Le biocarburant solaire, graal de l’efficacité énergétique ?

efficacité énergétique, biocarburantsolaire, photosynthèse, hydrogène, panneaux solaires, photovoltaïqueLes besoins de l’humanité en énergie représentent à chaque seconde 17,75 billions de joules. On estime qu’en 2050 ces besoins auront au moins doublé. Pour faire face efficacement à cette demande énergétique en constante augmentation, tous les regards se portent en direction du soleil. En une heure, l’astre solaire émet en effet plus d’énergie en direction de la terre que l’humanité n’en consomme en un an ! Ce réservoir énergétique est pour l’instant largement inexploité. L’énergie solaire, telle que nous la connaissons actuellement, consiste à convertir l’énergie lumineuse du soleil en électricité, mais des chercheurs pensent pouvoir également la transformer en carburant.

Imiter et dépasser la nature

C’est ce que se proposent de faire les chercheurs du JCAP (Joint Center for Artificial Photosynthesis) à Berkeley, en Californie. Le laboratoire travaille sur le processus végétal de photosynthèse, qui permet à toute plante, à la faveur de la lumière, de fractionner les molécules d’eau en dioxygène (O2) et en atomes d’hydrogène ou protons (H+). Lors de la deuxième étape de la réaction, alors que le dioxygène est libéré dans l’atmosphère, chaque paire de protons (H+) se combine en atomes de dihydrogène (H2) qui à leur tour réagissent avec le dioxyde de carbone capté par les plantes. Dans la nature, le sucre et l’amidon sont les produits finaux de cette réaction. Les « plantes artificielles » des chercheurs californiens pourraient produire du méthanol ou même de l’essence.

L’évolution à mis des centaines de millions d’années pour élaborer cette réaction en chaîne à la base de la vie végétale. Les experts du JCAP se donnent quelques années pour l’imiter et l’améliorer. La réaction qu’ils tentent de mettre au point devrait être dix fois plus efficace que la photosynthèse naturelle. Les travaux sont si prometteurs que le département de l’énergie américain  a débloqué 122 millions de dollars pour ce projet. Pour le Président Obama, ce programme pionnier doit à terme permettre une totale indépendance énergétique des Etats-Unis.

De l’hydrogène au carburant liquide

Le chimiste Daniel Nocera du Massachusetts Institute of Technology (MIT) s’est lui aussi penché sur la photosynthèse artificielle. Il estime qu’à terme une « pellicule solaire » de six mètres sur cinq pourrait couvrir en quatre heures les besoins en énergie d’un domicile familial. Son prototype transforme l’eau à l’aide de la lumière du soleil en dihydrogène (H2), qui peut ensuite servir de carburant. Estimation du coût : environ trois dollars le litre d’hydrogène, qui correspond, en termes d’énergie, à 3,75L d’essence.

Et les chercheurs californiens poursuivent un but encore plus ambitieux : produire un carburant liquide qui puisse, comme le pétrole aujourd’hui, être raffiné avant d’alimenter le réservoir des voitures. Un avantage indéniable sur l’hydrogène gazeux, hautement explosif.

Changement de paradigme dans notre conception des énergies « renouvelables »

L’électricité solaire telle qu’on la connaît aujourd’hui est produite par des panneaux solaires ou des dispositifs optiques de concentration. Dans un cas comme dans l’autre, on parle d’énergie « photovoltaïque », car on transforme de la lumière (photo-) en électricité (Volts). Inconvénient majeur : il est encore impossible de la stocker en grande quantité, et délicat de la convoyer sans perte importante. Si l’énergie solaire parvenait, à grande échelle, à être transformée directement en carburant, c’est l’ensemble de notre conception des énergies « renouvelables » qui serait à repenser. L’électricité ne serait alors plus la seule énergie, produite sans pollution importante et par une source renouvelable, qui serait viable à long terme.

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