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Énergies alternatives

Que ce soit pour des raisons de changement climatique, ou ne serait-ce que pour prolonger la durée de vie et la disponibilité des combustibles fossiles pour les générations futures, nous devons substituer, aussi largement que possible, ces combustibles fossiles, et, pour cela, utiliser au mieux les énergies renouvelables : solaire, éolien terrestre ou marin, hydraulique. Toutes ces énergies, sauf l’hydraulique, sont alternatives.

Il faut très largement faire appel à la chimie pour permettre le développement des cellules photovoltaïques, des matériaux pour les batteries, des composants pour le stockage électrochimique ou des piles à combustible.

Pour répondre au défi du développement des énergies renouvelables, il faut mettre en place une gestion durable du cycle des matières premières (acier ou métaux stratégiques tels que les terres rares) : extraction de la mine, production et usage, recyclage, émissions et perte de matières premières et d’énergie. La chimie est présente à toutes ces étapes.

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Les sources d'énergie renouvelables, une réponse à la pauvreté énergétique ?

[Mots-clés] énergie, sources d'énergie renouvelables, terminale, grand oral

Sur 7,8 milliards d’êtres humains en 2021, 10 % n’ont pas accès actuellement à l’électricité. Cela a un impact sur la santé et l’éducation de ces populations. Ces manques affectent la compétitivité économique des pays concernés et freinent leur développement. Comment la chimie peut-elle contribuer à résoudre ce problème ? En savoir plus

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Chimie et effet photovoltaïque d'Edmond Becquerel à nos jours

[Mots-clés] effet photovoltaïque, photon, rendement, cellules et panneaux photovoltaïques, énergie du photon, interaction photon-matière, absorption

Depuis la découverte de l’effet photovoltaïque par Edmond Becquerel en 1839, l’efficacité des dispositifs de conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique a considérablement augmenté. Après une présentation de l’effet photovoltaïque, nous nous proposons ici de mettre en évidence l’importance des apports de la chimie dans le développement de l’énergie solaire. Nous verrons ensuite quels sont les usages actuels du photovoltaïque et, pour finir, quels seront sans doute ses usages futurs. En savoir plus

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Vers une énergie zéro carbone en 2050 : comment cela sera-t-il possible ?

[Mots-clés] énergie, politique énergétique, prospective, décarbonation de l’énergie, transition énergétique, réchauffement climatique, nouvelles technologies

En 2019, les débats sur la transition énergétique étaient déjà très nombreux, les enjeux principalement environnementaux portant au premier rang sur la lutte contre le changement climatique. Il faut maintenant tenir compte des modifications apportées par la pandémie de COVID-19 et de ses conséquences économiques et sociales. En savoir plus

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Zoom sur les derniers résultats de la production d’hydrogène « décarboné »

[Mots-clés] hydrogène, énergie, électrolyse, électrolyseur, décarbonation, pyrolyse biomasse, hydrogène naturel

L’expression « hydrogène à faible empreinte carbone » est plutôt recommandée par le Journal officiel [1]. L’hydrogène jouera sans doute un rôle important dans la transition énergétique. Il possède en effet l’énergie massique la plus élevée des combustibles (1200 MJ/kg) soit trois fois celle de l’essence ; de plus son utilisation dans les piles à combustible avec l’oxygène ne forme en effet que de l’eau sans aucune émission de produits polluants et fait l’objet de nombreux articles et dossiers dans la presse. Il est aussi à ce jour le meilleur moyen de stocker massivement de l’énergie sur une longue durée ce qui permet de répondre à l’intermittence des énergies solaire et éolienne [2]. En savoir plus

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Chimie et énergie, acteurs de la lutte contre le changement climatique

[Mots-clés] transition énergétique, technologie, énergies renouvelables

Monsieur Jean-Pierre Clamadieu, Président du Conseil d’Administration de ENGIE, montre que énergéticiens et chimistes disposent de solides avantages pour répondre aux besoins des autres filières industrielles qui engagent leur transformation, parmi lesquelles l’aéronautique, le transport terrestre, l’électronique, l’agriculture… Les opportunités de collaboration sont nombreuses, la plus emblématique étant l’hydrogène « vert ». En savoir plus

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Trajectoire technologique et industrielle : accélérer la mise à l’echelle pour améliorer la compétitivité de l’hydrogène zéro carbone

[Mots-clés] hydrogène, décarbonation, zéro-carbone, transition énergétique

Monsieur Laurent Carme, Directeur General, présente les activités du groupe McPhy, spécialiste des équipements de production et de distribution de l’hydrogène qui contribue au développement mondial de l’hydrogène zéro-carbone (hydrogène « vert »). Fort de sa gamme complète dédiée aux secteurs de l’industrie, de la mobilité et de l’énergie, McPhy offre à ses clients des solutions clés en main adaptées à leurs applications d’approvisionnement en matière première industrielle, de recharge de véhicules électriques à pile à combustible ou encore de stockage et valorisation de surplus d’électricité d’origine renouvelable. En savoir plus

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L’ammoniac : un des futurs e-fuel pour une production d’énergie à zéro empreinte carbone

[Mots-clés] ammoniac, e-fuels, combustible à zéro empreinte carbone, systèmes énergétiques

L’ammoniac, facile à produire, capable de stocker et transporter aisément de l’énergie, pourrait avoir un rôle dans la transition énergétique dès qu’il sera produit à partir de l’excès d’électricité des sources renouvelables. Madame Christine Mounaim-Rousselle fait le point sur ce sujet. Depuis ces cinq dernières années, le potentiel de l’ammoniac pour des groupes énergétiques stationnaires tels que les turbines à gaz ou les moteurs électrogènes est exploré soit comme combustible pur soit partiellement mélangé avec de l’hydrogène. De nouvelles études montrent son intérêt pour décarboner partiellement des bruleurs industriels fonctionnant au charbon ou au gaz de cokerie. En savoir plus

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Avancées et perspectives dans le domaine du stockage électrochimique de l’énergie (batteries)

[Mots-clés] batteries, électrolyte, Na-ion, énergie, puissance

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. En savoir plus

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Vision de l’hydrogène pour une énergie décarbonée

[Mots-clés] hydrogène, énergie, production, distribution, coûts

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 CO2, 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. En savoir plus

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Nouveaux véhicules électriques et thermiques : quel impact sur l’environnement ?

[Mots-clés] véhicules électriques versus véhicules thermique, véhicules à hydrogène, batteries ions/lithium industrielles

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. En savoir plus

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