Ressources

Sans énergies nos civilisations disparaitraient, et les quantités consommées augmenteront de plus en plus pour une population qui doit passer de 6 à 9 milliards d’habitants d’aujourd’hui à 2050. L’enjeu énergétique est un problème économique, social et scientifique auquel les chimistes apportent leurs concours à tous les niveaux et dans tous les aspects : applications plus efficaces des sources disponibles, recherches de nouvelles sources, technologies clefs pour la production, stockage et transformation de l’énergie, non contribution au risque de changement climatique.
Parmi les défis technologiques à relever au cours des prochaines années, on peut citer : le développement des biocarburants, les technologies de séquestration et capture de CO2, la production d’énergie photovoltaïque, la maitrise de l’énergie éolienne, les piles à combustibles de faible puissance, le perfectionnement des technologies de fission nucléaire, les solutions à long terme de gestion des déchets nucléaires.
Il faut revisiter notre modèle énergétique et les leviers d’action sont : l’économie d’énergie, la diversification des sources et l’augmentation raisonnée de la production globale d’énergie, l’amélioration de l’efficacité et de a flexibilité des réseaux de distribution.
Les questions posées par l’usage massif des combustibles fossiles (épuisement des ressources et perturbations climatiques) impliquent des impacts sur notre mode de vie : au niveau de l’habitat (isolation), de l’urbanisme, des transports, du recyclage des matières premières.
Quelle que soit l’évolution de la part du nucléaire dans le mix électrique, la chimie joue un rôle essentiel pour en sécuriser et en optimiser l’usage, car elle intervient à toute les étapes de l’industrie nucléaire : traitement du minerai, enrichissement, fabrication du combustible, fonctionnement des réacteurs et traitement des combustibles usés et gestion des déchets sont des objectifs majeurs.
La biomasse désigne l’ensemble des matières organiques pouvant devenir source d’énergie par combustion, transformation chimique ou production de biogaz par fermentation. Il faut utiliser les compétences de la chimie des procédés pour développer les biocarburants actuels (dont l’intérêt est limité par la disponibilité des surfaces agricoles) ou ceux qui utilisent des végétaux naturels non agricoles dont l’intérêt est limité par le dégagement de CO2. Par ailleurs les biocarburants du futur qui s’appuient sur la chimie bio-inspirée, la chimie enzymatique et les micro-organismes comme les micro-algues, qui exploitent largement la matière végétale, de nouveaux procédés chimiques potentiellement économes en énergie peuvent être mis au point par les laboratoires.
Les procédés du futur devront reposer sur une analyse du cycle de vie pour être durables et économes des ressources naturelles grâce à une chimie innovante qui fait appel à des connaissances aux interfaces de la biologie, de la physique et de la chimie.
Les nanomatériaux et la nano chimie sont des éléments clés pour le développement des énergies décarbonées et l’économie des ressources naturelles : cellules photovoltaïques, piles à combustibles, matériaux pour batteries, composants pour le stockage de l’énergie.
Si l’objectif d’une contribution des énergies renouvelables à hauteur de 20 % de notre consommation finale d’énergie en 2020 fait l’unanimité, l’intermittence en est le principal défaut et stocker l’électricité est un défi scientifique et industriel auquel la chimie apportera une contribution importante : il faudra ensuite rendre les réseaux électriques de plus en plus intelligents (smart grid) pour accorder les pointes de consommation et les déficits de production et tirer tout le parti nécessaire de ces nouvelles capacités de stockage.