Énergies renouvelables : 6 innovations Made in France

La loi d’accélération des énergies renouvelables, adoptée le 7 février dernier par le Parlement, prévoit de lever certaines barrières qui freinent la croissance du secteur des renouvelables, afin de répondre aux objectifs ambitieux du gouvernement : atteindre 40 % d’énergies renouvelables dans le mix énergétique français d’ici 2030. Pourtant, de nombreuses contraintes continuent à peser sur le développement de ces énergies. En parallèle des actions gouvernementales, de nombreuses inventions voient donc le jour pour tenter de répondre à ces problématiques. Retour sur six innovations françaises qui promettent un bel avenir aux énergies renouvelables.

Énergies renouvelables en France : perspectives et contraintes

La France est un territoire propice au développement des énergies renouvelables. Relativement bien ensoleillé, le pays est surtout très bien pourvu en vent, en particulier le long de ses côtes. Il bénéficie également de très nombreux cours d’eau, assurant un potentiel d’énergie hydraulique important.

Pourtant, la France souffre d’un retard notable sur ses objectifs. En effet, les énergies renouvelables représentent seulement 19 % de la consommation d’énergie française. À titre de comparaison, cette part est de 60 % pour la Suède, 44% pour la Finlande et 34 % pour le Portugal, selon les dernières données d’Eurostat.

Plusieurs raisons expliquent ce retard :

• Un mix énergétique reposant à 70% sur l’électricité nucléaire, d’après le dernier bilan du gestionnaire du réseau de transport d’électricité (RTE) ;
• L’attractivité limitée de certaines filières en raison de rendements encore faibles comme la biomasse solide ou la géothermie ;
• Des contraintes techniques : recyclage des matériaux, transport et installation des infrastructures, impacts environnementaux, etc.

Afin de répondre à ces contraintes techniques, de nombreux chercheurs et experts lancent de nouveaux projets innovants. Parmi eux, six innovations créées par des entreprises françaises pourraient bien faire progresser les énergies renouvelables en France de manière significative.

Des tuiles solaires en céramique pour une intégration discrète dans le paysage urbain

L’un des enjeux qui limite le déploiement de nouvelles installations est la pollution visuelle. Les panneaux solaires sont en effet souvent perçus comme inesthétiques ou perturbant le paysage. Il est par exemple impossible d’installer des panneaux solaires sur des bâtiments classés. Par ailleurs, certains bâtiments aux toits atypiques (possédant des angles ou des courbes inhabituelles) empêchent techniquement l’installation de panneaux solaires classiques.

Pour pallier ces problèmes, une innovation existe : les tuiles solaires. La société Actinhome a ainsi lancé dans les Yvelines un concept de tuiles solaires invisibles à haut rendement. Ces tuiles imitent la texture, couleur et forme de tuiles classiques en céramique, tout en conservant un rendement et une durabilité élevés. Ce dispositif s’installe sur une toiture, de la même manière que des tuiles classiques, ce qui permet à des couvreurs non spécialisés en photovoltaïque de les installer, et facilite leur placement dans des zones étriquées de la toiture.

Des éoliennes en bois pour réduire l’empreinte carbone des nouveaux parcs

Autre enjeu important des énergies renouvelables, en particulier dans le secteur éolien : la fabrication et le recyclage des matériaux de construction. En effet, une éolienne doit être construite au préalable, puis acheminée jusqu’au lieu depuis lequel elle produira, et enfin installée. Or la production de matériaux est plutôt polluante. Le béton, élément principal des supports d’une éolienne émet par exemple de 200 à 250 kg de CO2 par mètre cube produit. En outre, les structures sont massives et entraînent des coûts de transport relativement élevés.

De plus, ces structures ont une durée de vie limitée, de l’ordre de 15 à 30 ans pour une éolienne terrestre. La question du recyclage des matériaux de construction est donc primordiale. Le problème majeur concernant les éoliennes en fin de vie est celui des pales, encore difficiles à recycler, mais l’extraction des supports en béton, enfoncés profondément dans le sol, représente également un défi technique.

Le projet d'éoliennes terrestres hybrides en bois et acier porté par la société InnoVent promet ainsi de répondre à ces problématiques. Pour l’heure seules trois éoliennes avec support en bois ont été mises en service dans la commune d’Essey-les-Ponts. À terme, le projet prévoit également d’équiper les éoliennes d’un mât de 100 mètres de haut composé d’un mix de bois et d’acier. Les avantages potentiels d’un tel projet sont conséquents :

• Une division par 8 de la quantité de béton et une division par 2 de la quantité d’acier dans les fondations ;
• Une réduction de 50 % de l'empreinte carbone liée à la production de ces mâts par rapport à une structure conventionnelle ;
• Une structure plus légère et donc plus facile à acheminer vers les chantiers ;
• Un meilleur recyclage en fin de vie.

Détecter la faune volante en milieu éolien grâce à l’intelligence artificielle

Toujours dans la filière éolienne, une autre question se pose : celle des conséquences environnementales des parcs éoliens. Une étude menée par la Ligue pour la Protection des Oiseaux montre en effet qu’en France, une éolienne tue en moyenne 30 chauve-souris et 7 oiseaux chaque année. Sur l’année 2017, cela représente 250 000 chauve-souris et 60 000 oiseaux tués sur l’ensemble du territoire. Côté éolien offshore, l’impact est probablement tout aussi important bien que difficilement mesurable, les cadavres d’animaux étant plus durs à retrouver en mer.

Pour répondre à cette problématique, un projet porté par l’entreprise Biodiv-Wind promet donc d’exploiter l’intelligence artificielle afin de mettre en place un système de détection de la faune volante sur les parcs éoliens. La solution SafeWind devrait ainsi permettre de développer des algorithmes de prévision du passage des oiseaux. Si un oiseau se rapproche d’une éolienne, les opérateurs auront alors deux possibilités :

• Réguler la vitesse de la machine afin d’éviter un choc à une vitesse trop élevée ;
• Dissuader l’animal en diffusant des sons désagréables.

Exploiter le potentiel des marées : le projet des “maréliennes”

Fabriquer de l’électricité à partir du mouvement des marées, c’est ce que promet le projet porté par l’entreprise vendéenne Thomsea. Ces “maréliennes” fonctionnent à partir du marnage dans les estuaires ou les marais, c’est-à-dire la différence de hauteur entre la basse mer et la haute mer. Pour faire simple, le débit d’eau créé par le mouvement des marées entraîne des turbines qui génèrent ensuite de l’électricité.

Cette machine, fonctionnant sur le principe des moulins hydrauliques aujourd’hui disparus, est capable de fournir 30 kWh par jour, soit l’équivalent de la consommation d’un foyer de 4 personnes. Le format de cette innovation la rend particulièrement adaptée pour les estuaires, rivières et marais, où de grosses écluses ne peuvent être mises en place.

Transformer les déchets plastiques en carburant grâce à la technologie Chrysalis

La consommation française de produits pétroliers s’élevait à 67,2 millions de tonnes en 2021 d’après l’Insee. Celle-ci couvre les besoins de l’industrie, la production d’électricité mais surtout le carburant des machines et véhicules. Il est pourtant désormais possible de créer des hydrocarbures renouvelables. C’est en tout cas la promesse que fait la société niçoise Earthwake Entreprise avec sa Chrysalis. Cette machine composée de quatre conteneurs permet en effet de recycler les déchets plastiques pour produire du carburant.

Les rendements sont très bons, avec un recyclage efficace à 95 %. Pour 100 kilos de plastique, la Chrysalis produit 65 kilos de diesel, 15 kilos d’essence, 15 kilos de gaz et seulement 5 kilos de résidus. En outre, le gaz produit est réutilisé pour alimenter le réacteur de la machine. Celle-ci ne nécessite qu’une petite quantité de gaz au départ pour lancer le premier cycle, elle est donc quasiment autonome en énergie.

Cependant, les carburants produits sont encore de qualité assez moyenne, suffisants pour l’instant à faire tourner des groupes électrogènes ou des petits moteurs de bateau. Pour les voitures, seul le diesel est actuellement utilisable, et il doit être mélangé avec du carburant standard pour être efficace. Un procédé d’amélioration de la qualité des carburants est toutefois en cours de développement, et devrait à terme permettre à cette technologie d’alimenter entièrement des moteurs de voiture.

Chauffer les bâtiments et alimenter les processus industriels à l’hydrogène renouvelable

Le 24 janvier dernier, la PME Bulane spécialisée dans la flamme hydrogène a levé 14 millions d’euros pour transposer ses innovations au niveau industriel. L’entreprise produisait initialement des chalumeaux alimentés en hydrogène produit à partir d’électricité renouvelable. Ce combustible propre est composé d’hydrogène et d’eau issus d’un procédé d’électrolyse, c’est-à-dire une décomposition des molécules chimiques sous l’effet d’une impulsion électrique. La consommation d’1 kilowattheure électrique permet de “restituer jusqu’à 95 % de ce kWh en énergie thermique décarbonée”, d’après le président de la société.

Les applications potentielles de ce gaz renouvelable sont nombreuses, en particulier dans les procédés industriels ou le chauffage des bâtiments. À terme, il pourrait remplacer les combustibles fossiles dans les secteurs qui sont difficilement électrifiables à l’heure actuelle, tels que les procédés de soudage. Agroalimentaire, distillerie, papeterie, automobile ou bâtiment, les champs d’applications sont larges.