comme l’hydrogène, le stockage d’énergie, le captage de CO₂ sont abordés.

Le Directeur Général présente à travers l’état d’avancement du programme international ITER en cours de réalisation sur le site de Cadarache en Provence les échéances vers la disponibilité de l’option « fusion de l’hydrogène ». Après un résumé scientifique de l’origine historique de ce grand programme international de recherche dont l’objectif est de construire le dit équipement ITER et d’en exploiter les potentialités pour démontrer la faisabilité d’usage de l’énergie de fusion de l’hydrogène, ce chapitre présente l’état actuel d’avancement du projet, son calendrier de réalisation avec un premier plasma fin 2025, la capacité de fusion à pleine puissance fin 2035 et au vu des résultats de recherches en 2040, la perspective d’une première installation industrielle connectée au réseau en 2050-2060.

La population mondiale va continuer à croitre et aspirera à un meilleur niveau de vie en consommant, pour de nombreux habitants de la planète plus d’énergie, quand d’autres devront consommer moins. Parmi les moyens de production d’électricité, le nucléaire est dans le peloton de tête en termes de faible production de CO₂par kWh et c’est un moyen de production pilotable. Christophe Behar montre qu’un mix énergétique souhaitable regroupant renouvelables et nucléaire est possible. Au-delà des Réacteurs à Eau Légère (REL), le contrat de filière avec l’État prévoit la mise en place de quelques Réacteurs à Neutrons Rapides (RNR) avant la fin du siècle, car cette technologie permet non seulement d’économiser fortement la ressource en uranium naturel, mais aussi de recycler parties des combustibles usés et de simplifier la gestion des déchets de très haute réactivité à vie longue.

L'aspect temps nécessaire de la transition énergétique est examiné par Monsieur Gregory de Temmerman ainsi que d’autres aspects importants à considérer pour la nécessaire transition à venir : l’acceptabilité sociale des différentes technologies, la gestion des déchets, les besoins en matériaux, l’occupation des sols… Ces sujets de controverse rendent l’adoption et la réalisation de grands projets difficiles et longs dans un contexte d’urgence climatique croissante. Différents exemples sont exposés.

Face à aux enjeux énergétiques et environnementaux du siècle, Benjamin Tincq montre comment les progrès technologiques et l’entreprenariat jouent un rôle décisif et présentent les facteurs clés du développement des « climate tech » et comment l’Europe peut se positionner face aux États-Unis et à la Chine.

Les discussions autour des transitions énergétiques souvent centrées sur le type de sources d’énergie négligent généralement le temps nécessaire pour mettre en place les technologies associées et les limites sur ce qui est physiquement possible.

Esquisser le paysage énergétique est un exercice indispensable pour élaborer des politiques énergétiques ou des stratégies d’entreprise qui par nature requièrent des temps de mise en œuvre. Après les nombreuses ruptures dues au contexte sanitaire de l’année 2020, comment envisager le paysage énergétique à long terme ? Comment caractériser les systèmes énergétiques auxquels nos sociétés aspirent ? Quels cheminements cohérents sont envisageables et souhaitables et quelles politiques les favoriseront ?

C’est à ces questions que tente de répondre Monsieur Jean-Eudes Moncomble du Conseil Français de l’Énergie.

Faire de l’énergie avec de l’eau sale ? Oui, c’est possible. Et pas seulement de l’énergie, mais aussi des molécules intéressantes pour la bioéconomie. Tout cela avec l’aide des micro-organismes. C’est la bioélectrochimie, qui donne un avenir aux déchets.