10 moyens insolites de produire de l'énergie et de se chauffer

Depuis le début de la crise énergétique, la France a mis un coup d’accélérateur sur le développement des énergies renouvelables, avec pour objectif 40 % d'EnR dans le mix énergétique hexagonal d’ici 2030. Mais si les sources d’énergie renouvelables traditionnelles telles que le solaire, l’éolien ou encore la géothermie ont le vent en poupe, les initiatives en matière de moyens de production d’énergie alternatifs ne manquent pas et ce, depuis de nombreuses années. En voici dix exemples particulièrement insolites.

1. L’énergie à portée de pieds

Dans sa ville d’origine, la start-up toulousaine Viha Concept, a imaginé en 2012 un trottoir capable de récupérer l’énergie cinétique produite par les pas des piétons. Baptisée Trotelec, cette innovation a été rendue possible grâce à des dalles fixées au-dessus d’une poche d’eau et montées sur ressorts. Sur cette poche existent deux valves, une d’entrée et une de sortie. Sous la pression des pas, le mouvement généré par les valves actionne une turbine, suite à quoi, un alternateur récupère l’énergie mécanique et la transforme en énergie électrique, ou “podo-électrique”.

Selon son concepteur, Laurent Villerouge, 50 dalles et quelque 3 600 marcheurs permettraient de produire en moyenne 500 Kwh, soit l’équivalent de 10 heures d'éclairage avec un réverbère à leds dont la consommation n’excède pas 50 Watts.

Si la ville de Toulouse a eu l’occasion de tester le procédé en 2010, sur les allées Roosevelt, faute de financements, l’innovation s’est exportée aux États-Unis. En effet, le brevet a été revendu en 2012 à l'entreprise californienne Harvest Energy.

Et c’est justement aux États-Unis, qu’une autre innovation en matière de “trottoir producteur d’énergie” est actuellement testée. La ville de Tampa, en Floride, a équipé l’un de ses trottoirs de 84 panneaux solaires, afin de générer de l’électricité. Il est à noter que la Floride est l’un des États américains les plus ensoleillés.

L'objectif de la ville floridienne est d’alimenter les feux de circulation de manière autonome et en toutes circonstances. Une solution qui présente l’avantage d’éviter le chaos sur les routes en cas de coupure de courant touchant les feux de circulation, les panneaux solaires présentant une autonomie de trois jours, contre huit heures pour les générateurs de secours habituels. Une situation fréquente dans cette région où les épisodes de vents violents sont légion.

À ce jour, ces panneaux génèrent environ les trois-quarts de l’énergie mobilisée pour garantir le fonctionnement des feux de l’intersection. Une part qui devrait passer à 100% prochainement, à en croire le responsable de la mobilité intelligente de la ville, Brandon Campbell.

2. De la chaleur mise en pot

Il ne s’agit pas à proprement parler d’un mode de production d’énergie, mais plutôt de production de chaleur. Aux Pays-Bas, la crise de l’énergie et la hausse drastique du montant des factures ont poussé les Néerlandais à s’orienter vers un système D pour le moins original, afin de mieux chauffer leur logement. Avec une inflation de 9,6 % et un coût de l’énergie 52% plus élevé qu’au même mois de l’année précédente, les consommateurs néerlandais font le plein d’astuces récoltées sur les réseaux sociaux - notamment tiktok - afin de gagner quelques degrés sans avoir recours au chauffage à gaz ou électrique.

La technique repose sur un pot de fleurs en terre cuite transformé en poêle artisanal. En retournant le pot de fleurs et en disposant en dessous quelques bougies chauffe-plats, les “ingénieurs improvisés” affirment parvenir à faire monter les températures d’un cran. L’astuce est d’ailleurs devenue tellement virale que le pays a fait les frais d’une pénurie de pots en terre cuite et de bougies chauffe-plat.

Si la méthode se présente de prime abord comme une solution idéale et bon marché, elle serait néanmoins dangereuse pour la santé des usagers. La secrétaire d'État à la Protection des consommateurs néerlandaise, Eva De Bleeker, a prévenu les consommateurs contre ce procédé. En effet, sans surveillance, ce poêle peut devenir extrêmement inflammable. Sans oublier le risque d’intoxication au monoxyde de carbone, en raison d’un grand nombre de particules, qui pourraient s’accumuler sous le pot de fleurs.

De plus, à en croire les experts de la plateforme scientifique néerlandaise Scapeler, un tel dispositif ne pourrait augmenter la température d’une pièce que de 0,3 à 0,4°C au maximum. Si l’astuce a donc de quoi séduire par son originalité, mieux vaut donc passer son tour et n’utiliser son pot de fleurs que… pour son usage initial.

3. Football, jeu de jambes et énergie

Depuis plusieurs mois, les stades de football ont été pointés du doigt pour leur impact environnemental et leur consommation colossale d’énergie. Qu'il s'agisse de l’éclairage des stades en général ou des - très décriés - stades climatisés au Qatar durant la Coupe du Monde, le monde du ballon rond a été appelé à s’impliquer davantage dans les projets de sobriété énergétique.

Toutefois, le sport le plus pratiqué au monde a par le passé fait preuve d’un esprit d’initiative incontestable en matière de transition énergétique. C’est ainsi qu’en 2014, le Brésil a inauguré le premier stade de football auto-alimenté en électricité. Située dans la favela de Mineira à Rio de Janeiro, l’enceinte sportive est équipée de pas moins de 200 plaques de pelouse artificielle, confectionnées à 80% de matériaux recyclés et dotées de la technologie “Pavegen”. Celle-ci permet de transformer les mouvements des joueurs en énergie cinétique. Cette énergie, ainsi générée, permet d'éclairer le stade à 100% la nuit. Le jour, 75 à 80% de l'énergie mobilisée provient quant à elle d'un panneau solaire installé sur le toit d'une école de samba voisine.

“Mon père m’a appelé Edson en hommage à Thomas Edison, l’inventeur de l’ampoule !”

Mais cette inauguration acclamée, sous l’égide du footballeur Pelé, n’a pas été la seule. La technologie développée par la start-up britannique Pavegen a depuis été mobilisée à diverses occasions, comme en 2013, lors du Marathon de Paris, où ces fameuses dalles avaient été installées sur la fin du parcours. L’ensemble des coureurs, lors de leur passage sur les dalles, avaient pu créer l’équivalent de 7 000 Wh soit 7 kWh.

En 2016, en association avec le pétrolier Shell et la star de la musique Akon via son programme “Akon Lightning Africa”, l’entreprise a inauguré un second stade, cette fois-ci à Lagos, l’ancienne capitale du Nigéria, pays le plus peuplé du continent africain.

4. Ça gaze chez les brasseurs

La transformation de déchets alimentaires en énergie est une méthode bien connue. Il s’agit de la méthanisation, un procédé qui permet de faire fermenter les biodéchets afin de fabriquer du méthane, gaz qui sera ensuite utilisé pour produire de l'électricité et de la chaleur. En effet, lorsque les aliments - qu’il s’agisse de matières organiques ou animales - se décomposent, ils produisent ce que l’on appelle du biogaz.

Ce biogaz doit d’abord être épuré pour être utilisé, mais une fois ceci fait, il peut disposer des mêmes propriétés que le gaz naturel et même être utilisé comme un carburant alternatif ou être injecté dans les réseaux de distribution de gaz naturel.

En Europe, il existe plus de 18 000 installations de méthanisation permettant de générer du biogaz. L’Allemagne est le pays leader dans la production de biogaz.

La méthanisation est utilisée à grande comme à petite échelle. À ce titre, en 2010, la brasserie Adnams à Southwold, située dans Suffolk, en Angleterre - en partenariat avec British Gas - est parvenue à alimenter pas moins de 235 foyers en recyclant les déchets issus de la fabrication de sa bière dans la production de biogaz.

Selon la brasserie, chaque foyer a utilisé pour se chauffer ou encore cuisiner l'équivalent de déchets issus du processus de fabrication de 600 pintes de bières. Elle n’est par ailleurs pas la seule à avoir saisi l’aubaine que représente la valorisation de ses déchets sous forme de biogaz. À titre d’exemple, en 2020, la brasserie Goudale, située à Saint-Omer (Pas-de-Calais), a investi pas moins de 7 millions d’euros dans un méthaniseur, pour fournir de l’énergie verte et recycler ses rejets.

5. Les algues sont sur tous les fronts

Déjà utilisées dans la production de cosmétiques ou encore de fertilisants, les quelque 30 000 microalgues (Isochrysis, Nannochloropsis, Chlorella, Dunaliella…) déjà étudiées par la science recèlent leur lot de vertus. Quand on sait qu’il existe plus d’un million d’espèces de ces micro-organismes aquatiques, à la croissance très rapide, on imagine sans mal la multitude de possibilités à explorer.

Les microalgues sont des organismes aquatiques de très petite taille, capables d’absorber le CO₂ et de le transformer en oxygène, grâce à la photosynthèse. On les trouve dans la nature bien-sûr, mais elles sont également cultivées dans de l’eau de mer enrichie en nutriments, ou de l’eau douce ou saumâtre. Elles présentent la particularité de permettre de produire :

• De l’algocarburant ;
• Du biodiesel ;
• Du bioéthanol ;
• Du biogaz.

En ce qui concerne le biodiesel, principal algocarburant, le processus consiste à extraire l’huile issue de l’algue préalablement cultivée, au moyens de différentes méthodes, à commencer par le recours à une centrifugeuse, avant de convertir cette huile en carburant. Pour cela il existe deux procédés connus :

• La transestérification : Il s’agit de la technique la plus classique de production de biodiesel. L’huile issue des microalgues est mélangée à froid à un alcool (éthanol ou méthanol) en présence d'un catalyseur (hydroxyde de sodium ou de potassium).
• L’hydrogénation : Il s’agit d’une réaction chimique qui fait réagir l'huile en présence d'hydrogène, afin de produire des hydrocarbures qui peuvent être fusionnés en grande quantité au gazole ou au kérosène.

Si, malgré les recherches assidues entamées à l’échelle mondiale (en France, le centre de recherche du CEA Cadarache s’y consacre entièrement) les technologies développées n’atteignent pas encore le succès escompté. La multinationale du pétrole Total espère toutefois, quant à elle, une maturité industrielle pour les biocarburants issus de microalgues d’ici 2025 à 2030.

Il y a donc fort à parier que les avancées entourant ce biorganisme passionnant ne cessent d’émerger. En avril dernier, le media The times of Israel publiait par ailleurs une information issue du site des Amis français de l’université de de Tel Aviv :

Des chercheurs du laboratoire des énergies renouvelables de la Faculté des sciences de la vie de l’université de Tel Aviv, sous la direction du professeur Iftach Yakoby, ont découvert une algue mutante microscopique “qui permettra de produire pour la première fois de l’hydrogène vert dans des ordres de grandeur adaptés aux besoins industriels”.

6. Les WC : nouveau siège de la production d’énergie ?

En 2017, la West of England University, associée à l’ONG Oxfam, a fait la promotion d’un projet peu engageant, mais pour le moins innovant. Les deux organismes ont en effet proposé de récupérer l’urine des WC, afin de produire de l’électricité.

Nommée “Urine-Tricity”, l’initiative fait appel à “l’oxydo-réduction”, rendue possible grâce à une pile à combustible. Comme dans toutes les piles, la cathode de celle d’Urine-Tricity utilise l’oxygène de l’air, tandis que l’anode, quant à elle, n’est pas recouverte de zinc comme c’est le cas d’ordinaire. Elle est en réalité transformée en un réservoir, dans lequel sont récupérées les bactéries provenant de l’urine, riches en hydrogène.

Bactéries et oxygène entraînent une réaction chimique, qui est ensuite transformée en énergie. Ce que les innovateurs derrière cette découverte appellent le “pee power” ou “pouvoir de l’urine”, en Français.

Depuis 2015, le festival de Glastonbury, en Angleterre, qui rassemble en moyenne 135 000 personnes chaque année, a recours au principe de “urine-tricity”, en installant des urinoirs équipés de cette fameuse pile.

Chaque jour, 10 milliards de litres d’urine seraient produits, ce qui fait de celle-ci l’un des déchets les plus répandus au monde. De plus, une étude parue dans Plos One démontre que “se soulager” sur ces piles microbiennes permet “d’éliminer les agents pathogènes des eaux usées”.

Toujours du côté des toilettes, en Norvège, on a décidé de produire du carburant à partir de matières fécales. Depuis 2010, Oslo voit circuler des “poo bus”, ces autobus roulant grâce au biométhane issu de la fermentation des boues d’une station d’épuration, composées en majeure partie de matières fécales produites par les habitants de la ville. Beaucoup moins polluant que les carburants classiques et inodore, ce biogaz a les mêmes propriétés que le gaz naturel.

Chez le fournisseur d’eau Veolia, même son de cloche. Sur sa station d’épuration de l’Almanarre, l’entreprise termine l’expérimentation d’un processus consistant à transformer les eaux usées en hydrogène.

7. À la recherche de l’île aux trésors

Les îles artificielles, nouvel eldorado des producteurs d’énergie ? Ici, il ne s’agit pas tant du mode de production que de l’écosystème envisagé. Depuis plusieurs années maintenant, ce fantasme science-fictionnel ne cesse d’alimenter les Unes des journaux.

En 2017 déjà, TenneT et Energinet, respectivement gestionnaire du réseau public de transport de l’électricité aux Pays-Bas et en Allemagne pour l’une, et au Danemark pour l’autre, ont pour projet de multiplier les accords en vue de développer un immense réseau électrique européen renouvelable, en mer du Nord. Ce projet, baptisé Power Link Islands ou îles d’interconnexion électrique en Français se présenterait sous la forme d’îlots artificiels, élevés autour du banc de sable de Dogger Bank, et capables d’alimenter en électricité renouvelable quelque 70 à 100 millions d’Européens (en Allemagne, Belgique, Danemark, Grande-Bretagne, Norvège et aux Pays-Bas), au moyen de câbles sous-marins, de 70 à 100 millions d’Européens répartis dans 6 pays.

En février 2021, l’agence de l'énergie danoise a confirmé le projet de construction d'une île (éolienne) artificielle au large de la côte ouest du pays. Ce projet évalué à 210 milliards de couronnes danoises, soit 23 milliards d’euros, d’une surface de 18 terrains de football, devrait pouvoir - dans un premier temps - couvrir les besoins en électricité de 3 millions de foyers au Danemark et en Europe.

Le projet danois n’est pas le seul de son genre à l’étude à ce jour. Une installation similaire est en effet envisagée par la Belgique et devrait voir le jour dans la partie belge de la mer du Nord d’ici 2026. À terme, le projet consisterait à connecter électriquement ces 2 îles, par le biais d’un câble sous-marin à très haute tension (HVDC).

8. Le bruit converti en électricité

C’est une innovation peu exploitée et pourtant, elle existe bel et bien : il s’agit de la production d’énergie grâce au bruit. En effet, le son se déplace et le mouvement généré peut être utilisé comme source d’énergie, qui est ensuite exploitée afin de produire de l’électricité. On recourt pour cela à des matériaux dits “piézoélectriques”. Nombreux sont les matériaux qui présentent des propriétés piézoélectriques. On peut notamment citée le quartz, la topaze, la tourmaline, la berlinite ou le sucre.

Sur ce constat, deux chercheurs de l'université du Michigan, Tzeno Galchev et Khalil Najafi, ont inventé - en 2010 - des mini-générateurs piézoélectriques, capables de produire 500 microwatts chacun, en vue d’alimenter de petits appareils électriques, tels que des pacemakers.

Cités par Le Parisien, les architectes Français Julien Bourgeois, Olivier Colliez, Savinien de Pizzol, Cédric Dounval et Romain Grouselle, récompensés cette même année au concours Evolo, avaient ainsi imaginé une tour, haute d'une centaine de mètres et bardée de mini-capteurs piézoélectriques baptisée “le Soundscraper”.

“C’est une structure métallique très simple sur laquelle on implante des cils d’une matière électroactive qui sont déformés par les vibrations du son”, expliquait à l’époque Cédric Dounval. Avant d’ajouter :

“Nous avons calculé qu'elle serait capable de produire 150 mégawatts par heure, soit 10 % de l'éclairage public d'une ville comme Los Angeles.”

Si depuis, le projet semble être resté au point mort, il n’en reste pas loin que cette méthode n’est quant à elle, pas dénuée de bon sens.

9. Le potentiel inexploité des égouts

Comme évoqué, les bactéries regorgent d’un potentiel inégalé en matière de production d’énergie - ou, cette fois-ci, de chaleur - et l'eau des égouts ne fait à ce titre pas exception.

Plusieurs chercheurs ont en effet déjà étudié la possibilité d’utiliser la chaleur des eaux usées. Depuis 2014, la ville de Amstetten, en Autriche, en fait par ailleurs l’expérience sur son réseau d’égout, où la température des eaux usées oscille entre 15 et 20°C.

Cette ville de Basse-Autriche, située à 60 kilomètres au sud-est de Linz, a eu recours à une série de tuyaux permettant de faire circuler un liquide caloporteur, dans lequel la chaleur des eaux usées peut être conservée et redistribuée dans des eaux chaudes propres. Une chaleur capable de faire fonctionner des chauffages. La ville a investi 240 000 euros dans son dispositif, qui devrait être rentabilisé à l’horizon 2025.

Amstetten a eu recours à des tuyaux permettant de faire circuler un liquide caloporteur, dans lequel la chaleur des eaux usées a pu être conservée et redistribuée dans des eaux chaudes propres. Cette chaleur a alors permis de faire fonctionner des chauffages.

La ville de Portland, aux Etats-Unis, a de son côté tenté l’expérience dans son réseau d'égouts. Dans une section du réseau d’eaux usées, la municipalité a mis en place un tuyau équipé de quatre turbines. Le courant des eaux des égouts a permis d’entraîner ces turbines reliées à un générateur capable de convertir cette énergie en électricité, réutilisable dans le réseau électrique de la ville.

Et la chaleur des égouts a séduit la France également. En décembre dernier, dans les sous-sols du 10ème arrondissement de la capitale, a été installé un double échangeur thermique de 60 mètres de long, un sur chaque côté du collecteur d’eau. L’objectif : fournir 60 % du chauffage de cinq bâtiments publics voisins (un collège, deux écoles, un gymnase et une piscine pour enfants).

Grâce à un échangeur thermique et de fines plaques d’un centimètre d’épaisseur, l’eau usée “libère ses calories, transportées jusqu’aux deux pompes à chaleur installées dans les bâtiments”, explique Damien Balland, responsable innovation et performance énergétique à la Ville de Paris au Huffington Post.

10. Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme

Grâce à une faible mortalité, le Japon présente une population vieillissante. Selon les données partagées par le site Nippon.com, spécialiste de l’archipel, les plus de 65 ans représenteraient presque 30 % des habitants, tandis que les moins de 15 ans sont estimés à seulement 12 %. Par ailleurs, avec une espérance de vie de 84 ans, le pays détient le score de la population la plus âgée du monde.

Seul hic à cette honorable longévité, un usage plus important de changes pour adultes. Aussi, à Hōki, petite ville à l'ouest du pays, depuis une quinzaine d'années maintenant, on recycle ces couches afin de chauffer les bains publics de la ville, et ainsi réduire sa facture énergétique.

Une idée reprise depuis, notamment par la société Super Faiths Inc. qui a trouvé le moyen de transformer ces couches – après fermentation, déchiquetage et séchage – en “copeaux d'énergie” parfaitement inodores. Ces copeaux sont ensuite utilisés dans les chaudières à biomasse ainsi que dans les systèmes électriques. Un kilo de ces copeaux permettrait d'émettre l'équivalent de 5000 kcal.