L a t r o i s i è m e r é v o l u t i o n industrielle et ses 3 piliers La troisième révolution industrielle (celle de l'énergie) et ses trois piliers fondateurs:

1) Le développement des énergies renouvelables,

2) Les technologies de stockage, dont l’hydrogène,

3) Les réseaux énergétiques intelligents.

Selon l’économiste américain Jeremy Rifkin, La fin de l’ère du pétrole approche à grand pas, notamment par la forte augmentation de la demande des pays émergents comme l’Inde ou la Chine. Le prix des produits pétroliers sur le marché ne cesse de croître (135 dollars le baril en mai 2008) et les prochaines décennies nous entraîneront vers un plafonnement de sa production.

Dans le même temps, la hausse spectaculaire des émissions de gaz à effet de serre résultant de la consommation d’énergies fossiles est en parfaite corrélation avec l’augmentation de la température moyenne de la planète et fait courir le risque d’un changement climatique important qui pourrait voir l’extinction de l’espèce humaine d’ici la fin de ce siècle.

Par conséquent, il est grand temps que toutes les décisions économiques et politiques prennent en compte ces indicateurs environnementaux alarmants ainsi que le coût accru de l’énergie fossile.

La question la plus importante est donc : Comment assurer la croissance durable d’une économie mondialisée dans les décennies à venir, qui verront le déclin du système énergétique, et dont les coûts externes et les défaillances croissants pèsent désormais plus que les avantages potentiels, naguère considérables ?

Les produits pétroliers continueront certes à fournir une part substantielle de l’énergie consommée en région Bretagne et en France pendant une quarantaine d’année encore. Pour autant, chacun s’accorde à penser que nous sommes dans une période de transition où notre dépendance de la consommation d’énergies fossiles devient de plus en plus insupportable et ralentit fortement l’économie de la région Bretagne et de la France.

Pendant cette période incertaine de transition, les départements bretons feront leur maximum pour accéder à une utilisation optimale et plus efficace du stock d’énergies fossiles.

A cette fin ils mettront en œuvre les méthodes expérimentales indispensables pour valoriser les

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techniques énergétiques "propres", tout en limitant la production de CO2 résultant de la combustion d’énergie fossiles.

Ces efforts sont en totale cohérence avec les objectifs de réduction des émissions globales de CO2 de 20% (comparées à 1990) d’ici 2020, et avec l’objectif du facteur 4 (réduction par 4 d’ici 2050), pour lesquels s’est engagée la France et l’Europe.

La gestion économe des sources d’énergie et la diminution des émissions de gaz à effet de serre ne permettront pas à elles seules de répondre efficacement à la crise sans précédent que constituent le réchauffement climatique et la raréfaction des produits pétroliers.

Pour préparer l’avenir, chaque région française devra explorer de nouvelles sources énergétiques et établir de nouveaux modèles économiques avec l’objectif d’atteindre au plus près le niveau zéro d’émissions de gaz à effet de serre.

La "troisième révolution industrielle", n’est pas une idée nouvelle, elle est étayée par les travaux de spécialistes comme Victor A. Goltsov, T. Nejat Veziroglu en 2001, John O’M Bockris, en 2003 et 2006 et plus récemment par Jeremy Rifkin en 2007 qui est le président de la Fondation pour les Tendances économiques à Washington, DC.

Mr. Rifkin est le conseiller du président de l'Union européenne, pour les questions d'énergie et d'économie. Il est aussi conseiller spécial du groupe du Parlement européen sur l'avancement de la Troisième Révolution Industrielle et le recours à l'économie de l'hydrogène.

Le concept d'utiliser l’Hydrogène comme une solution à long terme aux problèmes du réchauffement climatique planétaire et la pollution a été déclenchée par une conversation sur les calculs menés par Lawaczek, qui affirmait dans les années 1930 que l'envoi de l'énergie par des tuyaux serait moins cher que l'envoi par des fils. J.O’M. Bockris a publié la 1ère note qui propose le stockage de l’hydrogène et la transmission de l'énergie à travers l'utilisation de piles à combustibles, ainsi que la solution générale à la dégradation de l'environnement climatique en 1971, un document en 1972 et le 1er livre en 1975. L’hydrogène serait utilisé à la place du gaz naturel dans l'industrie, en particulier dans les extractions métallurgiques et à la maison.

Les Trois piliers fondamentaux de la 3ème révolution industrielle doivent être développés simultanément et être conçus de façon entièrement intégrée pour que chacun des composants de la filière puisse développer entièrement son potentiel et pour que le nouveau paradigme économique devienne opérationnel :

Le développement des énergies renouvelables, Les technologies de stockage, dont l’hydrogène,Les réseaux énergétiques intelligents.

Les formes renouvelables d'énergie – énergie marémotrice, énergie d'origine solaire, éolienne, hydraulique, géothermique, marine, biomasse - constituent le premier des trois piliers de la Troisième Révolution Industrielle.

Ces énergies en émergence ne représentent encore qu’une faible part de l'ensemble des énergies en Bretagne. Mais, elles se développent rapidement car la France et la Région fixent des objectifs et des références pour favoriser leur large introduction sur le marché tandis que leurs coûts décroissants les rendent de plus en plus compétitives. De plus les incitations fiscales et les subventions en faveur de ces énergies renouvelables sont financièrement très intéressantes en France, malgré la lourdeur administrative pour obtenir les documents et autorisations nécessaires à leur expansion.

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En France des centaines de millions d’euros de fonds publics et privés vont à la recherche, au développement et à la pénétration du marché, tandis que les entreprises et les particuliers cherchent à diminuer leurs émissions de carbone et à obtenir un meilleur rendement dans leur utilisation d'énergie et à tendre vers l’indépendante énergétique.

Elles sont passées d’une production de 2786,6 TWh en 1997 à 3604,4 TWh en 2007, soit 817,8 TWh supplémentaires ce qui équivaut à plus de deux fois la production d’électricité du Royaume-Uni.

Le plan Européen SET pour les technologies énergétiques stratégiques

Les technologies énergétiques ont un rôle essentiel à jouer dans la lutte contre le réchauffement planétaire et l'approvisionnement en énergie de l'Europe et du monde. Pour réaliser les objectifs de l'Europe à l'horizon 2020 et 2050 en matière d'émissions de gaz à effet de serre, d'énergies renouvelables et d'efficacité énergétique, il faudra prendre des mesures dans le domaine du rendement énergétique, des normes, des mécanismes de soutien et de la tarification des émissions de carbone. La réalisation de ces objectifs suppose également le déploiement de nouvelles technologies plus efficaces. Par conséquent, un important effort de recherche s'impose.

L'Europe dispose d'un potentiel énorme pour développer une nouvelle génération de technologies énergétiques "décarbonisées" ('décarbonées'), comme les technologies de l'énergie éolienne en mer ou de l'énergie solaire ou les technologies de la 2e génération pour l'exploitation de la biomasse. Malheureusement, la recherche sur l'énergie dans l'UE est souvent insuffisamment financée, dispersée et mal coordonnée.

Pour profiter des occasions qui s'offrent aujourd'hui à l'UE, il faut organiser et mettre en œuvre avec plus de détermination des actions visant à mettre au point de nouvelles technologies énergétiques, à réduire leur coût et à favoriser leur lancement sur le marché.

C'est la raison pour laquelle la Commission européenne propose le 22 novembre 2007 le plan stratégique pour les technologies énergétiques (plan SET), un vaste plan visant à doter l'Europe d'un nouvel agenda de recherche dans le domaine de l'énergie. La Commission estime que l'Europe devrait réduire le coût des énergies non polluantes et placer les entreprises de l’UE en position de pointe dans le secteur des technologies à faible intensité carbonique, un secteur en rapide expansion. Le plan doit aller de pair avec une meilleure utilisation et une augmentation des ressources tant humaines que financières pour accélérer la mise au point et le déploiement des futures technologies à faible intensité carbonique.

"La politique énergétique de l'Europe a besoin d'une nouvelle révolution industrielle. Comme toutes les révolutions industrielles, celle-ci aura pour moteur les technologies, et il est grand temps de transformer nos ambitions politiques en actions concrètes. Les décisions qui seront prises au cours des 10 à 15 prochaines années auront des conséquences profondes pour la sécurité énergétique, le changement climatique, la croissance et l'emploi en Europe. Si nous nous laissons distancer dans la compétition mondiale, de plus en plus disputée, pour la conquête des marchés des technologies à faible intensité carbonique, nous risquons de devoir recourir à des technologies importées pour atteindre nos objectifs", a déclaré Andris Piebalgs, membre de la Commission européenne chargé de l'énergie.

Les 3 piliers de la troisième révolution industrielle de l'énergie:

1) Le développement des énergies renouvelables,

2) Les technologies de stockage, dont l’hydrogène,

3) Les réseaux énergétiques intelligents.3

01: Présentation des énergies renouvelables Présentation

Les formes renouvelables d'énergie – énergie marémotrice, énergie d'origine solaire, éolienne, hydraulique, géothermique, marine, biomasse - constituent le premier des trois piliers de la Troisième Révolution Industrielle.

Ces énergies en émergence ne représentent encore qu’une faible part de l'ensemble des énergies en Bretagne. Mais, elles se développent rapidement car la France et la Région fixent des objectifs et des références pour favoriser leur large introduction sur le marché tandis que leurs coûts décroissants les rendent de plus en plus compétitives.

De plus les incitations fiscales et les subventions en faveur de ces énergies renouvelables sont financièrement très intéressantes en France, malgré la lourdeur administrative pour obtenir les documents et autorisations nécessaires à leur expansion.

En France des centaines de millions d’euros de fonds publics et privés vont à la recherche, au développement et à la pénétration du marché, tandis que les entreprises et les particuliers cherchent à diminuer leurs émissions de carbone et à obtenir un meilleur rendement dans leur utilisation d'énergie et à tendre vers l’indépendante énergétique.

Elles sont passées d’une production de 2786,6 TWh en 1997 à 3604,4 TWh en 2007, soit 817,8 TWh supplémentaires ce qui équivaut à plus de deux fois la production d’électricité du Royaume-Uni.

02: Tarifs de rachats de l'électricité d'origine renouvelable

Tarifs de rachat de l’électricité renouvelable et durée du contrat (2011) ➫ Biogaz et méthanisation

Entre 7,5 et 9 c€/kWh selon la puissance, + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 3 c€/kWh, + prime à la méthanisation de 2c€/kWh.

➫ Énergie éolienne

Éolien terrestre : 8,2 c€/kWh pendant 10 ans, puis entre 2,8 et 8,2 c€/kWh pendant 5 ans selon les sites. Dans les DOM, Saint-Pierre-et-Miquelon et Mayotte, le tarif d’achat est de 11 c€/kWh.

Éolien en mer : 13 c€/kWh pendant 10 ans, puis entre 3 et 13 c€/kWh pendant 10 ans selon les sites

➫ Énergie photovoltaïqueLe nouveau cadre réglementaire de mars 2011

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La commission de l'économie, du développement durable et de l'aménagement du Sénat et le groupe d'études de l'énergie ont organisé, le mercredi 9 mars 2011 au Sénat, une table ronde sur l'avenir de la filière photovoltaïque française. Les intervenants invités à s'exprimer dans le cadre de la table ronde étaient les suivants :

- M. Pierre-Marie Abadie, directeur de l'énergie à la direction générale de l'énergie et du climat (DGEC) ;- M. Arnaud Mine, président de la commission solaire du Syndicat des énergies renouvelables ;- M. Didier Marsacq, directeur du Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux (LITEN) ;- M. Richard Loyen, délégué général d'Enerplan ;- Mme Fatima Berral (Tenesol) ;- M. Thierry Lepercq (Solaire Direct) ;- M. Paul Grizel de la Fédération française du bâtiment.

La parole a été également donnée au public assistant à la table ronde.

Rapport disponible sur: http://www.senat.fr/rap/r10-442/r10-442_mono.html Suite à la phase de concertation, la ministre de l'écologie, du développement durable, des transports et du logement, la ministre de l'économie, des finances et de l'industrie et le ministre chargé de l'industrie, de l'énergie et de l'économie numérique ont pris deux arrêtés, datés du 4 mars 2011, qui fixent un nouveau cadre réglementaire dont un bilan est d'ores et déjà prévu pour 2012 :

- le premier arrêté abroge le dernier arrêté tarifaire du 31 août 2010, décrit précédemment ;- le deuxième arrêté fixe les nouvelles conditions d'achat de l'électricité produite par les installations photovoltaïques.

➫ Une cible de 500 MW par an est fixée pour les nouveaux projets. Cette cible pourrait être réévaluée à 800 MW/an si un grand nombre de projets actuellement en file d'attente n'étaient pas réalisés.

➫ S'agissant des petites toitures, la trajectoire prévue est de :- 100 MW pour le segment résidentiel ;- 100 MW pour le segment non résidentiel.

Il n'y a pas de contingentement, mais le tarif d'achat, d'ores et déjà abaissé de 20 % environ, s'ajustera automatiquement chaque trimestre en fonction du volume de projets déjà déposés. À titre d'exemple, ces tarifs seront, le premier trimestre, de :

- 46 c€/kWh pour une petite toiture intégrée au bâti ;- 28,85 c€/kWh pour un projet de 36 à 100 kWh avec intégration simplifiée au bâti ;- 12 c€/kWh pour une installation sans aucune intégration au bâti.

Ces tarifs baisseront de 10 % environ par an si le nombre de projets déposés demeure dans la lignée de la trajectoire prévue.

➫ S'agissant des centrales au sol et des installations sur grandes toitures d'une puissance supérieure à 100 kW (soit une installation d'environ 1 000 m² de panneaux), le tarif d'achat est remplacé par des appels d'offres, lancés dès l'été 2011. Ces appels d'offres ont pour objet de mieux réguler ce secteur qui peut faire l'objet de dépôts de dossiers massifs.

Trois cibles de puissance installée par an sont fixées :- grandes toitures de 100 à 250 kWc : 120 MW ;- très grandes toitures de plus de 250 kWc : 20 MW ;- centrales au sol : 160 MW.

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D'après les éléments fournis par M. Pierre-Marie Abadie, directeur de l'énergie, lors de la table ronde, les centrales au sol pourraient être soumises à des appels d'offres "multi-critères" classiques, tandis que les grandes toitures feraient l'objet d'appels d'offres plus automatisés et rapides, suivant une procédure d'adjudication de lot.

Certaines questions devront être précisées : poids des critères (prix, impact environnemental), articulation avec les programmes des collectivités territoriales...

· Concernant les procédures :- une garantie bancaire sera demandée pour les installations de plus de 9 kW lors de la

demande de raccordement ;

- l'énergie annuelle rachetée est plafonnée sur la base d'un ensoleillement de 1 500 heures (1 800 heures outre-mer) ;

- les projets devront répondre à une obligation de recyclage.

➫ S'agissant des mesures transitoires, les petites installations (moins de 3 kW) ou celles pour lesquelles la demande complète de raccordement a été effectuée avant le 2 décembre 2010 continueront à bénéficier des conditions d'achat en vigueur à ce moment-là.

Le décret a conduit à suspendre 3 250 MW de projets, sur une file d'attente totale de 6 400 MW. Ces projets ne devraient pas être "repêchés", pour des critères tant juridiques (difficulté à sélectionner les projets) que de coût.

Parmi les 3 100 MW de projets non suspendus, une proportion importante, évaluée à 35 % par la direction de l'énergie et à 65 % selon M. Arnaud Mine (commission solaire du Syndicat des énergies renouvelables) lors de la table ronde du 9 mars, ne parviendra sans doute pas à aboutir par manque de financement ou faute de respecter le délai de 9 ou 18 mois prévu pour la réalisation.

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· Enfin, le gouvernement étudie la création d'un fonds de garantie des projets afin de diminuer les risques et de soutenir la filière française. LES NOUVEAUX TARIFS D'ACHATCritères d'intégration au bâti:

Une installation photovoltaïque sur toiture respecte les critères d'intégration au bâti si elle remplit toutes les conditions suivantes :

- le système photovoltaïque est installé sur la toiture d'un bâtiment clos (sur toutes les faces latérales) et couvert, assurant la protection des personnes, des animaux, des biens ou des activités ;

- le système photovoltaïque remplace des éléments du bâtiment qui assurent le clos et couvert, et assure la fonction d'étanchéité. Après installation, le démontage du module photovoltaïque ou du film photovoltaïque ne peut se faire sans nuire à la fonction d'étanchéité assurée par le système photovoltaïque ou rendre le bâtiment impropre à l'usage ;

- pour les systèmes photovoltaïques composés de modules rigides, les modules constituent l'élément principal d'étanchéité du système ;

- pour les systèmes photovoltaïques composés de films souples, l'assemblage est effectué en usine ou sur site. L'assemblage sur site est effectué dans le cadre d'un contrat de travaux unique.

Critères d'intégration simplifiée au bâti:

Une installation photovoltaïque sur toiture respecte les critères d'intégration simplifiée au bâti si elle remplit toutes les conditions suivantes : - le système photovoltaïque est installé sur la toiture d'un bâtiment assurant la protection des personnes, des animaux, des biens ou des activités. Il est parallèle au plan de ladite toiture ;

- le système photovoltaïque remplace des éléments du bâtiment qui assurent le clos et couvert, et assure la fonction d'étanchéité.

Source : Direction générale de l'énergie et du climat (DGEC)

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➫ Géothermie Métropole : 12 c€/kWh, + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 3 c€/kWh.DOM : 10 c€/kWh, + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 3 c€/kWh.

Solaire :L’hélioélectricité traite de la transformation directe de l’énergie solaire en énergie électrique.

L’hélioélectricité, qui traite de la transformation directe de l’énergie solaire en énergie électrique, est apparue en 1930 avec les cellules à oxyde cuivreux puis au sélénium, mais ce n’est qu’à partir de 1954, avec la réalisation des premières cellules photovoltaïques au silicium dans les laboratoires de la compagnie Bell Telephone, que l’on entrevoit la possibilité de fournir de l’énergie. Très rapidement utilisées pour l’alimentation des véhicules spatiaux, leur développement et de rapides progrès ont été motivés par la conquête de l’espace. Mais, pour les raisons techniques évoquées dans l’introduction, cette nouvelle source d’énergie électrique a tardé à s’imposer en dehors du domaine spatial. Cependant, au cours des années 80, la technologie photovoltaïque terrestre a progressé régulièrement par la mise en place de plusieurs centrales de quelques mégawatts, et même est devenue familière des consommateurs à travers de nombreux produits de faible puissance y faisant appel : montres, calculatrices, balises radio et météorologiques, pompes et réfrigérateurs solaires. Un système photovoltaïque, aussi appelé système PV, produit de l’électricité. Des modules photovoltaïques comme les panneaux bleutés que l’on rencontre souvent génèrent du courant électrique lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil. Cette énergie peut aussi bien combler des besoins isolés d’électricité qu’être envoyée sur un réseau électrique, servir à alimenter des appareils d’aussi faible puissance qu’une calculatrice ou une horloge, que de contribuer à alimenter les grands réseaux électriques nationaux. L'atout de l'hydrogène est de permettre le stockage de l'électricité, en produisant de l'hydrogène lorsque l'ensoleillement est fort et que les besoins en électricité sont faibles. Lorsque le temps se couvre et que les besoins d'énergie sont importants, l'hydrogène pourra être réinjecté dans une pile à combustible afin de fournir l'électricité nécessaire. Cette hydrogène pourra aussi être réutiliser comme carburant pour les véhicules. Les modules photovoltaïques génèrent du courant continu. Aussi, selon les applications, un système photovoltaïque comprendra des appareils permettant de convertir l’électricité en courant alternatif, nécessaire au fonctionnement des appareils les plus communs. Les systèmes photovoltaïques autonomes comprendront également des accumulateurs électriques permettant de stocker l’électricité produite pendant les heures ensoleillées pour la rendre disponible la nuit et par temps nuageux.

Les systèmes photovoltaïques permettent également le pompage de l’eau pour alimenter en eau potable des communautés et des troupeaux, à partir de puits ou de nappes d’eau éloignés d’une source électrique. Les systèmes de pompe à eau ont la particularité de pouvoir facilement stocker le produit auquel on est intéressé dans un réservoir, ce qui est plus facile que de stocker de l’électricité.Les communautés isolées apprécient les nombreux avantages des systèmes photovoltaïques, comme on le voit au Bengale occidental en Inde.

Tout d’abord les modules photovoltaïques sont la source d’électricité la plus fiable parmi les systèmes électrogènes. Ils n’ont pas de pièce mobile, et n’ont besoin d’aucune surveillance pendant plusieurs dizaines d’années. Ceci est un atout dans des régions où la main d’oeuvre spécialisée n’existe pas à un coût abordable. De tels endroits ne se trouvent pas uniquement dans les pays en

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voie de développement mais aussi en mer et dans l’espace pour l’exploration duquel les premiers systèmes photovoltaïques ont été développés.

Les systèmes photovoltaïques ont peu de composants et s’entretiennent facilement. Ils sont aisés à utiliser même par des utilisateurs ayant peu de compétences techniques, à la différence d’un groupe électrogène à moteur thermique.Les systèmes photovoltaïques sont modulaires, c’est-à-dire que l’on peut facilement ajuster le nombre de modules photovoltaïques en fonction des besoins d’électricité et de l’ensoleillement disponible. De plus, de tels modules existent dans des tailles différentes. Ainsi, un ménage peut d’abord se contenter d’un simple kit d’éclairage comprenant un seul module, ce qu’il peut se permettre d’acquérir. Si quelques années plus tard, un téléviseur est acheté, il suffira alors d’ajouter un autre module photovoltaïque et/ou un autre accumulateur électrique.

Un système photovoltaïque est attrayant : il offre une image "Hi-Tech" et écologique dans les pays industrialisés alors que dans les pays en voie de développement, il est un signe de modernité et contribue à diminuer la fascination et l’attirance des grands centres urbains.

Enfin, ces systèmes sont très appréciés des utilisateurs pour leur silence, pour l’absence d’odeurs générées et aussi pour leur faculté de fournir de l’éclairage sans chaleur, un atout dans les pays chauds. Du point de vue du bâtiment, le composant principal d’un système photovoltaïque est le champ photovoltaïque, c’est-à-dire l’ensemble des modules photovoltaïques. Un module photovoltaïque est formé de cellules photovoltaïques raccordées et scellées ensemble. Ces cellules convertissent directement la lumière en électricité dans un matériau semi-conducteur qui se présente sous la forme de minces galettes ou de bandes de films minces. Le semi-conducteur le plus courant utilisé pour fabriquer des cellules photovoltaïques est le silicium, un matériau abondant dans la nature, dans le sable par exemple.

En plein ensoleillement, une cellule photovoltaïque typique de 10 x 10 cm produira environ 3 A sous 0,5 V soit une puissance de 1,5 W. En raccordant 30 cellules en série, on obtiendra un module pouvant générer 3 A en 15 V soit près de 50 W, ce qui permet de répondre à certains besoins. Pour former un module, les 30 cellules seront encapsulées sous une plaque transparente, en verre, par exemple. Lorsqu’on a besoin de plus de puissance, on utilise plusieurs modules, formant ce que l’on appelle un champ photovoltaïque orienté de manière à optimiser la quantité d’énergie solaire reçue, c’est-à-dire par exemple un toit incliné face au sud, dans l’hémisphère Nord. Comme un module photovoltaïque ne génère de l’électricité que pendant la journée, et en produit moins par temps nuageux, la capacité de production de puissance du champ photovoltaïque, d’un système autonome, doit excéder les besoins, et le surplus produit par temps ensoleillé sera stocké dans des accumulateurs électriques ou encore dans un réservoir pour un système de pompe à eau. Environ 90% des accumulateurs utilisés dans les systèmes photovoltaïques sont de type acide-plomb à cause de leur moindre coût et de leur disponibilité. Les accumulateurs électriques ont besoin d’être remplacés plusieurs fois au cours de la durée de vie d’un module photovoltaïque et demandent de l’entretien comme l’ajout d’eau ou de surveiller les connexions électriques. L'atout de l'hydrogène est de permettre le stockage de l'électricité.

Un système photovoltaïque comprend également un système électronique de contrôle et de régulation de la puissance, de manière à ce que les niveaux de courant et de tension produits correspondent à ceux de la charge. De tels systèmes de contrôle comprennent également un

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onduleur, un appareil qui permet de convertir le courant continu en courant alternatif, ce qui permet alors d’utiliser des appareils électriques communs, conçus normalement pour fonctionner sur le réseau électrique ou encore fournir cette électricité au réseau. Institut national de l’énergie solaire (INES) : www.ines-solaire.comAssociation professionnelle de l’énergie solaire : www.enerplan.asso.frAnnuaire de l’énergie solaire : http://www.portail-solaire.comBoutiques d’objets solaires :

http://www.boutiquesolaire.comhttp://www.websolaire.com

Eolien :Les pales tournent grâce à la force du vent, entraînent le générateur électrique. Elles sont orientées face au vent grâce à un ensemble de moteurs reliés à une girouette. Elles peuvent également tourner sur elles-mêmes en fonction de la vitesse du vent, évaluée par un anémomètre, et ainsi avoir une vitesse de rotation régulée.

L'électricité produite peut être utilisée ou stockée dans des batteries.

L'intérêt des technologies de l'hydrogène est de permettre le stockage avantageux de l'énergie éolienne sous forme d'hydrogène. Il sera ensuite réutilisé à travers une pile à combustible pour redonner chaleur et électricité. L'hydrogène pourra aussi être source de carburant pour le véhicule.

Les conditions d'installation d'une éolienne sont :

➪ Un vent régulier et suffisamment puissant➪ L'absence d'obstacles (forêt, bâtiments, pylônes…)➪ une éolienne de moins de 12 m est autorisée selon le Code de l'urbanisme et l’électricité peut ou pas être revendue à EDF.➪ Déclaration de travaux d’une éolienne de plus de 12 m➪ Demande de permis de construire (mairie, DDE).➪ Demande d'autorisation éventuelle auprès de l'Aviation civile et de l'armée de l’Air.➪ Demande à l'installateur de délivrer une attestation de conformité➪ Demande du droit d'exploiter de l'énergie auprès de la direction de la Demande et des Marchés énergétiques (Dideme).

7 avantages

➪ Ressources - taxes professionnelle et foncière, location de terrain... des ressources nouvelles qui permettent d’initier de nouveaux projets et de développer des services pour la collectivité.

➪ Patrimoine - de l’entretien des routes à la préservation de l’habitat rural, autant d’occasions d’utilisation des retombées financières.

➪ Image - écologique par la production d’une énergie propre, et valorisante par l’utilisation d’une technologie innovante.

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➪ Tourisme - un parc éolien suscite curiosité et intérêt. Il devient un but de promenade et localement une source d’activités complémentaires.

➪ Développement - un parc éolien peut constituer le point de départ d’un projet territorial plus global, à vocation culturelle, pédagogique, touristique ou économique.

➪ Relations intercommunales - la conduite d’un projet éolien favorise la concertation entre les équipes municipales de différentes communes.

➪ Environnement - le territoire participe au respect des engagements de Kyoto en contribuant à la diminution des émissions de CO2, tout en étant attentif à l’environnement local. Les élus porteurs d’un projet éolien sont animés par le développement de leur territoire, avec la volonté de rester fidèle à l’environnement local.

Des retombées financières :la filière éolienne présente des avantages économiques incontestables :

➪ elle est créatrice d’emplois, à la fabrication, mais aussi à l’installation :Plus de 45 000 emplois directs ou indirects ont été créés en Allemagne, où plus de 20 600 MW éoliens sont installés (fin 2006) contre près de 2 500 (en 2007) en France ;

➪ un parc éolien offre des revenus intéressants pour les collectivités locales.

Combien un parc éolien rapporte-t-il aux collectivités ?Aujourd’hui, les propriétaires d’éoliennes paient une taxe professionnelle aux communes ou aux communautés de communes, au département et à la région. Pour une éolienne de 1 MW, cela représente par an environ 6 000 € pour la commune (ou la communauté), 6 000 € pour le département et 1 200 € pour la région.

Témoignages:➪ "La taxe professionnelle nous rapporte 180 000 euros. Cela représente 10 % de notre budget. Cela nous permet de financer des travaux sans avoir recours à l’emprunt". Jean-Yves Gagneux, maire de Bouin (Vendée)

➪ "La location de nos terrains représente environ 5 % de notre budget. Nous avons ainsi inscrit au budget la réalisation de travaux que nous n’aurions pas pu financer sans cet apport". Roger Ramoneda, maire de Oupia (Hérault) ➪ De nouvelles activités"La ferme éolienne va servir de point de fixation pour la création d’une zone d’activités". Roland Renard, président de la communauté de communes de Saint-Simon (Aisne)

"Pas moins de 150 groupes ont déjà fait le déplacement, sans compter tous les visiteurs individuels. Cela profite directement aux restaurateurs et aux commerces qui vendent les produits locaux". Jean-Yves Gagneux, maire de Bouin (Vendée)

➪ Une mise en valeur de l’environnement"Cet argent, nous allons le consacrer à l’investissement, notamment en mettant en valeur le bâti rural qui représente un véritable patrimoine. Cela donne de la valeur aux habitations et du travail aux artisans". Bernard Lebaron, maire de Clitourps (Manche)

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"Lors d’une journée portes ouvertes, une petite fille de douze ans, émerveillée par le mouvement des éoliennes, est venu me dire : “Je suis fière de ma campagne” !". Roland Renard, président de la communauté de communes de Saint-Simon (Aisne)

"Le projet a entraîné l’effacement de tous les réseaux électriques sur la longueur du parc éolien".Jean-Yves Gagneux, maire de Bouin (Vendée) ➪ Un engagement citoyen"Deux éoliennes dans le ciel, ce n’est pas la fin du monde ! C’est peut-être même le début d’un nouveau monde plus propre, plus soucieux de son environnement, à court et à long terme". Colette Lesouef, maire de Saint-Martin des Besaces (Calvados)

"Notre commune participe à l’effort collectif. C’est un geste de solidarité car nous ramenons des richesses dans des pays enclavés". Jean-Pierre Ladreyt, maire de Freyssenet (Ardèche)

http://www.planete-eolienne.fr/

Suivi de la production d’énergie éolienne en France : www.suivi-eolien.com/

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Hydroélectrique :

Usines Marémotrices et force des marées L'usine Marémotrice de Saint-Malo/Dinard est un exemple formidable de production d'énergie renouvelable: La plus importante usine marémotrice du Monde est en Bretagne, toujours Pionnière en matière d'énergie marine renouvelable.

L'usine marémotrice de la Rance est la première centrale marémotrice du Monde. Elle a demandé 25 années d'études dans des domaines aussi divers que la physique du globe, l'hydraulique et la corrosion ou les travaux de la mer. D'une longueur de 750 mètres entre la pointe de la Brebis à l'ouest et la pointe de la Briantais à l'est, au sud de Dinard et Saint-Malo, à l'embouchure du fleuve côtier de la Rance, elle possède un bassin de retenue de 180 millions de mètres cubes utiles.

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Le principe de fonctionnement est le même que celui des moulins à marée à la différence que le bulbe permet aussi de turbiner dans les deux sens d'écoulement de la mer.

Inaugurée le 26 novembre 1966 par le président de la république De Gaulle. Elle utilise la force des marées pour produire de l'électricité à travers 24 alternateurs de 10 000 kW couplés à d'énormes hélices appelées Bulbes.C'est la principale source d'énergie électrique de toute la région Bretagne.

Elle produit 3,5 % de l'énergie électrique consommée par la région Bretagne, ce qui représente aussi 60 % de l'énergie électrique produite en Bretagne.

Le stockage de l'énergie est réalisé par "pompage".

Caractéristiques techniques:

Production électrique: 500 GWh par an (de quoi alimenter environ 250 000 foyers.)

Puissance totale installée: 240 MW

Production nette annuelle: 544 000 MWh (énergie de pompage déduite)

Energie annuelle consommée par le pompage: 64.5 MWh

Le coût de production d'électricité est évalué à 12 cents d'euros du kWh

Nombre de Vannes: 6

Turbines: Type Kaplan horizontale à distributeur conique Nombre: 24 Puissance: 10 MW chacune Diamètre de la roue: 5,35 m Nombre de pales: 4 Inclinaison des pales variables de - 5° à + 35°

Alternateurs:

Type synchrone à excitation statiqueVitesse de rotation nominale: 93,75 tr/minSurvitesse maximale: 260 tr/minTension de sortie: 3,5 kWRéfrigération par air comprimé à 2 bars absolus

Services auxiliaires alternatifs:

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Alimentés avec 2 transformateurs de 5 MVA 63 kV / 5,5 kV raccordés en dérivation sur un cable qui relie Dinard et Saint-Malo.

Un réseau de 5,5 kV distribue l'énergie produite à une série de 8 postes de transformation 5500 V / 380 V. Deux groupe électrogènes diesel assurent l'alimentation des auxiliaires nécessaire si la tension manque sur le réseau 63 kV.

D'autres sites de production ont été étudié en Bretagne, mais les conditions ne sont pas réunies pour en construire d'autres.

EDF : http://energies.edf.com

Le dossier de presse de EDF (juillet 2011) :http://energie.edf.com/hydraulique/energies-marines/carte-des-implantations-marines/usine-maremotrice-de-la-rance/presentation-51516.html La plus importante centrale marémotrice du Monde est depuis Septembre 2011 est coréenne

Le 29 Aout, la centrale marémotrice de Sihwa, située à la ville d’Ansan, à 40 km au sud-ouest de Séoul (Corée du sud), a commencé à produire de l’électricité . Avec une capacité en puissance maximale de 254 MW, la centrale de Sihwa est la plus importante dans le monde devant la centrale marémotrice française de la Rance en Bretagne (240 MW).

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Grâce à cette centrale la Corée du sud entre dans le club très restreint des pays producteur d'énergie marémotrice avec la France, le Canada et la Chine. L'entreprise internationale hydroélectrique, VA Tech Hydro, gérera l'installation et Pennsylvania based, Matcor, offrira une protection cathodique contre la corrosion, un élément clé de toute installation d'énergie sous-marine. L'exploitant sera Kwater. Caractéristiques techniques de la centrale de Sihwa:

Surface: 138 000 m²Puissance maximale: 254 MWProduction annuelle d'énergie: 543 GWhTurbines: 10 d'une puissance 25.4 MW (actuellement seules 6 sont en route, les 4 autres seront démarées progressivement)Diamètre coureur des turbines: 5,7 mVitesse de rotation nominale de turbines: 64,29 tour par minDiamètre du stator: 8mTension de stator: 10,2 kVfacteur de charge: 0,95Vannes d'écluse: 8Nombre d'habitants dont les besoins électriques seront satisfaits: 500 000Coût de la construction: 227.7 Millions d'EurosDifférences maximales de niveau des marées en Corée du Sud: 9,16 mètresPotentiel de production sur toute la Corée du sud: de 4,05 et 5,09 millions kW ( 7,4 % de la production électrique nationale)

Des aciers spéciaux à teneur en molybdène accrue seront utilisés pour les composants de base, les zones critiques seront soudés avec des alliages résistant à l'eau de mer et d'un système de protection cathodique contre la corrosion pour protéger les pièces en acier inoxydable et enduit de structures en acier au carbone contre la corrosion par un changement de potentiel dans la région cathodique . Le courant de protection nécessaires dépend de la teneur en oxygène de l'électrolyte (mer ou saumure), de la teneur en sel, de la salinité des surfaces protégées, de la température et, dans une grande mesure, de la vitesse d'écoulement qui doit être adapté en permanence. Parce que l'assemblage doit être effectué dans un environnement d'eau de mer, des précautions particulières seront nécessaires.

➪ Source: agence de presse sud coréenne Yonhap Pour en savoir plus: http://www.waterpowermagazine.com/story.asp?storyCode=2041292 (en anglais)

Hydrolien"Prométhée a donné le feu divin aux Hommes, Paracelse et Lavoisier leurs ont donné l'hydrogène"Bruno MansuyAu large de Paimpol (côtes d’Armor), un projet hydrolien de 6 machines d’une puissance total de 5 MW est en cours de construction. Annoncé par EDF en juillet 2008, il sera opérationnel en 2011.

Pôle mer Bretagne : http://www.pole-mer-bretagne.com/marenergie.php

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Trois Projets labellisés par le pôle mer Bretagne (ou en cours de labellisation): 1) Le projet Winflo est un projet d'éoliennes flottantes mené en partenariat par Nass&Wind , DCNS, Saipem, In Vivo environnement, l'Ifremer et l'ENSTA Bretagne. ➫ L'objectif est de construire et de mettre à l'eau un démonstrateur proche de l'échelle 1 en 2012 pour le tester en 2012 et 2013, vraisemblablement au large de Groix. Le projet WINFLO associe des industriels majeurs des secteurs naval, parapétrolier et éolien. Il conduira à un démonstrateur proche de l’échelle 1, d’une puissance de 2,5 MW, installé au large de la Bretagne et raccordé au réseau électrique. Installée sur une plate-forme semi-submersible liée au fond marin par des ancrages caténaires, cette technologie, baptisée Free Floating Platform (FFP), permettra outre une construction plus légère du système d’ancrage et du flotteur, de déconnecter et de remorquer facilement la machine pour sa maintenance. Les entreprises partenaires:

➫ NASS&WIND, Lorient, porteur du projet, développement, financement, construction et exploitation de parcs éoliens,

➫ SAIPEM, implanté à Brest et Lorient au travers de sa filiale SOFRESID Engineering, conception de plateformes pétrolières et gazières,

➫ DCNS, implanté à Brest, Lorient et Nantes Indret, conception, production, entretien de systèmes complexes navals,➫ IN VIVO Environnement, La Forêt Fouesnant, diagnostics et analyses d’impact environnemental en milieu marin.

Les centres de recherche partenaires:

➫ IFREMER, Brest, et ses compétences en hydrodynamique et océano-météorologie, comportement des matériaux, développement de systèmes instrumentaux, acoustique et sismique, essais sur modèle réduit en bassin,

➫ ENSIETA, Brest, laboratoire LBMS : recherches en hydrodynamique, sur le comportement des matériaux et sur la tenue structurelle des ouvrages en mer.

Contacts Nass&Wind SAS :Directeur Projet WINFLO : Christophe Philippe ;Directeur Communication: Xavier Ferreywinflo@nass-et-wind.com➫ Fiche projet: http://www.pole-mer-bretagne.com/winflo.php 2) Le projet Sabella porte sur un démonstrateur d'hydrolienne avec, pour partenaires, Sofresid, Hydrohelix, Veolia environnement, Direct énergie, le Bureau Veritas et Ifremer. ➫ Le projet "SABELLA D10" résulte de l’expérimentation de "D03", et vise à concevoir et à réaliser sur les mêmes principes technologiques une tête de série pré industrielle de 10 m de diamètre, et d’une puissance allant de 200 à 500 kW selon la cinétique du site.

Ce projet bénéficie des acquis capitalisés et des voies de progrès identifiées dans l’interprétation des résultats de "D03". Une ingénierie poussée de l’hydrodynamique du rotor et de la chaine de production électrique permettra d’atteindre les performances projetées pour cette machine.

"SABELLA D10" sera raccordée au réseau, fera l’objet d’essais sur site et de caractérisation du signal électrique livré.

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➫ http://www.sabella.fr/ 3) Le projet Orca, projet d'hydrolienne, qui sera développé à Nantes par Alstom, avec l'Ecole centrale et le Cetim, puis testé sur la zone Paimpol-Bréhat. ➫ Objectif: Fédérer des acteurs-clés de la filière hydrolienne française pour créer une offre nationale et internationale et développer les éléments indispensables à l’émergence de cette filière. ORCA va s’appuyer sur la création d’une hydrolienne de grande taille, et l’analyse de ses performances, pour réaliser les économies d’échelle nécessaires à une diminution du coût de l’électricité produite. Ce projet bénéficie aussi d’un réseau de compétences, rassemblant des industriels et des organismes publics de recherche, indispensables au succès de l’opération. La conception et les études techniques, sociétales et environnementales seront réalisées jusqu’en 2012. Les phases de fabrication de l’hydrolienne et les tests interviendront en 2011 et 2012.

L’installation est prévue à la fin de l’année 2012. Après l’exploitation, le démontage, l’inspection et le rapport final sont prévus pour la fin 2013. Ce projet est piloté par ALSTOM avec pour partenaires EDF, SECTOR, STX France, École Centrale de Nantes, Ifremer, CETIM, NEXANS, IUEM de Brest et 3 laboratoires : ARTS/ENSAM Chambéry, INP Toulouse, Laboratoire Laplace (laboratoire plasma et conversion d'énergie) et le consultant STAT-Marine. ➫ Le dossier de la région Bretagne sur les énergies marines: http://www.bretagne.fr/internet/jcms/preprod_72890/les-energies-marines-source-d-innovation-pour-la-bretagne

Biomasse : Utiliser la biomasse pour produire électricité et chaleur.

Méthanisation:

Principe de la méthanisation : production de gaz et de chaleur

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La méthanisation produit deux types d´énergies : 35 à 40 % est sous forme d´électricité, le reste est sous forme de chaleur.

Le principe consiste à incorporer dans un digesteur (3) (ou cuve de méthanisation) le lisier et une source de carbone (végétaux, maïs.). Utiliser la biomasse pour produire électricité et chaleur.

Au bout de 40 à 60 jours, on récupère des gaz, essentiellement du méthane (65 %), et un digestat, liquide à 3 à 5 % de MS, qui pourra être épandu, voire traité.Un co-générateur transforme le CO2 en chaleur et combustible, en l´occurrence de l´électricité.5 à 10 % de la chaleur produite sert à chauffer le digesteur. Quant à l´électricité, une partie pourrait être réutilisée pour le fonctionnement de la station de méthanisation, mais, en Allemagne, et compte tenu des conditions de revente de l´électricité, les éleveurs ont encore intérêt à acheter cette électricité aux fournisseurs nationaux, plutôt qu´utiliser l´électricité qu´ils produisent, plus intéressante à la vente ! Les avantages de la méthanisation: Intérêts environnementaux

• Diminution des gaz à effet de serre (CH4, CO2...).

• Réduction importante des odeurs lors du stockage des effluents et lors de l'épandage.

• Reconquête des plans d'épandage (distance par rapport aux tiers).

Intérêts économiques• Activité économique de valorisation de matière organique : la biométhanisation permet de

traiter des coproduits extérieurs à valeur négative (l'agriculteur est rémunéré pour les méthaniser).

• Le procédé de méthanisation permet d'utiliser des cultures énergétiques produites sur l'exploitation (y compris sur les jachères) : l'agriculteur récupère la marge brute de sa culture ainsi que la valeur ajoutée issue de sa transformation.

• Création d'un revenu complémentaire et sécurisé : EDF a une obligation d'achat à un tarif fixe et indexé pendant quinze ans.

Intérêts agronomiques• Pouvoir hygiénisateur de la fermentation anaérobie sur les pathogènes des effluents.

• Amélioration de la valeur fertilisante des effluents. Le digestat apporte des éléments directement assimilables par les plantes.

• Désactivation des graines d'adventices présentes dans le digestat.

• Conservation de la valeur en minéraux du digestat.

• Modification de la viscosité : l'épandange est facilité. Exemple en Bretagne:

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L a p r e m i è r e u n i t é d e mé than i sa t i on ag r i co le de Bretagne a été inaugurée, en septembre 2009, à Plélo (Côtes-d’Armor). Installée à côté d’un élevage porcin, elle produira 510 000 m3 de biogaz par an, à partir de 2 800 tonnes de lisier, 700 tonnes de déchets verts et 1 600 tonnes de graisses issues de l’industrie agroalimentaire, m é l a n g é s d a n s u n v a s t e digesteur en béton.

Le biogaz produit est stocké dans une membrane élastique. Il passe ensuite dans un local adjacent, où il fait tourner deux moteurs de cogénération, produisant en u n e a n n é e 1 1 7 0 M W h d’électricité, l’équivalent de la consommation de 390 foyers, et 1 280 MWh de chaleur, soit la p u i s s a n c e d e c h a u f f a g e n é c e s s a i r e à 7 0 m a i s o n s individuelles.

L’électricité produite est injectée sur le réseau. La chaleur sert à chauffer les bâtiments d’élevage et plusieurs habitations du village. L’unité de méthanisation évitera ainsi chaque année l’émission de 410 tonnes de CO2 dans l’atmosphère. L’investissement s’élève à 900 000 euros.Il a été soutenu par l’ADEME et la région Bretagne à hauteur de 236 800 euros, dans le cadre du contrat de plan État-région.

Le Conseil général des Côtes-d’Armor a également versé une aide, d’un montant de 118 400 euros.Revenu espéré: Environ 200 000 euros par an Armelle Damiano, de l'association Aile, a été mandatée par l’ADEME pour animer le Plan biogaz agricole des régions Bretagne et Pays-de-la-Loire.

C’est elle qui a aidé l’éleveur porcin à concevoir son unité selon la technologie Biogas Hochreiter, spécialiste allemand de la méthanisation. "Nous souhaitions favoriser un transfert de technologie afin de créer une filière française de méthanisation", précise Mélanie Chauvin.

Biogas Hochreiter a donc transmis son savoir-faire à l’entreprise française AEB-Méthafrance, qui peut désormais construire d’autres unités similaires de méthanisation. Vingt six autres projets sont en cours dans l’Ouest, suivis par Aile et l’ADEME.

Géothermie : ➪ La production de chaleur interne par la Terre est essentiellement la conséquence de la désintégration radioactive.

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➪ Ces processus dépendent du temps, ce qui fait que la Terre est une machine thermique dont le potentiel énergétique ne cesse de diminuer.

➪ La température croit avec la profondeur.

➪ Le transport de la chaleur de l’intérieur vers ’extérieur est un processus complexe qui s’effectue principalement par conduction dans les couches limites thermiques (lithosphère, limite noyau-manteau) et par convection à l’échelle des temps géologiques dans les couches capables de se déformer par fluage (manteau, noyau).

➪ L’énergie interne produite par la Terre est la source de tous les phénomènes internes qui s ’y produisent : tectonique des plaques, séismes, volcanisme, variation du CMT et du champ de pesanteur.

➪ L’énergie géothermique peut être utilisée comme source de chauffage ou de production d’électricité.

La géothermie en France: La géothermie occupe actuellement en France la 3ème place des énergies renouvelables, en terme d’énergie produite, derrière la biomasse et l’hydraulique. Types de géothermie (Source ADEME)

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Type de géothermie Caractéristiques du ‘réservoir’ UtilisationsTrès basseénergie

Nappe à moins de 100 mTempérature < à 30°C

Chauffage etrafraîchissement de locaux, avec pompe à chaleur

Basse énergie 30°C < Température < 150°C Chauffage urbain, utilisations industrielles, thermalisme, balnéothérapie

Moyenne et Haute énergie 180°C < Température < 350°C Production d’électricitéGéothermie profonde Roches chaudes sèches à plus de

3 000 m de profondeurAu stade de la recherche, pour l’électricité ou le chauffage

Plusieurs technologies sont possibles, mais celle du puits canadien ou puits provençal reste la meilleure solution (rapport qualité/prix) Association Française pour les pompes à chaleur : http://www.afpac.orggéothermie perspectives: http://www.geothermie-perspectives.fr

le stockage de l'énergie IntroductionL'introduction du premier pilier exige la simultanéité de l’émergence de ce 2ème pilier afin, d’une part de maximiser et de fiabiliser l’énergie renouvelable souvent intermittente, d’autre part de réduire au minimum les coûts.

Les batteries, le transfert d'énergie hydraulique par pompage, la compression de l’air et d'autres moyens, peuvent fournir une capacité de stockage limitée.

Les systèmes électrochimiques permettent des applications dans différents domaines de la vie économique, notamment dans les applications aux transports lourds ou légers.

Suivant l'application considérée, les accumulateurs, la pile à combustible et les super condensateurs sont plus ou moins bien adaptés et le choix, ainsi que leur association doivent être effectués en fonction des objectifs qui doivent être privilégiés pour chacune de ces applications. En tout état de cause, les systèmes électrochimiques présentent la propriété remarquable de pouvoir transformer de l’énergie chimique en énergie électrique et réciproquement et ce, dans des conditions, voisines de la réversibilité thermodynamique, sans émission de polluant, sans nuisances sonores et très peu de conditions de maintenance. Leur coût, relativement élevé, limite encore leur utilisation à des applications particulières.

Il y a, cependant, un moyen de stockage largement disponible et qui peut être relativement efficace : l’hydrogène.

Les STEP (Station de transfert d'énergie par pompage) Les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) sont des installations hydroélectriques qui puisent aux heures creuses de l'eau dans un bassin inferieur afin de remplir une retenur en amont (lac d'altitude). L'eau est ensuite turbinée en heures pleines. l'électricité de ces stations est appelée essentiellement en période de pointe. Les STEP interviennent en dernier recours notamment en raison du cout de l'eau à remonter (alimentation électrique).

Consommatrices d'énergie les STEP ne sont pas considérées comme productrices d'énergie de source renouvelable.Néanmoins le barrage marémoteur de la rance utilise cette technique de stockage lorsque les différences de niveau sont similaires et l'énergie utilisée est moindre, ce qui la rend compétitive.

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Ces dernières années en France les STEP sont intervenues pour moduler 3 TWh par an, notamment pour stocker l'énergie issue des centrales à fission nucléaire.

En France, EDF exploite une trentaine de stations de ce type, dont six de grand gabarit dans les Alpes, les Ardennes et le Massif central, la plus importante étant celle de Grand'Maison, en Isère."La puissance disponible est d'environ 5 gigawatts (GW) et il est possible d'installer 2 ou 3 GW supplémentaires", indique Jean-François Astolfi, directeur de la production hydraulique.

Batteries électriques et supercondensateurs:Il y a cinq principaux critères d’évaluation des batteries:

➪ La puissance instantanée qu'elles peuvent fournir. C'est aussi la puissance instantanée qu'elles peuvent absorber pendant un freinage et ce qui détermine la durée de leur recharge. On la mesure en unité de charge: une batterie qui supporte un courant de 0,33 fois sa capacité (0,33C) (mesurée en Ampère-heure) en restant efficace peut être rechargée en 3 heures. Ce sont les caractéristiques des batteries au Lithium en production. Une telle batterie peut supporter, en pointe, plus de courant que ces 0.33 C. Les batteries au Lithium peuvent atteindre 1C, voire 1,5C, sans trop de pertes de rendement.

➪ La quantité d’énergie stockée par unité de poids (l’énergie spécifique) mesurée en Watt-heure/ kilogramme (Wh/kg). Par exemple, pour les batteries Plomb, 30 Wh/kg, pour les batteries NiCd (en voie de disparition à cause de la toxicité du Cadmium), 40 Wh/kg, pour les batteries NiMh (Nickel-Hydrures métalliques) de 40 a 45 Wh/kg, pour les batteries Li de 160 à 170 Wh/kg.

➪ Le prix d'achat par Watt-heure de capacité (par exemple $/Wh) : 0.3 $/Wh pour les batteries au Plomb, 1 $/Wh pour les batteries Ni-Cd, 2 $/Wh pour les batteries Ni-MH...Les premières batteries Li-ion coûtaient 2 $/Wh ; on est en train d'en produire à 0.3 $/Wh, au prix d'une baisse d’énergie spécifique a 120 Wh/kg. Les Chinois sont en pointe dans ce domaine.

➪ Le nombre de cycles de charge-décharge possibles, pour les batteries au Plomb, 1000 cycles, pour les NiMH également 1000 cycles. Actuellement les batteries Li-ions sont limitées à environ 500 cycles (téléphones ou ordinateurs portables) ; on espère que pour les applications automobiles on puisse obtenir un compromis satisfaisant avec plus de 1000 cycles.

➪ La faisabilité, les problèmes de sécurité, le recyclage.. Les batteries au Lithium ont fait l'objet de 20 ans de travaux et arrivent à maturité pour ces aspects. Il faudra récupérer le Lithium, qui n'est pas trop cher et est abondant. Les batteries au Plomb de voitures sont à peu près systématiquement recyclées.La batterie au plomb est très ancienne, puisqu'elle a été inventée par G. Planté en 1897...et que l'un de premiers véhicules à dépasser les 100 km/h fut la "Jamais contente" de Camille Jenatzy, en 1899 (Course Paris-Bordeaux), équipée d'accumulateurs au plomb.

L'ennui des batteries au plomb, c'est qu'elles pèsent lourd, et sont finalement assez peu énergétiques.

L'avantage, c'est que leur principe est ancien, donc connu, que la fabrication est bien maîtrisée, donc les coûts faibles.

Mais face à la montée en puissance de l'électronique embarquée, il faut trouver des solutions, c'est à dire d'autres types de batteries, plus énergétiques, moins encombrantes, moins lourdes. Pour juger des performances d’une batterie, divers facteurs sont à prendre en considération :

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➪ le rapport entre l’énergie stockée et le poids de la batterie (ou entre la puissance fournie et le poids)

➪ le rapport entre l’énergie stockée et le volume de la batterie (ou entre la puissance fournie et le volume)

➪ le taux de décharge admissible (proportion de l’énergie accumulée que l’on peut récupérer sans -trop- détériorer la batterie) ;

➪ le cyclage maximum (nombre maximum de cycles charge/décharge qu’une batterie peut supporter avant d’être hors d’usage). On parle aussi de "cyclabilité" c’est-à-dire de l’aptitude de la batterie à supporter des cycles successifs charge-décharge ;➪ la tendance à l’autodécharge.

Il faut aussi considérer la vitesse à laquelle la batterie peut être rechargée et, en fonction de l’usage prévue, savoir si la batterie est à forte densité de puissance, c’est-à-dire si elle peut fournir une forte puissance pendant un temps court (par exemple pour les véhicules hybrides) ou si elle est plutôt à forte densité d’énergie, c’est-à-dire apte à délivrer une faible puissance mais pendant un temps plus long (pour les véhicules tout électriques).

Les accumulateurs au lithium existent déjà. On les trouve notamment dans les ordinateurs portables, pour lesquels ils procurent de 3 à 5 heures d'autonomie en moyenne, ainsi que dans les téléphones mobiles.

D'une manière simplifiée, tous les accumulateurs de génération nouvelle sont "à insertion", car au moins le matériau servant de cathode est un composé chimique dont la structure cristalline permet d'insérer et de désinsérer (de façon plus ou moins réversible) les ions lithium. L'anode peut être aussi un composé d'insertion (couramment le graphite, mais il en existe d'autres), ou tout simplement du lithium métallique. L'électrolyte peut être soit liquide, soit polymère (voire sous une forme mixte : un gel).

En fait, le lithium est très réactif (même si ce métal est un grand "mou" !), et va avoir la fâcheuse idée de se combiner avec l'eau H2O notamment, pour former de la lithine LiOH, composé particulièrement stable, mais sans grand intérêt pour l'électrochimiste.

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De sorte que les procédés de R&D, d'industrialisation doivent se faire dans des atmosphères inertes... (Le coût de fabrication devient donc assez élevé.)

Le tableau suivant présente diverses technologies, et résume celles les plus couramment rencontrées à l'heure actuelle.

Le rendement Charge / décharge des batteries et accumulateurs:

accumulateur au Plomb: 50 %accumulateur nickel-métal hydrure: 66 %accumulateur Cadmium Nickel: 70 à 90 %accumulateur Lithium Ion: 99,9 %accumulateur Lithium Polymère: 99,9 %

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Les différentes technologies:Source : http://www.mines-energie.org/Dossiers/Stock2005_15.pdf

La batterie LMP (Lithium métal polymère) de L'entreprise BATSCAP:

Caractéristiques électriques :

C a r a c t é r i s t i q u e s g é n é r a l e s : Caractéristiques thermiques :

Avec des caractéristiques en densité d’énergie spécifique et volumique supérieures respectivement, à 100 Wh/kg et 100 Wh/l, ce module entièrement autonome offre des performances remarquables de légèreté et de compacité.

La Batterie LMP de la Bluecar Bolloré-Pinifarina:

La batterie est le coeur de la voiture électrique. Le groupe diversifié Bolloré, réalisant 10 milliards de dollars de chiffre d’affaires annuel et employant 35 000 personnes est depuis 30 ans le numéro un mondial des composants pour condensateurs. Grâce aux connaissances acquises dans les stockages de l’électricité et l’extrusion de polymère, Bolloré travaille depuis 15 ans, à travers sa filiale Batscap, à la mise au point d’une batterie “tout solide” à base de Lithium Métal Polymère. Cette batterie stocke, à poids équivalent, cinq

fois plus d’énergie qu’une batterie traditionnelle et se recharge en quelques heures. Ne nécessitant aucun entretien, elle a une durée de vie de l’ordre de 200 000 km et assure une sécurité incomparable. De plus la batterie L.M.P. est uniquement composée de matériaux non polluants n’offrant aucun danger pour l’environnement. En fin de vie elle sera récupérée et tous ses composants seront recyclés, ou valorisés. Les condensateurs :

Historiquement, l'accumulation statique de l'électricité fut découverte en 1745 par P. van Musschenbroek , de l'Université de Leyde en Hollande et indépendamment par Von Klaist en Poméranie (Prusse) vers la même période. La "bouteille de Leyde" consiste en un récipient de verre contenant de l'eau, dans lequel est inséré un collecteur métallique.

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Un condensateur permet le stockage d'électricité de façon statique, par accumulation de charges, sur les deux électrodes servant de collecteurs lorsqu'on impose un potentiel entre celles-ci.En fait, une accumulation de charges se produit dès qu'on place un conducteur électronique dans un électrolyte. La mise sous tension d'un tel système accroit l'accumulation proportionnellement au voltage entre les deux électrodes. Ces électrodes sont séparées soit par le vide, soit par un matériau diélectrique en couche mince. La tension entre les armatures peut être très élevée (de l'ordre de plusieurs kVolts/cm). Comme l'accumulation des charges par polarisation des électrodes se fait sans modification de structure aux électrodes, la longévité en cycles de charge-décharge de ce type de système est très élevée, puisque plusieurs dizaines de milliers de cycles sont possibles. De plus, les temps de charge-décharge sont très courts ( < ms) d'où des puissances d’impulsion extrêmement élevées .

L'optimisation de la puissance est aussi liée au voltage, mais aussi à la résistance. Cette résistance

peut être optimisée en jouant sur les facteurs d'amélioration des conductivités de chaque elément du condensateur (connectique, électrodes, épaisseur,...) mais aussi l'électrolyte (concentration, conductivité, épaisseur) pour les supercondensateurs.

Divers types de condensateurs : Le développement des capacités de type double-couche trouve son origine en 1975 chez Sohio et Panasonic.

Les supercondensateurs de type redox ont été conçus par B.E. Conway, en collaboration avec Continental Group en 1975, et en utilisant RuO2 et des mélanges d'oxydes de métaux de transition. Les condensateurs électrochimiques et supercondensateurs : mitsubishi-i-miev-battery

Dans ces condensateurs "double couche", la distance critique n'est plus (seulement) la distance entre les électrodes, mais bien cette distance interfaciale entre charges ioniques et électroniques de l'ordre de quelques Angströms

La mise sous tension entraîne une séparation des charges ioniques de l'électrolyte, qui viennent accentuer le phénomène de double couche. De plus, la surface d'interaction est la surface spécifique active du matériau d'électrode, souvent bien plus grande que la surface géométrique.

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Cependant, le composé diélectrique (électrolyte) utilisé entre les électrodes est sensible aux fortes différences de potentiel. Par exemple, dans des condensateurs utilisant un électrolyte aqueux comme un acide, le domaine d'activité est limité à 1.1 Volts environ, tandis que pour les électrolytes organiques, on peut atteindre 3 à 4 Volts, ce qui reste très inférieur aux valeurs obtenues avec les condensateurs classiques de l'électronique.

Pour finir, et à la différence des condensateurs "classiques", la présence des charges ioniques (dans l'électrolyte liquide ou polymère) induit une résistance de diffusion du condensateur (et des fuites de courant, donc), qui va limiter la puissance impulsionnelle, par exemple.

Les supercondensateurs sont du type double couche.

Les matériaux d’électrode utilisés sont :- Le charbon actif- Les Tissus activés - Autres matériaux d'électrodes à base d'oxyde de ruthénium RuO2

Les supercondensateurs présentent donc une technologie complètement différente des batteries. Au lieu d'un stockage de type faradique, le stockage de l'énergie est capacitif : le nombre de cycles obtenus est très élevé. La technologie mise en œuvre est moins lourde que pour les batteries, le plus souvent avec des procédés similaires sur le principe (collecteurs, deux électrodes, ...).

Cependant, les supercondensateurs n'ont pas connu l'essor marketing escompté actuellement, d'où leur cantonnement à des marchés de niche. Néanmoins, sur le plan conceptuel, l'étude de ces systèmes électrochimiques entraîne celle de l'interface électrochimique, assez méconnue, et donc le développement d'idées extrêmement intéressantes, et fructueuses. Le matériau diélectrique est un électrolyte et les électrodes sont idéalement polarisables. A l'interface électrode-électrolyte existe une différence de potentiel, et une double couche électrostatique d'ions de l'électrolyte d'une part et de charges électronique de l'électrode d'autre part.

L'économie de l'HydrogèneL'hydrogène est le moyen universel qui "stocke" toutes les formes d'énergie renouvelable afin d'assurer qu'une ressource stable et fiable soit disponible pour la production d'énergie et, ce qui est aussi important, pour le transport

Nous sommes à la veille d’une course dont personne n’ose donner le coup de départ. Une compétition dont la ligne d’arrivée profile une nouvelle ère énergétique basée non plus sur les énergies fossiles comme le pétrole, mais sur le vecteur d’énergie qu’est l’hydrogène.

En fait, nous sommes actuellement dans une situation de redistribution des cartes liés à cette nouvelle économie qu’est "l’économie hydrogène".

Les solutions sont bien là et il est urgent que nos responsables mettent en place une nouvelle politique en matière de transport et d’énergie.

Le 25 janvier 2008, les conclusions de la recherche Européenne dans le cadre du projet HYWAYS permettent de démontrer que l'hydrogène est une des options les plus réalistes pour améliorer la viabilité écologique et économique dans les transports, en particulier le transport de voyageurs, les utilitaires légers et les autobus.

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Toutefois, le recours à cette forme d'énergie nécessite des changements progressifs sur l'ensemble du système énergétique, et donc une planification rigoureuse à ce stade.

La période de transition offre à l'Europe l'occasion de prendre la tête du développement de la filière hydrogène, de la technologie des piles à combustible et de leurs applications dans les transports et l'approvisionnement énergétique. Les défis sont importants et il faut agir aussi judicieusement que rapidement pour que l'Europe ne paie pas le prix d'une entrée tardive sur le marché.

Le rapport démontre que l'hydrogène pourrait permettre de réduire la consommation de pétrole dans les transports routiers de 40% d'ici à 2050.

L'hydrogène est l'élément le plus léger et le plus abondant dans l'univers et quand il est utilisé comme source d'énergie, ses seuls sous-produits sont l'eau pure et la chaleur.

L'énergie nécessaire au fonctionnement de nos vaisseaux spatiaux depuis plus de 30 ans a été fournie par des piles à combustible de haute technologie fonctionnant à l'hydrogène.

L'hydrogène se trouve partout sur la Terre. Cependant il existe rarement à l'état libre dans la nature, et il faut donc l’extraire.

Nous pouvons extraire l'hydrogène de 4 façons principales :

➪ Des carburants fossiles : pétrole, gaz naturel, charbon… 98 % de la production Française d’hydrogène en 2005 est faite à partir de gaz naturel, façon la plus rentable actuellement, mais la tendance s’inverse avec la flambée des prix du gaz et des produits pétroliers. De plus les réserves

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de gaz sont limitées et le processus produit de très fortes quantités de gaz à effet de serre et va à l’encontre de l’objectif premier de réduction des émissions de CO2.

➪ De l’énergie nucléaire pourrait être utilisée, c’est l’axe de recherche de la France, mais cela augmenterait significativement la quantité de déchets radioactifs dangereux, ainsi que l’utilisation d’eau froide disponible pour le refroidissement des réacteurs et créerait des menaces de sécurité sérieuses dans une époque de terrorisme et pour finir, accroîtrait considérablement le coût que les contribuables et les consommateurs doivent consentir pour disposer de l'énergie.

➪ De l’eau :Pourtant, il y a une autre façon d'utiliser l'hydrogène, comme support de stockage pour toutes les formes d'énergie renouvelable. Les sources renouvelables d'énergie - d'origine solaire, éolienne, hydraulique, géothermique, océanique - sont de plus en plus utilisées pour produire de l'électricité.Cette électricité, à son tour, peut être utilisée, dans un processus appelé l'électrolyse, pour séparer l'eau en hydrogène et oxygène.

➪ De la biomasse :L'hydrogène peut aussi être extrait directement de récoltes énergétiques, de déchets animaux et forestiers, et de déchets organiques - biomasse - sans passer par le processus d'électrolyse.

Les algues vertes qui infestent Bretagne et qui produisent du sulfure d'hydrogène H2S (gaz mortel) pourraient être valorisées avec des procédés par plasmas qui sépareraient l'hydrogène et le soufre.

Ces procédés existent pour produire de l’hydrogène et récupérer du soufre à partir des gaz contenant une forte teneur en H2S. Quand la teneur en H2S est moins importante, des techniques plasma peuvent également être utiles pour assister certains étages du procédé classique Claus ou réaliser ce procédé pour des gaz non conventionnels. Les tests allant jusqu’à l’échelle industrielle sont menés dans divers réacteurs à plasmas et les résultats encourageants rapportés de la littérature et de la recherche propre laissent envisager des prochaines applications.

(Voir les programmes de l'ANR 2005 - 2009 (Agence nationale de la recherche))

Sécurité

L’hydrogène est aussi dangereux que l’essence, mais peut être aussi plus sûr de par ses caractéristiques de sécurité.

• L’hydrogène est plus léger que tous les autres éléments.• L’hydrogène a une densité plus faible et donc une plus grande flottabilité• L’hydrogène se diffuse plus vite dans l’air que n’importe quel carburant gazeux• L’hydrogène est sans odeur, dans goût, sans couleur et non toxique• L’intervalle d’allumage de l’hydrogène a de grandes différences de concentration• La flamme du brûlage de l’hydrogène est invisible de jour comme de nuit• L’énergie d’allumage de l’hydrogène pour certaines concentrations est très basse• Le taux de flamme de l’hydrogène est plus élevé que celui d’autres carburants• La température d’allumage de l’hydrogène est plus élevée que celle de l’essence• L'hydrogène est explosif dans un grand intervalle de concentration quand il est confiné, mais il lui est difficile d’exploser en plein air

Ce n’est pas l’hydrogène qui causa l’explosion de Hindenburg. Une étude de l’accident a mis en cause la peinture utilisée sur la peau du dirigeable, qui contenait le même composant que le carburant d’une fusée. Une décharge électrique a mis feu à la peau, et le s’est propagé à la surface du dirigeable. L’hydrogène brûla rapidement, vers le haut et loin des personnes à bord de l’engin.Roadmap européenne de la production d’hydrogène:

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Projets Européens sur l’hydrogène et les piles à combustibles

➪ Zero Regio - Vers les voitures zéro émission – Flottes de Voitures à hydrogène et infrastuctures de remplissage en stations services publiques multi-énergies.

➪ H2moves- Hydrogène pour les transports – information des citoyens sur les projets hydrogène dans l’UE

➪ Premia - Cadre d'évaluation

➪ HyLights - Activité de coordination pour les démonstrations

➪ Hychain-Minitrans - Démonstration de nombreux véhicules légers de transport et applications)

➪ HyFLEET-Cute - Démonstration de plusieurs flottes de bus et infrastructures à travers l’Europe

➪ HyApproval - Formalités d'approbation pour les infrastructures

➪ Roads2Hycom - Activité de coordination pour la recherche hydrogène et piles à combustibles

➪ CEP - Démonstration de véhicules à hydrogène et infrastructure - Clean Energy Partnership Allemagne)

Le stokage des énergies renouvelables: Le point important à souligner est que l'énergie renouvelable devient viable dès lors qu'une partie de cette énergie peut être stockée sous forme d'hydrogène. Cela tient à ce que l'énergie renouvelable

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est intermittente. Quand une énergie renouvelable n'est pas disponible, l'électricité ne peut pas être produite et l'activité économique s’arrête.

Mais si une part de l'électricité produite quand l'énergie renouvelable est abondante peut être utilisée pour extraire l'hydrogène de l'eau, qui peut alors être stocké pour une utilisation postérieure, la société aura alors une fourniture continue d'énergie.

D'autres technologies de stockage incluant des batteries électriques, des stations de transfert d'énergie hydraulique par pompage, des volants, les ultra-condensateurs, et autres, fournissent la capacité de stockage le long du réseau de fourniture d'énergie intelligent et complètent l'hydrogène dans le maintien d'une fourniture sûre d'énergie disponible. L'hydrogène peut aussi être extrait de la biomasse et stocké de la même façon. En 2001, le brésil a montré les conséquences d'une politique énergétique s'appuyant sur une forme d'énergie renouvelable intermittente pour l'électricité sans aucun moyen de stockage. Plus de 80 % de l'électricité du Brésil proviennent d'une source renouvelable d'énergie - l'hydro-électricité et en 2001, le Brésil a connu une grande sécheresse qui a énormément ralenti les débits d’eau, entraînant des coupures d’électricité sur tout le territoire. Si une infrastructure à hydrogène avait été en place, le Brésil aurait pu utiliser un peu de ses surplus d'électricité, produits quand le niveau de l'eau était suffisant pour électrolyser l'eau et stocker l'hydrogène pour garantir la production d'énergie pendant la sécheresse. En 2008, le Danemark se trouve en face d’un énorme problème de stockage de l’électricité éolienne, qui représente 20% de son énergie électrique, très présente sur son territoire.

Les dépenses nécessaires à la mise en œuvre de l'énergie renouvelable deviennent rapidement compétitives, le coût de production de l'hydrogène reste toujours relativement élevé. Cependant, de nouvelles percées technologiques et des économies d'échelle réduisent radicalement ces dépenses chaque année. De plus, les piles à combustible fonctionnant à l'hydrogène sont au moins deux fois aussi efficaces que le moteur à combustion interne.

Corrélativement, les coûts directs et indirects du pétrole et du gaz sur les marchés mondiaux continuent de monter et vont de records en records ces derniers mois (118 dollars le baril en avril 2008). Nous sommes très proches du point de rencontre entre le prix décroissant du couple "énergie renouvelable et "hydrogène" et le prix croissant des carburants fossiles, à partir duquel l'ancien régime de l'énergie laissera place à la nouvelle èrede l'énergie.

Les bases d'une transition vers la troisième révolution industrielle a été établie par le conseil de l'Union Européenne en Mars 2007.

L'Union européenne est devenue la première superpuissance à mettre en place un engagement contraignant de produire 20 % de son énergie à partir de sources d'énergies renouvelables en 2020.

Quand la contribution d'énergie renouvelable à la production d'électricité devient significative, même un ralentissement provisoire du flux solaire, du vent et du débit d'eau, peut entraîner une insuffisance de production, une pointe dans les prix et des coupures d'électricité. Utiliser l'hydrogène comme “support de stockage” pour l'énergie renouvelable sera essentiel si l'Union européenne doit assurer une fourniture fiable d'énergie.

L'hydrogène est aussi la façon de stocker et d’utiliser l'énergie renouvelable pour tous les transports.C’est la réalisation depuis 2002 du projet CUTE (clean urban transport for Europe) qui a mis en place 27 autobus à hydrogène en Europe, dont pas un seul en France ! (voir la rubrique véhicules propres)

La Commission européenne reconnaît que le recours accru aux formes renouvelables d'énergie serait énormément facilité par le développement de capacité de stockage de piles à combustible

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fonctionnant à l'hydrogène et, en 2003, elle a mis en place la Plate-forme de Technologie Hydrogène, qui constitue un effort massif de recherche et développement pour placer l'Europe au premier rang dans la course vers un futur faisant appel à l'hydrogène.

Les régions et les gouvernements nationaux à travers l'Europe ont déjà commencé à mettre en place des programmes de recherche et développement sur l'hydrogène et commencent à introduire des technologies à hydrogène sur le marché.

En 2006, l'Allemagne a consacré 500 millions d'euros à la recherche et au développement des techniques à hydrogène et a commencé à préparer des plans permettant de créer un réseau hydrogène national, dans le but affiché de conduire l'Europe et le monde dans l'ère hydrogène à l'horizon 2020.

En 2007, la Chancelière Angela Merkel et les membres de son cabinet ont appelé à une Troisième Révolution Industrielle dans des discours publics.

En octobre 2007, la Commission européenne a annoncé un partenariat public/privé de plusieurs milliards d'euros pour accélérer l'introduction commerciale d'une économie de l'hydrogène dans les 27 Etats membres de l'Union européenne, en mettant principalement l'accent sur la production d'hydrogène à partir de sources d'énergie renouvelable.

La région Bretagne importe 93 % de son énergie électrique de centrales nucléaire hors de la région. Dans les 7 % que la région produit 60% vient d’énergies renouvelables avec l’usine marémotrice de la Rance, dans le pays de Saint-Malo qui en produit la quasi-totalité.

La région Bretagne a été innovatrice avec la mise en place du barrage de La Rance et de son usine marémotrice. En effet, sa construction commença en juillet 1963 et fût achevé en 1966 par l’inauguration du président De Gaulle. Cela fait donc plus de quarante ans que la région est engagée dans l’expansion des énergies renouvelables, premier pilier de la troisième révolution industrielle. De plus la Bretagne, avec son très fort potentiel éolien voit l’expansion grandissante de ces parcs éoliens et photovoltaïques et doit donc ouvrir la voie en généralisant ce type de stockage de l’énergie renouvelable sous forme d’hydrogène.

La quasi totale dépendance énergétique de la région Bretagne, son fort potentiel de développement des énergies renouvelables et son tissu économique conséquent permettront à la région de devenir précurseur dans le stockage des énergies renouvelables intermittentes en mettant en place une filière complète de l’hydrogène, des piles à combustibles et des batteries supercapacités.

Cela nécessite aussi la mise en place des applications liées à l’hydrogène notamment dans les transports collectifs, industriels et véhicules particuliers.

Liens :

Démonstration de Bus à hydrogène en Europe (Projet CUTE 2002) : http://www.global-hydrogen-bus-platform.com

Excellent site sur l'hydrogène en Islande:http://odysee-islandaise.over-blog.com/article-l-islande-et-l-hydrogene-38193568.html

Hydrogène et piles à combustibles dans le plan Européen SET Technologies énergétiques stratégiques:http://setis.ec.europa.eu/technologies/Hydrogen-and-fuel-cells

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Plateforme de stockage de l'énergie photovoltaïque en Corse: MYRTE

Piles à combustible La pile Genepac du CEA et de PSA Peugeot Citröen (Application principale visée: les véhicules de transport de passagers)

01) Historique

La pile à combustible (PAC) est une des plus belles inventions de l’Homme et on doit la connaissance de l’effet produit au chercheur

suisse Christian Schönbein qui expérimenta en 1839 l’électrolyse de l’eau avec déjà de la mousse de platine.

William R. Grove réalisa peu de temps après un prototype de pile à combustible avec de l’acide sulfurique comme électrolyte.

Ces travaux ne furent repris qu’en 1932, soit près d’un siècle plus tard, par Francis Bacon qui passe d’un prototype de 1kW en 1953 à un proto de 5kW six ans plus tard qui servira de modèle aux piles à combustibles utilisées dans les missions Apollo et Gemini à partir de 1966, et en plus elles fournissent de l’eau aux spationautes.

En été 2007 le Japon commença à élaborer des normes sur les PAC, ainsi que des standards de fabrication. Le Japon a de plus renforcé la sécurité de manière à faciliter l'usage généralisé de ces piles à combustible sur la petite électronique et espère ainsi réduire de 50 % ses émissions de CO2 en proposant ces batteries dont l’autonomie est multipliée par trois.

02) Le Principe de la pile à combustible

La pile à combustible est une pile fournissant donc de l‘électricité. La particularité de cette pile est qu’elle est alimentée en permanence par deux gaz : L’Hydrogène et l’Oxygène, je devrais plutôt dire du di-hydrogène et du di-oxygène pour les chimistes puristes.

Ici le combustible réducteur est le di-hydrogène, c’est lui qui va fournir les électrons indispensables aux courants électriques.

Le di-oxygène joue le rôle d’oxydant qui va capter des électrons pour faire circuler le courant électrique. Le seul rejet de cette pile à combustible est … de l’eau H2O !

Le processus en jeu est exactement l’inverse de l’électrolyse de l’eau pure qui fournie de l’hydrogène et de l’oxygène à partir d’eau pure et de courant électrique.

La pile à combustible transforme l’énergie chimique en énergie électrique ce qui en fait un générateur électrique. Elle possède deux électrodes, cathode et anode, séparés par un électrolyte qui assure le transport des charges électriques et ferme le circuit.

Comme dans une pile classique, le di-oxygène (l’oxydant) et le di-hydrogène (le réducteur) sont consommés.Remarque : Le réducteur peut être aussi du méthanol ou du gaz naturel.

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1.Réaction d’oxydation à l’anode : H2 → 2H+ + 2e–

2.L'ion H+ passe de l'anode à la cathode et provoque un courant électrique par transfert des électrons dans le circuit électrique.

3.Réaction de réduction à la cathode : les ions H+ sont consommés : O2 + 4H+ + 4e– → 2H2O

On obtient donc : de l’électricité de l’eau mais aussi de la chaleur.

La tension théorique maximum produite est de 1,23 Volt (à 25°C avec des pressions de gaz purs à 1 bar). En pratique, la tension obtenue est de l’ordre de 0,65 Volt.

Les réactions sont rendues possibles par la présence d'un catalyseur de dissociation de la molécule d'hydrogène sur un support poreux recouvert d’une fine couche de platine divisé.

03) Les Technologies Principales Bien que le principe de base soit toujours le même, les techniques mises en œuvre au sein des piles à combustible sont très variées. Une des composantes fondamentales est l'électrolyte utilisé. Cet élément rend possible la migration d'ions spécifiques, d'une électrode à l'autre. Le type d'électrolyte utilisé va déterminer la température à laquelle la pile va fonctionner: * - Pile à membrane polymère (80°C) * - Pile à combustible alcaline (100°C) * - Pile à acide phosphorique (200°C)

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* - Pile à carbonates fondus (700°C) * - Pile à électrolyte solide (800-1000°C)

04) Les différentes types de pac ➪ AFC - Alcalines (Alkaline Fuel Cells)

Combustible : H2 très pur, sans CO2, pas de reformage ;Electrolyte : KOH ;Ions transportés : OH-

CO maxi : quelques ppm (l'air de combustion doit être purifié pour èliminer le CO)Température de fonctionnement 60 à 80 °CRendement électrique : 55 à 60 %

Applications : Transport, portable, aérospatial (navette US)

+ Electrolyte et catalyseur bon marché, démarrage rapide, fonctionnement à base température.

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- Sensible au CO2.

➪ DMFC - Direct Methanol Fuel CellsPar extension, piles directement alimentées par n'importe quel alcool.Rendement électrique : de l'ordre de 20 %

Applications : Source d'énergie primaire ou d'énergie rechargable pour GSM, ordinateur portable, camera, lecteur de MP3, etc.

+ Grande densité d'énergie, fonctionnement à température ambiante, démarrage rapide,

bonne réponse au changement de régime de puissance, combustible liquide ne nécessitant pas de reformatage (recharge instantanée),- Emission de CO2, faible rendement

➪ MCFC - cabonates fondus (Molten Carbonate Fuel Cells)Combustible : H2 reformé, CO, rerformage externe ou interne ; Electrolyte : Cabonates fondus ;Ions transportés : CO3- -

Température de focntionnement : 600 à 700 °CPuissance : 250 kWe à quelques MWeRendement électrique : 50 à 60 %

Applications : cogénération, production d'électricité décentralisée (hôtels, hopitaux...)

+ Très efficace, combustible gaz naturel comme combustible, utilisation de la chaleur des gaz d'échappement pour la co-génération.

- Démarrage lent, technologie haute température, sensible au choc thermique, application difficile à l'automobileStade de recherche développement : 1 unité de 2 MWe, plusieurs de 100 à 250 kWe (difficultés de fonctionnement)

➪ PAFC - A acide phosphorique (Phosphoric Acid Fuel Cells)

Combustible : H2 pur, H2 reformé, reformage externe ;Electrolyte : acide phosphorique ; Ions transportés : H+

CO maxi : 1 % (V/V)Température de fonctionnement : 180 à 200 °CPuissance :> 200 kWe pour la cogénération,environ 100 kWe pour le transportRendement électrique : 36 à 45 %

Applications : cogénération, transport collectif (bus)

+ Commercialement disponible, technologie basse température

- Coût élevé, moins efficace que MCFC et SOFC, nécessite un reformage externe, sensible

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au choc thermique, application difficile à l'automobile

Stade de développement : fabrication en petites séries; 200 unités de 200 kWe en fonctionnement dans le monde (dont 20 en Europe).

C'est une pile de ce type qu'EDF et Gaz de France ont mis en service à Chelles en janvier 2000 à titre expérimental.Fourniture à 200 foyers de l'équivalent des besoins en électricité et chaleur ;générateur de 200 kW électriques et 200 kW thermiques, fonctionnant au gaz naturel : Elle délivre au réseau électrique de la ville un courant de 400 volts et alimente avec de l'eau à 80°C le chauffage urbain

➪ PEMFC - membranes échangeuses de protons (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

Combustible : H2 très pur, avec ou sans CO2, H2 reformé (reformage externe) ;Electrolyte : polymère (électrolytre solide) ;Ions transportés : H+

CO maxi : quelques ppm (catalyseurs en platine)Température de fonctionnement : 80 à 120 °C

Puissance :piles miniatures : quelques Watts ;téléphones, camescopes, panneaux signalisation... : moins de 10 kWe ;résidentiel : 250 kWe pour la cogénération.Rendement électrique : 32 à 40 %

Applications : cogénération résidentielle ou tertiaire, automobile, téléphones et ordinateurs portables, sous-marin, spatial

+ Démarrage rapide, insensible au CO2, faible température de fonctionnement, bonne gestion thermique, souplesse de fonctionnement, large plage de puissance.

- Nécessite un hydrogène de très haute pureté, contamination de la membrane par le CO et le S, utilisation de platine (coût élevé).Stade de développement : unités de 50 à 250 kWe

➪ SOFC - oxydes solides (Solid Oxide Fuel Cells)

Combustible : H2 reformé, CH4 ou CO, reformage externe ou interne ; Electrolyte : céramique ; Ions transportés : O- -

Température de fonctionnement : 850 à 1000 °CPuissance : 10 kWe ou 300 kWe à quelques MWe selon les technologiesRendement électrique : 45 à 50 % ; 70 % avec une turbine adjointe pour récupérer la chaleur

Applications : cogénération, production d'électricité décentralisée

+ Plus efficace que le PEM (rendement électrique élevé), combustible gaz naturel, chaleur des gaz d'échappement utilisée pour la co-generation.

- Technologie haute température, démarrage lent.Stade de recherche et développement : unités de quelques kWe à 1 MWe

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Des autobus canadiens équipés par la société Ballard circulent depuis plusieurs années à Vancouver et Chicago.

➪ 3 sous-systèmes Cœur de pile (Stack) spécifique / technologiePériphériquesGestion électrique (conditionnement de courant/contrôle

commande)

Exemples de piles à combustibles PEMFC hydrogène sur le marché: Heliocentris Nexa® 1200 o Tension nominale: 24,4 V o Courant nominal: 52 A o Puissance nominale: 1200 W o Tension de sortie: 22 ... 36 V o Consommation d'hydrogène: max. 15 SLPM * (* SLPM = Standard Liter Per Minute = 1 L / min à la pression atmosphérique et à 20°C) Caractéristiques techniques: Dimensions * Largeur x profondeur x hauteur: 400 x 550 x 220 mm * Poids: env. 22 kg Stack * Fabricant: Ballard Power Systems Inc * Type: FCGen™ 1020 ACS * Design: PEM, refroidi par air, cathode ouvert Données sur le rendement * Tension nominale: 24,4 V * Courant nominal: 52 A * Puissance nominale: 1200 W * Tension de sortie: 22 ... 36 V Media * La qualité de l'hydrogène: 99,95% ou mieux * La consommation d'hydrogène: 15 SLPM * Air débit: 3000 SLPM (à la puissance nominale, à température ambiante de 30 ° C ) Liens sur les piles à combustibles:

La pile DMFC au methano:l www.annso.freesurf.fr/DMFC.html

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La pile à combustible au Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée UMR CNRS-INPL-UHP 7563: http://lemta.ensem.inpl-nancy.fr/pac.html/ Un Travail personnel encadré (TPE) sur la pile à combustible: http://pilecombustible.free.fr/ Fonctionnement de la pile à combustible: http://www.psa-peugeot-citroen.com/modules/pac/francais/index.html

Quelques conséquences de la disponibilité de grandes quantités d'hydrogèneL’utilisation du gaz naturel dans la plupart de nos industries est d’une portée stratégique essentielle en Europe. Les coupures d’approvisionnement de la Russie en Hiver 2008-2009, nous ont montré la dépendance des pays de l’Europe de l’Est vis-à-vis de notre voisin Russe, la France n’important que 15% de gaz Russe a été quelque peu épargnée. L’utilisation de l’hydrogène dans le réseau gazier, nous apporterait une indépendance relative beaucoup plus acceptable.

L'utilisation de la technologie de l'hydrogène dans la métallurgie pourrait être d’une portée considérable. Toutes les industries à l'heure actuelle qui polluent l'atmosphère devraient être converties à l'utilisation de l'hydrogène et de l'électricité. Dans la métallurgie, il existe à l'heure actuelle une évolution intégrant la récupération du nickel, du plomb et de leurs minerais par le biais de réduction de l'hydrogène. Les 50 prochaines années, entraîneront des changements dans la technologie chimique. L'hydrogène sera de plus en plus utilisés pour obtenir des produits chimiques organiques à partir de charbon (car le gaz naturel continuera l’augmentation de ses prix jusqu’à ce que les taux maximaux supposés d'approvisionnement soient atteint. Le méthanol peut être obtenu électro-chimiquement. Environ 30% des dépenses d'énergie en Europe proviennent du fonctionnement des machines dans la fabrication. La métallurgie industries, la production alimentaire, du papier et d’autres produits utilise le gaz naturel. L'utilisation de ce carburant devra être remplacée dès que les ressources d’hydrogène mises à disposition seront suffisantes, car la combustion du gaz naturel entraîne une augmentation des gaz à effet de serre, contrairement à l’utilisation de l’hydrogène. La production d'électricité, qui utilise de plus en plus la combustion du gaz naturel et du charbon (avec un gain important de rendement ces dernières années) doit être remplacée par le biais de l'hydrogène dans les piles à combustible. L’hydrogène est un moyen de stockage des énergies renouvelables qui sont intermittentes et ne fournissent pas toujours de l’électricité aux bons moments. La plupart des constructeurs automobiles ont des prototypes de véhicules à hydrogène performants, des bus à hydrogène sont en circulation dans de nombreuses capitales européennes depuis 2002 (Projet CUTE, Clean Urban Transports for Europe).

L'éclairage et la cuisine. Le phosphore dans des tubes de verre réagit avec l'hydrogène pour donner l'éclairage. Un appareil central, dans le sous-sol, pourrait produire de la lumière qui serait ensuite transmise à d'autres pièces. La recombinaison de l'hydrogène avec l'oxygène de l’air dans des céramiques poreuses donnerait de la chaleur d'usage domestique. L'électricité à usage domestique.

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Une pile à combustible alimentée en hydrogène fourni l’électricité et la chaleur. Des onduleurs donneraient du courant alternatif.

Les appareils de chauffage peuvent être obtenus par des méthodes impliquant la combustion inhibée de l'hydrogène.

L’électricité utilisée pour le ménage est d’environ un quart de l'utilisation totale d'énergie, ce qui pourrait être réduit de moitié par l’utilisation de l'hydrogène et de pile à combustible. L'eau potable.L'eau potable pourrait être produite par la maison avec la pile à combustible qui produit aussi de l’eau pure. Elle est utilisée à bord des lanceurs spatiaux depuis les années 1960.

La moyenne des ménages utilise une énergie équivalente d'environ 5 kW de puissance ce qui correspond à environ 6 l d'eau distillée par jour. L'hydrogène dans la production alimentaire?L'hydrogène peut être combiné avec du CO2 pour produire du formaldéhyde et de méthanol. Des réactions avec de l'azote en présence d’enzymes peuvent conduire à des protéines. Gestion des déchets.La pyrolyse de déchets avec l’hydrogène fournit le méthane et l'éthylène, utilisés dans la synthèse de matières plastiques. Les arguments en faveur de l’économie de l’hydrogène sont trop nombreux pour être tous évoqués ici mais certains facteurs économiques ressortent nettement des constats précédents: 1) La diversification des marchés rendra l’activité pérenne,

2) La filière hydrogène est en développement rapide : - Les applications portables sont estimées en 2010 - Les applications Stationnaires sont estimées entre 2010 et 2012 - Les applications mobiles entre 2015 et 2020 Ces 3 domaines ouvriront de nouveaux marchés et de grandes opportunités de développement

3) Le développement de produits spécifiques

4) La diversification de l’offre technologique Opportunités industrielles :Fort potentiel de développement de toutes les architectures - Production d’hydrogène (reformage, électrolyse de l’eau)- Compression d’hydrogène ou liquéfaction (compresseurs spécifiques, production de froid)- Stockage d’hydrogène (réservoirs composites, technologies des fibres de carbone, de l’acier …)- Traitement du courant- Activités transverses (Modélisation des systèmes, Bancs d’essai, Sécurité, réglementation, normes, Services spécifiques, Formation professionnelle, Entretien, Réparation) Utilisation de l’hydrogène : - Moteurs à combustion (véhicules routiers, maritimes, aériens, turbines à gaz…)

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- Réseau gazier, combustible domestique- Piles à combustibles (5 technologies principales, fort potentiel de développement de toutes les architectures)

Origine du problème Effet environnemental Effet à grande échelle de l'économie de l'hydrogène (H2)

La concentration de l’atmosphère en CO2 due à l’usage des combustibles fossilespour le transport, domestiques, industriels et àdes fins militaires

Température due à l’effet de serre.Hausse inacceptable dans les états du sud d'ici à 2050

Réduction du taux d'augmentation de la température dans le monde jusqu’à zéro en 50 ans.

Augmentation de production de CH4 (méthane) provenant desanimaux domestiques et peut-être de la Tundra.

L’effet de serre a augmenté

Les Effets resteront mais seront moins important si l'augmentation des émissions de CO2 est Stoppée

SO2 (dioxyde de soufre très toxique) provenant de la combustion du charbon → électricité

Les pluies acides, la dégradation des bâtiments et des métaux, les poissons dans les lacs

Les sources d'énergie renouvelables è H2 è électricité è pas de combustion du charbon

anciens réfrigérateurs → fluorohydrocarbons.Causes de la diminution de la couche d’ozone aux pôles

Le cancer de la peau où la couche d’ozone est mince

La Pile à combustible électrique fournira l’énergie aux refroidisseurs thermoélectriques

Cancérogénicité de l'inhalation des produits petroliers (essence …) et des produits de combustion de ceux-ci.

Le cancer (gorge et les poumons ?)

Eliminé dans la mesure où les produits pétroliers sont remplacés par H2

Les matières organiques ajouté à l'eau aliments (conservateurs)

Il est connu que les mères qui mangent les poissons des lacs contenant du mercure ont des bébés avec une déficience de l'intelligence. Le DDT est maintenant dans tous lescerveaux.

La disponibilité massive de H2 permettrait la production locale de nourriture synthétique propre.H2 + CO2 + N2 + enzymes èdes protéines

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Le déversement de pétrole en mer

Nous tuons le plancton à la base de la photosynthèse :CO2 + Lumière ==> O2

L’utilisation de pétrole déclinera comme le solaire-hydrogène augmentera

épuration des eaux usées

Les boues d'épuration réparties sur les terres.La pluie emmagasine les métaux toxiques dans la nappe phréatique

Traitées électrochimiquement→ CO2 + H2 + N2

Détritus, ordures, etc Les océans sont atteints. Heyerdahl a trouvé une pollution de grande portée.

pyrolyse avec H2 → CH4 + C2H4 → synthèse

Toxiques (par ex, l'inhibition de la corrosion)Attaque de la mer sur les plates-formes en mer

Nous tuons la faune en raison des effets de la bioaccumulation des substances toxiques sur les enzymes dans le corps

Des inhibiteurs de corrosion Non-toxiques peuvent êtresynthétisés

Déchets nucléaires militaires; Utilisation civile de l'énergie nucléaire

En raison de leur longue demi-vie, de nombreux noyaux radioactifs issus des déchets sont extrêmement dangereux

La production est éliminée dans l’économie de l’hydrogène. Faible niveau de déchets électrochimiqueamovible

Les principales applications de l’hydrogèneIndustries Alimentaire et boissons

L'hydrogène pur est utilisé pour la production de plastiques, polyester et nylon. H2 est aussi utilisé dans l'hydrogénation des amines et acides gras (huiles alimentaires). Verre, Ciment et Chaux

L'hydrogène est principalement utilisé pour la création en combinaison avec l'azote d'une atmosphère réductrice au-dessus du bain d'étain dans le procédé FLOAT. On utilise l'hydrogène pour le traitement thermique (flamme oxy hydrogène) du verre creux et des préformes en fibre optique. Industrie des métaux

Atmosphère réductrice pour des procédés de traitement thermique.

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Laboratoires et analyses

L'hydrogène est utilisé comme gaz porteur en chromatographie en phase gazeuse et dans de nombreuses techniques analytiques. Les plus communes sont l'utilisation dans les flammes des détecteurs à ionisation de flamme (FID) ou des détecteurs à photométrie de flamme (FPD). On utilise aussi des mélanges contenant de l'hydrogène dans les appareils d'étincelage et dans la mesure des hydrocarbures totaux. Soudage, coupage et projection thermique

Traitement thermique de divers métaux Pétrole et dérivés

Désulfuration du fioul et de l'essence Electronique

L'hydrogène est généralement utilisé comme gaz de balayage lors des étapes de dépôt de silicium ou de croissance cristalline, aussi bien que dans le brasage sous atmosphère et le recuit de films de cuivre. L'emploi d'hydrogène avec des gaz inertes protecteurs (H2 dilué dans de l'azote) permet théoriquement d'éliminer la totalité de l'oxygène ainsi que ses inconvénients dans un milieu essentiel pour les procédés à haute ou moyenne températures. Espace et Aéronautique

L'hydrogène est utilisé sous forme liquide comme ergol pour la propulsion des étages cryogéniques des fusées Ariane. Automobiles et transports

L'hydrogène est un vecteur d'énergie nouvelle sans production d'oxydes de carbone utilisé dans les piles à combustibles.

Liens sur l'hydrogène dans le Monde

Publications and News• The Hydrogen Journal - This site a news service for the hydrogen industry, covering

developments in fuel cells, technology, hydrogen supply, storage, projects and regulatory policy.

• Alternative Energy News - Hydrogen - This news site links to hydrogen articles across the internet and is updated with several new articles each day

• The Hydrogen and Fuel Cell Letter - This monthly newsletter, started in 1986, provides news from across the spectrum from across the hydrogen and fuel cells industry

International Organizations

• International Partnership for the Hydrogen Economy (IPHE) - The IPHE is an organization of governments across the world that maintain hydrogen programs

• International Association for Hydrogen Energy (IAHE) - This organization focuses on collaborating on hydrogen research around the world and hosts the once-every-two-years World Hydrogen Energy Conference (WHEC).

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National Hydrogen Associations• Argentina:

Argentinian Hydrogen Association (AAH2)• Australia:

National Hydrogen Association of Australia (NHAA)• Bulgaria:

Bulgarian Hydrogen Society (BGH2)• Canada:

Canadian Hydrogen and Fuel Cell Technology (CHFCA)• China (PRC):

China Association for Hydrogen Energy (CAHE)• Denmark:

Danish Hydrogen Association (DHA)• European Union:

European Hydrogen Association (EHA)• France:

Association Française de l'Hydrogène (AFH2)• Germany:

German Hydrogen Association (DWV)German National Organization Hydrogen and Fuel Cell Technology (NOW-GmbH)

• Greenland & Iceland:North Atlantic Hydrogen Association (NAHA)

• Italy: Italian Hydrogen Forum (ITForum)Italian Hydrogen and Fuel Cell Association (H2IT)

• India:Society for Hydrogen Economy and Research

• Japan:Hydrogen Energy Systems Society of Japan (HESS)

• Mexico:Sociedad Mexicana del Hidrógeno (SMH)

• The Netherlands:Dutch Hydrogen Association (NWV)

• Norway: Norwegian Hydrogen Forum (NHF)

• Poland:Polish Hydrogen and Fuel Cell Association (PSH2)

• Portugal:Portugese Hydrogen Association (AP2H2)

• Russia:Russian Hydrogen Association (TATA)

• South Korea:Korean Hydrogen Energy Society (KHES)

• Spain:Asociación Española del Hidrógeno (AEH2)

• Sweden:Swedish Hydrogen Forum (SHF)Hydrogen Sweden

• Switzerland:Swiss Hydrogen Association (Hydropole)

• United Kingdom:U.K. Hydrogen Association (UKHA)

• United States: National Hydrogen Association (NHA) - The NHA is a non-profit industry association

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representing hydrogen interests in the United States United States Fuel Cell Council (USFCC) - The USFCC is an industry association representing fuel cell interests in the United StatesCalifornia Fuel Cell Partnership (CaFCP) - This organization is a group of both industry and government members committed to fuel cell vehiclesCalifornia Hydrogen Business Council (CH2BC)American Hydrogen Association (AHA)

National ProjectsCanada

• Hydrogen Village - The Hydrogen Village is a project in Toronto which focuses on creating an experimental community in which hydrogen takes the leading role in energy.

European Union• H2mobility• European Integrated Hydrogen Project• Clean Urban Transport for Europe (CUTE et hyfleet Cute) (plateforme européenne de 47 bus

à hydrogène en Europe)Japan

• Fuel Cell Development Information Center• Hydrogen Energy Systems Society of Japan• WE NET

United States• American Methanol Institute (AMI)• Fuel Cells 2000• Hydrogen Energy Center in Maine• Hydrogen Fuel Cell Institute• Schatz Energy Research Center (SERC)• Society of Automotive Engineers Fuel Cell Showcase

3ème p i l ie r : les réseaux intelligentsUn réseau énergétique intelligent est capable de transmettre des flux d'informations et d'énergie bidirectionnels entre distributeurs et consommateurs d'électricité.

En évaluant l’intérêt d’un changement ambitieux en faveur des énergies renouvelables et en finançant un programme énergique de recherche et développement dans la technologie des piles à combustible à l’hydrogène, l'Union Européenne a mis en place les deux premiers piliers de la Troisième Révolution Industrielle.

Le troisième pilier, la reconfiguration du réseau électrique européen, s'appuyant sur le réseau Internet, permettant aux entreprises et aux particuliers de produire eux-mêmes leur énergie et de la partager, est en cours d'expérimentation au sein des compagnies électriques en Europe.

L’intérêt de la région Bretagne est ici évident, notamment en raison de l’expérience issue du fort tissu de compétences informatiques et réseaux qu’elle a su établir.

L'inter-réseau intelligent de la région Bretagne sera constitué de trois composants essentiels.

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- Des mini-réseaux permettant aux particuliers, aux petites et moyennes entreprises (PME) ainsi qu'aux grandes entreprises de produire l'énergie renouvelable localement − au moyen de piles photovoltaïques, de l’énergie éolienne, de la mini-hydraulicité, des déchets animaux et agricoles, des détritus, etc.− et de l'utiliser hors réseau pour leurs besoins propres en électricité.

- La technologie du comptage intelligent permet aux producteurs locaux de vendre réellement leur énergie au réseau électrique principal, mais aussi d'accepter l'électricité du réseau, rendant ainsi les flux d'électricité bi-directionnels.

- La technologie du réseau intelligent est incorporée dans des appareils et des puces installés dans tout le système du réseau, permettant de relier chaque appareil électrique. Le logiciel permet à l’intégralité du réseau électrique de connaître la quantité d'énergie utilisée, à tout moment, n'importe où sur le réseau.

Cette inter-connexion de la région Bretagne peut être utilisée pour réorienter les utilisations d'énergie et les flux pendant les heures de pointe et les heures creuses et même de s'adapter à tout moment aux variations de prix de l'électricité.

A l’avenir, les réseaux intelligents seront aussi de plus en plus connectés, en temps réel, aux changements de temps enregistrant les variations des vents, des flux solaires, de la température ambiante, etc., donnant au réseau électrique la capacité d'ajuster en permanence le flux d'électricité aux conditions météorologiques externes ainsi qu'à la demande des consommateurs. Par exemple, si le réseau électrique connaît un pic d'utilisation énergétique et une possible surcharge du fait d’un excès de demande, le logiciel peut commander à la machine à laver d'un particulier de descendre d’un cycle par charge ou de réduire la climatisation d'un degré. Les consommateurs qui sont d'accord avec des ajustements légers dans leur utilisation d'électricité reçoivent des "crédits" sur leurs factures.

Puisque le vrai prix de l'électricité sur le réseau varie constamment en 24 heures, l'information en temps réel en matière d'énergie ouvre la porte "à une politique de prix dynamique", permettant aux consommateurs d'augmenter ou faire chuter leur utilisation d'énergie automatiquement, selon le prix de l'électricité sur le réseau. Jusqu'au point où la politique de prix permet aussi aux producteurs de mini-réseaux locaux d'énergie de vendre l'énergie au réseau ou de s’en retirer, de manière automatique.

L'inter-réseau intelligent donnera non seulement plus de pouvoir aux utilisateurs finaux pour leurs choix en matière énergétique, mais sera aussi source d'une nouvelle efficacité significative dans la distribution d'électricité.

De façon intéressante, le nouveau plan énergétique de l'UE prévoit l'inter-réseau, avec l'exigence que le réseau électrique soit "dégroupé", ou au moins rendu plus indépendant par rapport aux entreprises énergétiques qui produisent aussi le courant électrique, de telle sorte que les nouveaux acteurs -en particulier les petites et moyennes entreprises et les particuliers - aient la possibilité de produire et de vendre l' énergie au réseau dans les mêmes conditions de facilité et de transparence que celles dont ils bénéficient maintenant dans la production et le partage de l'information sur Internet.

La Commission européenne a mis en place une Plate-forme européenne de la Technologie des Réseaux Intelligents et a préparé une vision à long terme et un document de stratégie en 2006 pour reconfigurer le réseau électrique européen de manière à le rendre intelligent, uniforme et interactif.

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En 2007, le Parlement européen a adopté une déclaration écrite appelant à une transition vers les énergies renouvelables, une économie de l'hydrogène et la génération d'un réseau électrique intelligent

- les trois piliers fondamentaux de la Troisième Révolution Industrielle.

Une majorité écrasante de parlementaires de l'UE a signé le texte, ainsi que les chefs des sept partis politiques principaux de l'Europe et Hans-Gert Poettering, le président du Parlement européen. Le Parlement européen est ainsi devenu la première assemblée parlementaire dans le monde à endosser officiellement la stratégie des trois piliers pour entrer dans la Troisième Révolution Industrielle.

La région Bretagne doit donc s’ouvrir et engager plus avant la poursuite de la mise en place de cette nouvelle économie émergente à travers une politique de subventions et une politique fiscale incitative pour faire démarrer le stockage de l’énergie sous forme d’hydrogène et le développement des véhicules 0% d’émissions de CO2.

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