Coupe du Monde 2018 : quel joueur aurait produit le plus d’électricité ?

C’est le 2^ème meilleur joueur de ce Mondial : à seulement 19 ans, Kylian Mbappé a une nouvelle fois brillé lors de la finale de cette Coupe du Monde 2018 opposant la France et la Croatie (4-2). Après 9 km parcourus, l'attaquant français inscrit finalement le dernier but de la victoire à la 65^ème minute d’un match plein d’énergie ! Mais au fait, et si toute cette énergie était récupérée par le sol et transformée en électricité, qu’est ce que cela donnerait ? Selectra a mené l'enquête pour savoir quelle quantité d'électricité pourraient produire les joueurs de ce Mondial si les terrains étaient équipés de dalles récupérant l’énergie, posées sous la pelouse.

Après les 63 matchs d'un Mondial plein de rebondissements, on peut dire que les 736 joueurs des 32 équipes de cette Coupe du Monde 2018 en Russie ont mouillé le maillot ! Au total, près de 14 000 km ont été parcourus par les sportifs de chaque équipe durant près de 140 000 minutes de jeu cumulées par les joueurs. De l’énergie dépensée, il y en a eu ! Mais hormis un spectacle impressionnant et de nombreux buts, cette énergie s’est pourtant dissipée dans l’air des stades russes, faute d'avoir été récupérée.

Pourtant, des systèmes de récupération de l’électricité par le sol existent : c’est le principe des dalles podo-électriques, ou cinétiques, qui produisent de l’électricité en récupérant l’énergie des pas lorsqu’une personne marche dessus. Cette source d’énergie est renouvelable (puisqu'elle vient de nos pieds) et s'avère même prometteuse pour certains usages, bien qu’elle soit encore méconnue et assez peu utilisée.

Mais alors, dans cette Coupe du Monde 2018, quel joueur et quelle équipe auraient produit le plus d’électricité si de telles dalles étaient installées sous la pelouse des stades ?

Quelle quantité d'énergie aurait pu être produite par les joueurs du Mondial 2018 ?

Pour établir ce classement, Selectra s’est basé sur la technologie de l’entreprise britannique Pavegen. Ses dalles cinétiques, qui produisent entre 5 et 7 Watts d’électricité à chaque pas, possèdent l’un des meilleurs rendements du marché.

Quel joueur aurait produit le plus d’électricité pendant la Coupe du Monde 2018 ?

Après 1 mois de compétition, c’est finalement le joueur croate Luka Modric qui aurait remporté la palme de l’électricité totale produite. Au terme de ses 7 matchs et après plus de 72 km parcourus, le milieu de terrain de la Croatie élu meilleur joueur de la Coupe du Monde 2018 aurait produit près de 77 Wh d’électricité à lui tout seul !

A noter que dans ce top 5 des joueurs qui auraient produit le plus d'électricité, figurent de nombreux milieux de terrains. La raison est simple : c'est généralement à ce poste qu'un joueur de football court le plus. Ayant pour mission de faire remonter le ballon de la défense vers l'attaque, ces joueurs multiplient alors les allers-retours sur le terrain et donc les kilomètres !

Du côté des joueurs français, ces derniers ont légèrement moins couru que les croates mais qu'importe : c'est bien en France que le trophée de la Coupe du Monde brillera pour les quatre prochaines années. Chez les Bleus, c’est N'Golo Kanté qui continue de nous impressionner avec plus de 68 km parcourus et une production d’électricité qui aurait dépassé les 70 Wh.

Benjamin Pavard et Oliver Giroud complètent ensuite ce tableau avec respectivement 60,5 Wh et 59,3 Wh produits. Quant à notre jeune star nationale Kylian Mbappé, un des joueurs les plus rapide de la sélection française, il obtient la 8^ème position avec 55,2 Wh d'électricité produite pour 52 km de course en 7 matchs.

En revanche, tous les joueurs n'ont pas le même rendement énergétique : en fonction du nombre de matchs joués et du nombre de minutes passées sur le terrain, chaque joueur a eu l'occasion de courir plus ou moins longtemps. Leur potentielle production d'électricité est inévitablement liée au temps passé sur les terrains de la Coupe du Monde.

À ce niveau, c'est le milieu offensif russe Aleksandr Golovin qui détient la plus importante production électrique par match avec une moyenne de 13,8 Wh / match ! Âgé de seulement 22 ans, la jeune star de l'équipe de Russie aura été l'auteur de deux passes décisives et d'un superbe coup-franc lors de son premier match face à l'Arabie Saoudite.

Dans ce classement de l'efficacité énergétique des joueurs, le français Thomas Lemar arrive en 41^ème position avec 11,1 Wh produit par match (10,7 km parcourus lors d'un seul match et 96 minutes jouées), suivi de Djibril Sidibé en 89^ème position avec 10,5 Wh par match (10,1 km en 1 match et 96 minutes jouées).

Quelle équipe aurait produit le plus d’électricité pendant la Coupe du Monde 2018 ?

Du côté des équipes, c’est finalement la Croatie qui occupe la tête du classement avec plus de 850 Wh d’électricité potentiellement produite après ses sept matchs et plus de 800 km parcourus par ses joueurs. Malgré un match de moins, l'Angleterre occupe la 2^ème place de ce classement devant la France, du fait de ses 2 prolongations jouées. La Belgique et la Russie complètent le podium.

L’Equipe de France se classe donc 2^ème sur 32 équipes au palmarès de l’électricité potentiellement produite. Avec 706 km courus par les Bleus, elle aurait produit quelques 743 Wh d’électricité. On peut bien sûr être fier de nos Bleus qui remportent cette Coupe du Monde 2018, contrairement à la Croatie ou l'Angleterre qui nous auraient pourtant battu au niveau de l'énergie dégagée. Comme quoi pour gagner une Coupe du Monde, rien ne sert de courir (beaucoup) : il faut marquer à point.

Quel match de la Coupe du Monde 2018 aurait dégagé le plus d’électricité ?

Dernier palmarès du classement Selectra de l'électricité produite lors du Mondial 2018 : le match le plus "énergique" de cette Coupe du Monde fut sans conteste la demie-finale Angleterre - Croatie. Après 132 minutes de jeu et 148 km de course acharnée de la part des joueurs, pas moins de 154 Wh d'électricité auraient été produits durant ce seul match.

Quant à la finale France - Croatie, bien qu'elle fut d'une rare intensité pour nos nerfs, elle n'aurait par contre dégagé que 106 Wh d'électricité avec "seulement" 100 km de course pour les joueurs français et croates.

Récupérer l’énergie des pas : une source renouvelable à fort potentiel ?

Dans ce classement, certains auront peut-être remarqué que les quantités d’électricité produites n'auraient pas été gigantesques... Après sept matchs, la production de 76 Wh d’un joueur comme le croate Luka Modric permettrait d’alimenter une simple ampoule de 40 W pendant un peu moins de deux heures heure, quand toute la sélection croate et ses 853 Wh alimenteraient la consommation d'une télévision LCD de taille moyenne (puissance de 120 W) pendant à peine 7h. Au final, les joueurs de la Coupe du Monde 2018 auraient produit seulement 14 kWh d’électricité durant cette compétition : bien peu comparé à la consommation électrique moyenne des français qui s'élève bien souvent à plusieurs milliers de kWh par an.

Comparé à la consommation électrique d’un stade de la Coupe du Monde en Russie, cela reste très limité. Les stades de niveau international, correspondant aux critères de la FIFA, consomment environ 25 000 kWh pendant un match de 90 minutes, soit l’équivalent d’une dizaine de foyers pendant 1 an. Les 14 kWh qu’auraient pu produire l’ensemble des joueurs durant ce Mondial représenterait alors 0,06% de l’énergie consommée par un stade lors d’un seul match, autrement dit 3 secondes, ou à peine le temps de commencer à fredonner la Marseillaise.

Avec leurs quelques kWh produits sur tout un Mondial, les joueurs de foot sont alors bien loin de pouvoir éclairer un stade à la simple force de leur course. Mais dans ce classement fictif, force est d’avouer que le football n’est pas forcément le meilleur exemple d’efficacité énergétique ! Avec seulement 22 joueurs sur le terrain en même temps, le piétinement de la pelouse reste très limité, tandis que 80 000 fans remplis de satisfaction devant les Rolling Stones au Stade de France produiraient nettement plus d’électricité. Les dalles podo-électriques ont tout de même du potentiel pour constituer une source d’énergie renouvelable alternative intéressante, mais ici le nombre de personnes et de pas compte plus que l’effort fourni, à condition d'avoir suffisamment de pieds pour les alimenter.

Marcher pour produire de l’électricité : comment ça marche ?

Les dalles podo-électrique, ou dalles cinétiques, sont des dalles qui récupèrent l’énergie des pas et produisent de l’électricité grâce au mouvement enclenché lorsqu'une personne marche sur la dalle.

Chaque pas réalisé provoque une déformation de quelques millimètres et déclenche la production d’électricité. Dans le cas des dalles Pavegen, celles-ci s’enfoncent d’à peine 5 millimètres pour enclencher le système, soit une sensation similaire à la marche sur un terrain de jeu synthétique ou une course sur une piste athlétisme.

A chaque fois que l’on pose le pied sur une de ces dalles, l’énergie peut être utilisée immédiatement ou stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure. Cette technologie constitue ainsi une véritable énergie renouvelable puisque l’électricité provient uniquement de notre activité.

Au niveau de la puissance de production, selon les modèles et les solutions technologiques, ainsi que la vitesse et le poids de la personne, ce sont entre 2 et 8 watts qui peuvent être produits à chaque pas, soit entre 1 et 4 Ws ou Joules sachant qu’un pas dure environ une demie seconde.

La piézoélectricitéCes dalles cinétiques se basent sur le principe de la piézoélectricité, permettant à un corps de se polariser électriquement lorsqu'il subit une contrainte mécanique et créant un courant lorsqu'il est par exemple écrasé. Le principe, connu depuis le 19ème siècle, n’a pourtant été utilisé pour la production d’électricité via le sol et les pas que récemment.

Une société comme Pavegen a aujourd’hui tiré une application novatrice de cet effet piézoélectrique. Imaginé en 2008, un premier prototype de dalle carrée a vu le jour en 2009 tandis que le dernier modèle, en forme de triangle pour optimiser la récupération de l’énergie, date de 2016.

Développer une application viable de l’effet piézoélectrique est un véritable défi dans le cas de la récupération de l’énergie des pas, car ces derniers n’ont qu’un impact très rapide sur le sol (environ 0,5 seconde). Si capturer l’énergie d’un impact aussi court est déjà difficile, restituer cette énergie efficacement l’est davantage. La prouesse des dalles comme celles de la société Pavegen a alors été de convertir ces impacts rapides en énergie continue, grâce à un volant d'inertie (une sorte d'hélice) activé à chaque pas et continuant sa rotation et la production d’énergie en continue. Enfin, la forme triangulaire des dalles Pavegen permet de récupérer la même énergie qu’importe où l'on pose le pied grâce à une surface mieux articulée.

Récupérer l’énergie des pas : quels cas d’usages ?

Nous l'avons vu, équiper les stades de la Coupe du Monde d’une telle technologie n’est pas particulièrement pertinent vis-à-vis de la consommation électrique globale d’un tel événement. Dans d’autres situations pourtant, les dalles podo-électriques peuvent s’avérer très intéressantes.

Pour rester dans le sport tout d’abord, la technologie de la société Pavegen équipe déjà deux terrains de foot dans le monde : l’un à Rio au Brésil et l’autre à Lagos au Nigéria. En partenariat avec la société Shell, les dalles podo-électriques installées sous les terrains sont couplées à des panneaux solaires. Loins des niveaux de consommation d’un stade international, ces petits stades de quartiers sont alors 100% autonomes en énergie. La nuit, l’énergie des pas des joueurs vient alors compléter l’énergie solaire accumulée durant la journée pour alimenter les projecteurs du terrain.

Toujours dans le sport, la société britannique avait également équipé les 25 derniers mètres du Marathon de Paris en 2013 avec ses dalles cinétiques ainsi que d’autres lieux fortement traversés par les spectateurs. Résultat : après le passage de 40 000 coureurs et la participation de milliers de spectateurs, 7 kWh d’électricité avaient été récoltés, soit un niveau de production bien plus intéressant pour une seule journée.

La fréquentation est alors la composante clé d’une utilisation efficace de cette technologie, comme le démontre l’installation au Marathon de Paris. La société Pavegen l’a d’ailleurs bien compris : au Royaume-Uni, ses installations équipent maintenant les couloirs fréquentés de certaines écoles, un couloir de l'aéroport d’Heathrow ou encore une perpendiculaire de la fameuse Oxford Street : une des rues commerçantes les plus fréquentée d’Europe. En France, même la gare SNCF de Saint-Omer dans le Nord a adopté la technologie, aboutissant à des résultats prometteurs. Au total, ce sont plus de 200 projets dans plus de 30 pays qui ont vu le jour pour la seule société Pavegen.

Et ce n’est pas la seule entreprise qui s’intéresse à cette source d’énergie ! Depuis plusieurs années, des trottoirs récupérant l’électricité des pas comme ceux de l’entreprise française Viha Concept et ses Trotelec voient le jour. De son côté, la société Energy Floor n’est pas en reste puisque ses dalles ont équipé le sol de la première boîte de nuit durable au monde. Le Club Watt de Rotterdam, lancé en 2008, économise aujourd’hui jusqu’à 30% de sa consommation d’énergie. Depuis, la technologie de cette entreprise a été déployée pour plus de 50 événements, dont un espace du célèbre festival Coachella au sud de la Californie.

Enfin, l’énergie de nos pieds n’est pas la seule concernée puisqu’en Italie, la société Lybra développe également des dos d’âne producteurs d'électricité d’une puissance très prometteuse. Sur la base d’un passage de 400 véhicules par jour, ce ralentisseur pourrait produire jusqu’à 6 GWh d'électricité par an, soit l’équivalent de la production annuelle d’une éolienne de 3 MW.

Un point commun rapproche ces différentes initiatives : dans chacun des cas, l’énergie récupérée par le sol est utilisée pour une utilisation très locale. Alimenter des lampadaires, projecteurs, écrans publicitaires, animations lumineuses ou stations de recharge pour téléphone : autant d’utilisations où les producteurs, c'est à dire nous et nos pas, sommes au plus proche de l’énergie produite.

Combien coûte une dalle récupérant l’énergie des pas ?

Comme toute technologie relativement jeune, les dalles podo-électriques font pour l’instant face au défi du coût des installations. Aujourd’hui, un mètre carré de dalles Pavegen coûte environ 1000 €, soit un investissement élevé comparé à sa production d’électricité potentielle. D’autant plus que le prix du kWh d’électricité, lui, ne coûte que quelques centimes en France. Par ailleurs, la durée de vie de ces dalles avoisine les cinq ans, limitant les possibilités de retour sur investissement.

Cette technologie ne pourra donc pas recouvrir nos trottoirs et nos gares tant que leur coût ne baissera pas. Mais l’innovation est en bonne voie puisque le prix des dalles cinétiques baisse fortement depuis quelques années. Pour la société Pavegen, 1 mètre carré de dalles coûtait plus de 20 000 € en 2008 pour descendre à 1400 € en 2015. Et l’objectif annoncé est d’atteindre un coût d’à peine plus de 50 € par mètre carré à l’avenir, s'approchant du prix du revêtement d’un sol normal.

La route qui récupérera l’énergie de nos pas sera donc longue avant de parvenir à une solution économiquement compétitive. Mais comme le PDG de la société Pavegen, Laurence Kemball-Cook, le rappelait lors d'une interview au journal The Guardian : "le solaire a nécessité 60 ans de recherche avant d’atteindre la compétitivité économique. Les dalles cinétiques, elles, ont à peine soufflé 20 bougies".

Les sols intelligents de demain

Dans un futur plus ou moins proche, les technologies piézoélectriques pourraient constituer une source d’énergie renouvelable et équiper de multiples lieux de notre quotidien : routes, trottoirs, gares, etc.

L’intérêt de cette source d’énergie sera alors sa complémentarité avec d’autres énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien. Ces dernières étant intermittentes par nature, elles ne peuvent évidemment pas produire d’électricité lorsqu’il n’y a pas de soleil ou de vent. Multiplier les sources d’énergie est donc capital et nos pas peuvent y aider.

Il serait par contre absurde d’envisager des des déploiements de cette technologie à très grande échelle : impossible en effet d’installer des champs de dalles cinétiques à l’image de champs solaires ou éoliens. Au contraire, cette technologie prend tout son sens dans la production d’électricité décentralisée et locale, produisant de l’électricité où et quand on en a besoin. Les principales utilisations envisagées prévoient d’intégrer de telles dalles dans les Smart Cities, à certains endroits stratégiques des villes bénéficiant d'une forte fréquentation, ou à proximité des sources de consommation immédiates comme l’éclairage public. Selon EDF Pulse, qui a soutenu le projet Pavegen en 2015, 5 à 15 dalles foulées chaque jour pas les passants suffiraient à alimenter un lampadaire toute la nuit : une alternative intéressante au lampadaire solaire pour les rues peu ensoleillées.

D’autant plus que l'impact environnemental de l’éclairage public est loin d'être neutre : les neuf millions de lampadaires qui équipent les rues françaises, dont 75% ont plus de 25 ans, consomment annuellement 5,6 TWh d’électricité, soit 1% de la production d'électricité française. Les alimenter implique un rejet de 85 000 tonnes de CO2 par an, alors que nos pas pourraient potentiellement remplir cette tâche au seul prix de mettre un pied devant l’autre, à condition également de renouveler le parc existant par des lampadaires LED à faible consommation énergétique.

Par ailleurs, équiper des lieux à forte fréquentation pourrait représenter une source d’énergie renouvelable particulièrement pertinente pour les villes de demain, participant à réduire l'empreinte énergétique de certains espaces. Quand on sait que 66% de la population mondiale vivra en ville en 2050 (vs. 54% aujourd’hui selon l’ONU), on ne peut qu’espérer récupérer un peu de l’énergie dépensée par le déplacement de plus de 6 milliards de citadins qui peupleront les villes du futur.

Enfin, en plus de récupérer l’énergie de nos pas sur le sol, pourquoi ne pas y mêler le photovoltaïque pour récupérer un maximum d’énergie ? Il est en effet tout à fait possible d’envisager des solutions hybrides podo-électrique et solaire. La société Energy Floor, en plus de ses dalles cinétiques, propose déjà des dalles solaires dont l’efficacité atteint ⅔ de production d’un panneau photovoltaïque classique. Elle n’est alors qu’à un pas (sans mauvais jeu de mot) d’associer marche et soleil pour produire de l’électricité. De son côté, le constructeur routier français Colas est en plein développement d’une solution de route solaire avec Wattway, récoltant l’énergie du soleil inondant nos routes les 90% du temps où elles ne sont pas recouvertes par les voitures. Couplées aux trottoirs ou dos d’ânes piézoélectriques, la ville possède un fort potentiel de production électrique, juste sous nos pieds et nos roues.

La donnée : autre avantage des sols de demainEn plus de produire de l'énergie, les solutions de sols intelligents comme Pavegen ou Wattway embarquent toutes des capteurs récoltant les données d'utilisation, de fréquentation, etc. De quoi alimenter les villes intelligentes de demain en informations utiles pour mieux maîtriser l'environnement urbain !

Méthodologie du classement

Le calcul de l'électricité potentiellement produite par les joueurs est basé sur les hypothèses suivantes :

• La puissance dégagée par un pas est de 7W (fourchette haute du potentiel de puissance d'une dalle Pavegen, mais cohérente avec le poids et l'effort d'un joueur de foot). Un pas dure 0,58 secondes selon nos estimations. Chaque pas produit donc 4,1 Ws ou Joules selon notre modèle (7 W x 0,58 secondes = 4,1 Ws).
• Pour calculer le nombre de pas de chaque joueur, les statistiques détaillées de chaque match fournies par la FIFA précisent le nombre de mètres effectués dans différentes zones de vitesse (0-7 km/h, 2: 7-15 km/h, 15-20 km/h, 20-25 km/h et > 25 km/h). Pour chacune de ces zones de vitesse, nous avons estimé les longueurs de foulées suivantes : 1m, 1,2m, 1,7m, 2m, 2,2m. Ainsi, le nombre de pas de chaque joueur varie en fonction du nombre de km qu'il a parcouru à telle ou telle vitesse.
• En multipliant le nombre de pas obtenus par 4,1 Joules par pas, nous obtenons l'énergie finalement produite.
• Exemple pour Aleksandr GOLOVIN :
  • 25 159 mètres parcourus dont 13 837 entre 0-7 km/h, 8 053 entre 7-15 km/h, 2 262 entre 15-20 km/h, 755 entre 20-25 km/h et 252 au dessus de 25 km/h.
  • Soit 13 837 pas entre entre 0-7 km/h (13 837 / 1), 6 711 pas entre 7-15 km/h (8 053 / 1,2), 1 330 pas entre 15-20 km/h (2 232 / 1,7), 377 pas entre 20-25 km/h (755 / 2) et 114 pas au dessus de 25 km/h (252 / 2,2).
  • Soit un total de 22 371 pas ou 90 826 Ws (22 371 pas x 4,1 Ws par pas = 90 826 Ws = 25,2 Wh).