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.

Chevreul a été membre de la Société nationale d’agriculture de 1832 à sa mort, il en a présidé les débats pendant 40 ans. Il y développe sa définition de l’espèce chimique. Ses interventions, en tant que chimiste, dans les domaines de la sécurité, de la formation et de la protection de l’environnement, illustrent les liens entre la chimie et l’agriculture.

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C’est la visite, en 1994, de l’usine de Parentis-en-Born dans les Landes qui est à l’origine de ce texte. Du bois de pin subit la carbonisation afin d’obtenir du charbon de bois puis on augmente la porosité de ce charbon de bois, c’est l’activation. L’adsorption est favorisée grâce à la porosité de l’adsorbant. Elle est caractérisée par l’intensité d’adsorption et par la capacité d’adsorption. La force avec laquelle un corps (adsorbat) est fixée sur l’adsorbant montre l’intensité d’adsorption tandis que la quantité maximale d’adsorbat fixable sur un adsorbant indique la capacité d’adsorption. Des exemples sont données. Des lois générales ne peuvent pas être fixées. Il existe une activation physique et une activation chimique qui sont décrites. Le charbon actif peut-être utilisé sous forme de poudre et de granulés. Les applications sont très nombreuses et dans des domaines très variés.

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En 1985, Harold Kroto (1939-), Robert Curl (1933-) et Richard Smalley (1943-2005) découvrent de nouvelles formes de carbone qui sont appelées fullèrenes. Ce sont des structures moléculaires de carbone comprenant de très nombreux atomes de carbone. La structure la plus connue et la plus stable est une molécule formée de 60 atomes de carbone situés aux sommets d’un icosaèdre tronqué, elle a l’aspect d’un ballon de football. Cette molécule est un semi-conducteur intrinsèque. Si l’on insère des atomes de potassium dans cette molécule, on obtient  un supraconducteur à 18 K.

Ressource proposée par CM ^*