Énergie solaire / Desertec / Mégaprojet dans le désert

Transformer l'énergie solaire de la fournaise saharienne en électricité durable, tel est le projet titanesque auquel veut s'attaquer un consortium composé d'une quinzaine de grandes sociétés énergétiques et de la Fondation Desertec, une initiative du Club de Rome.

Les pourparlers vont bon train pour lancer ce qui deviendrait le plus grand projet d'énergie solaire jamais conçu, au coût de 400 milliards d'euros sur 40 ans.

L'objectif: fournir de l'électricité aux pays de l'Afrique du Nord, du Moyen-Orient, ainsi que 15% de la consommation en électricité européenne, d'ici 2050, pour un total de 470 000 MW.

Cette production se ferait principalement en construisant un grand nombre de centrales solaires thermiques à concentration, réparties dans les régions désertiques des pays du Maghreb.

Ces centrales ont l'avantage de pouvoir produire de l'énergie jour et nuit, contrairement aux panneaux photovoltaïques.

Les rayons du soleil, concentrés à l'aide de miroirs, créent de la chaleur qui est accumulée dans des réservoirs de sel pour que la centrale continue de fonctionner durant la nuit. Cette chaleur est utilisée pour chauffer l'eau et générer la vapeur qui entraîne les turbines produisant l'électricité. Cette technologie existe depuis plusieurs années, et elle est utilisée notamment en Californie depuis 1985.

«En six heures, les déserts reçoivent plus d'énergie du soleil que ce que l'humanité consomme en une année entière», soutient Gerhard Knies, physicien et coordonnateur du TREC, la Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation, un réseau d'experts en énergie qui mène le projet.

Mais cette entreprise ne va pas sans soulever des difficultés, à commencer par son financement, et bon nombre d'obstacles techniques. Le consortium annoncera en 2012 sa décision d'aller de l'avant ou non avec ce projet pharaonique.

Transgreen / Un réseau électrique sous la mer

Tout comme Desertec, le projet Transgreen fait partie du «Plan solaire méditerranéen», une initiative de la Commission européenne qui vise à mettre en place une puissance installée de 20 GW en énergie renouvelable d'ici 2020.

Pour acheminer environ le quart de l'électricité produite dans les pays de la rive sud de la Méditerranée vers le Nord, on projette de construire un gigantesque réseau sous-marin. Ce projet aiderait l'Union européenne à atteindre ses objectifs de 20% d'énergie renouvelable d'ici 2020.

Un consortium formé de 13 sociétés comprenant les géants Siemens et Alstom, et mené par EDF, souhaite réaliser ce réseau colossal né avant tout d'une volonté politique française.

Le projet a été lancé officiellement en juillet dernier, mais les investisseurs se font tirer l'oreille pour avancer les 8 milliards d'euros nécessaires à la concrétisation des cinq ou six lignes sous-marines de plus de 1000 km. Dans un premier temps, Transgreen sera chargé de réaliser les études de faisabilité.

Des complications d'ordre politique et réglementaire risquent également de ralentir les ardeurs du consortium, puisqu'il s'agit de trouver un terrain d'entente entre tous les pays qui entourent la Méditerranée, et dont certains sont instables politiquement.

Électricité / Des réseaux intelligents

Le «Smart Grid» est un réseau de transport et de distribution d'électricité qui intègre les technologies de l'information.

Il vise à permettre de mieux gérer la consommation d'électricité et à rendre les réseaux plus fiables. Il est actuellement implanté dans plusieurs États et provinces en Amérique du Nord.

L'an dernier, le président Obama a d'ailleurs annoncé qu'une enveloppe de 3,4 milliards serait consacrée à la modernisation du réseau électrique américain pour accélérer la mise au point de technologies avancées destinées à favoriser les économies d'électricité.

Le projet inclut des compteurs d'électricité intelligents, capables d'informer les consommateurs en temps réels à propos de leur utilisation de l'électricité, ce qui leur permet de s'ajuster et de diminuer leur consommation lors des périodes de pointe.

Le gouvernement de l'Ontario s'est également engagé à équiper tous les domiciles de tels compteurs d'ici la fin de l'année. On pourrait aussi se servir des réseaux intelligents pour faire la lecture des compteurs à distance, concevoir des systèmes de tarifs différenciés dans le temps, détecter les fraudes ou faire l'analyse des profils de consommation, entre autres.

Au Québec, Hydro-Québec étudie actuellement des technologies dites intelligentes en menant des projets pilotes variés.

Ces réseaux intelligents permettront, dans un avenir plutôt rapproché, de réaliser des économies d'énergie appréciables, ainsi que de réduire les coûts d'exploitation des producteurs d'électricité.

Biocarburants / De la poubelle à la voiture

Prendre des déchets pour alimenter les autos? Non, ce n'est pas tout à fait la scène finale du film Back to the Future. L'usine de la firme Enerkem, dont la construction a commencé le 31 août dernier à Edmonton, transformera les déchets de la ville en biocarburant de nouvelle génération pour alimenter des véhicules à partir de la fin de l'an prochain.

Cette usine de 80 millions sera, selon Enerkem, la première usine du monde à faire la production commerciale de carburants de transport à partir de matières résiduelles domestiques.

Elle produira 36 millions de litres par an, suffisamment de biocarburant pour alimenter 400 000 voitures fonctionnant avec un mélange d'essence contenant 5% d'éthanol.

La Ville d'Edmonton et Enerkem Alberta Biofuels, filiale de la québécoise Enerkem, ont signé une entente de 25 ans pour convertir 100 000 tonnes de déchets solides municipaux triés ne pouvant être ni recyclés ni compostés.

Avec ce projet, Edmonton deviendra l'une des plus grandes villes de l'Amérique du Nord à détourner 90% de ses déchets des terrains d'enfouissement d'ici 2013, selon le maire d'Edmonton, Stephen Mandel.

En remplaçant une partie du pétrole actuellement utilisé dans les voitures et en évitant des émissions de méthane générées par la décomposition des déchets, ce projet, qui porte le nom de «Waste-to-Biofuel», permettra de réduire les émissions de CO2 de l'Alberta de 6 millions de tonnes en 25 ans. Cela équivaut à retirer 42 000 voitures par an de la circulation.

Biocarburants de troisième génération / Des algues dans le ciel

Alimenter les avions avec des algues peut sembler une idée complètement farfelue.

C'est pourtant le pari des scientifiques, qui conçoivent actuellement la troisième génération de biocarburants faits de microalgues cultivées.

Actuellement, des groupes de recherche de différents pays tentent de mettre au point ce carburant vert qui pourrait être utilisé, entre autres, pour l'aviation. Cette industrie, qui cherche à réduire son empreinte écologique, espère pouvoir utiliser des biocarburants de façon régulière d'ici cinq ans.

L'an dernier, un Boeing 737-800 de la compagnie Continental a fait avec succès un vol de 90 minutes pour tester un biocarburant fait à 50% de microalgues.

Au Canada, des chercheurs de l'Université Ryerson, en Ontario, testent ces nouveaux biocarburants pour savoir s'ils répondent aux normes en matière de sécurité, à la demande de Pratt&Whitney Canada. Ils étudient, notamment, les effets que ces carburants pourraient avoir sur les pièces des appareils, comme une corrosion éventuelle.

Les microalgues photosyntéthiques qui seront utilisées dans la troisième génération de biocarburants ont l'avantage de se développer très rapidement. Elles peuvent être cultivées dans des étangs, des bassins d'eau douce ou salée, ou des enceintes fermées laissant passer la lumière.

Leur rendement par hectare est très élevé. Ainsi, selon le département de l'Énergie américain, pour remplacer tout le pétrole utilisé aux États-Unis par du biocarburant composé d'algues, il faudrait employer moins du septième des terres arables qui servent actuellement à la production du maïs.

Il ne faut donc pas s'étonner d'apprendre que même les multinationales pétrolières s'y intéressent. L'an dernier, la société Exxon Mobil a annoncé qu'elle allait investir 600 millions pour mener des tests à grande échelle et étudier la viabilité commerciale des biocarburants à base d'algues.

Électricité / Un robot inspecteur à Hydro-Québec

Un robot capable d'inspecter les lignes de transport d'énergie à haute tension sur de longues distances: c'est l'innovation mise au point par les chercheurs de l'Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ). Ils ont travaillé conjointement avec ceux de la British Columbia Transmission Corporation (BCTC) pour concevoir la technologie LineScout.

L'objectif: améliorer la fiabilité et la sécurité du réseau, ainsi que le processus d'inspection. En effet, certaines des lignes, qui ont été construites il y a plus de 30 ans, représentent des défis inusités pour l'inspection. Le LineScout a notamment été mis à l'essai sur les lignes se trouvant au-dessus de l'eau.

Le robot télécommandé utilise des caméras pour déceler les irrégularités sur la ligne qu'il inspecte. Il comporte un système de navigation intelligent pour contourner les obstacles, comme les balises. Normalement, l'entretien traditionnel des lignes de transport nécessite la mise hors tension de celles-ci. Mais le robot, lui, peut réparer les lignes pendant qu'elles sont sous tension. Cela permet d'économiser les ressources, de réduire les risques liés à la sécurité ainsi que les temps d'arrêt.

En juin dernier, l'Edison Electric Institute (EEI) a décerné le prix Edison 2010 à Hydro-Québec et à la BCTC pour cette réalisation. Ce prix, décerné chaque année, en est à sa 83e présentation, et il constitue la plus haute distinction du secteur des services publics d'électricité.

Efficacité énergétique / Des immeubles qui «pensent»

Construire des immeubles «intelligents» qui interprètent leur environnement et réagissent aux fluctuations de température en s'ajustant pour maximiser les économies d'énergie, grâce à des systèmes technologiques avancés, est maintenant possible. C'est le cas de l'édifice de Manitoba Hydro, situé à Winnipeg et dont la construction s'est terminée en 2008.

Le bâtiment de 22 étages et de 65 000 pieds carrés, situé dans une province où les fluctuations climatiques sont considérées comme extrêmes, a été conçu pour générer des économies d'énergie de l'ordre de 65%, un objectif considéré comme très ambitieux pour un immeuble de cette taille.

Cet exploit est rendu possible en orientant le bâtiment vers le sud, en utilisant au maximum les énergies solaire, éolienne et géothermique, et grâce à un système de gestion informatisé qui permet à l'édifice de s'ajuster aux changements de température.

Un «mur-rideau», une nouvelle technologie, a été employé. Il s'agit d'un double vitrage espacé d'environ un mètre où l'air est pré-conditionné avant d'aller dans le système de ventilation de l'immeuble.

On y trouve aussi une cheminée solaire de 115 mètres et un système hydrique mécanique qui humidifie ou déshumidifie l'air à son entrée dans l'édifice, tout en ayant l'apparence de minces murs d'eau décoratifs.

De plus, les fenêtres peuvent être ouvertes par les employés qui le désirent, contrairement à la vaste majorité des immeubles à bureaux, puisque la ventilation se fait de façon naturelle, 24 heures par jour et 365 jours par année. Il a remporté le National Green Buildings Award pour le meilleur immeuble à bureaux éconergétique et durable en Amérique du Nord.

Énergie osmotique / Une rencontre énergisante

Quand l'eau salée et l'eau douce se rencontrent, une importante quantité d'énergie est dégagée. C'est ce qui arrive quand une rivière se jette dans la mer.

Les chercheurs ont trouvé le moyen d'exploiter ce phénomène en plaçant une membrane semi-perméable entre les deux. La migration par osmose de l'eau douce en direction de l'eau de mer génère une surpression qui peut faire tourner une turbine produisant de l'électricité.

La première centrale d'énergie osmotique du monde a été inaugurée l'an dernier près d'Oslo, en Norvège.

Elle est exploitée par Statkraft, une société productrice d'énergie renouvelable qui a étudié cette nouvelle forme d'énergie pendant plus de 10 ans. Cette centrale expérimentale, d'une capacité limitée, aura pour fonction d'étudier et de tester l'énergie osmotique dans le but de construire une véritable centrale osmotique industrielle d'ici cinq ans.

En principe, une centrale osmotique devrait être située à un endroit où l'eau douce et l'eau salée se rencontrent. Ce type d'énergie pourrait avoir un potentiel intéressant au Québec aux embouchures des grandes rivières de la Côte-Nord, de la baie James et au sud de la baie d'Hudson, selon Hydro-Québec.

De plus, selon Statkraft, l'énergie osmotique ne génère aucune émission polluante ou sonore. Le potentiel mondial estimé serait d'environ 1600 TWh par an, l'équivalent de la moitié de la production totale de l'Union européenne.

Hydro-Québec poursuit des échanges avec Statkraft pour déterminer de quelle manière l'Institut de recherche d'Hydro-Québec pourrait contribuer à accélérer la mise au point de l'énergie osmotique.

Énergie renouvelable / L'hydrolienne moderne entre en scène

Le Québec a la chance de posséder un grand fleuve et beaucoup de rivières. L'eau qui s'écoule à haut débit fournit un potentiel énergétique important que l'on peut exploiter grâce à une nouvelle technologie: l'hydrolienne moderne en milieu fluvial, ou turbine de récupération de l'énergie cinétique.

Cet été, la firme québécoise RSW, qui a mis au point cette turbine, a annoncé qu'elle procéderait bientôt à la mise à l'eau d'un prototype dans le fleuve Saint-Laurent, près de la Cité du Havre. Cette nouvelle façon de produire l'électricité ne nécessite ni barrage ni travaux de génie civil en milieu marin, et elle est sans danger pour les poissons, selon Imad Hamad, vice-président de RSW.

Cette nouvelle technologie ne doit pas être confondue avec l'énergie marémotrice, explique M. Hamad.

«Il existe deux types d'écoulement des eaux, dit-il. La marée est bidirectionnelle et cyclique. Mais les écoulements fluviaux, qui sont unidirectionnels et continus, sont beaucoup plus intéressants pour produire de l'énergie parce que la puissance y est multipliée, et ils sont plus prévisibles.»

L'écoulement libre de la rivière passe au travers de l'hydrolienne et fait tourner les pales, lesquelles, à leur tour, actionnent l'alternateur, ce qui produit de l'électricité. Cette électricité est envoyée aux berges par un câble sous-marin adéquat.

Au Canada, RSW évalue que le potentiel d'électricité produite par les hydroliennes serait de 30 000 MW, en utilisant la machine avec ses caractéristiques actuelles.