614
L'ÉNERGIE DE DEMAIN. TECHNIQUES - ENVIRONNEMENT - ECONOMIE
Les carburants offrent non seulement une commodité de transport mais aussi de
stockage. Malheureusement, seul leur emploi pour le chauffage domestique ou
industriel permet d’utiliser toute leur énergie chimique ; leur emploi dans les centrales électriques ou les véhicules fait perdre en chaleur 60% de cette énergie.
Les barrages hydroélectriques constituent le seul moyen (indirect) de stocker de
grandes quantités d’électricité. Ils sont de plus en plus souvent équipés de manière
à fonctionner presque réversiblement, soit en faisant chuter l’eau pour produire
de l’électricité, soit en pompant l’eau d’aval en amont. Dans les deux cas, la dégradation en chaleur est relativement faible. Ceci permet de stocker une énergie électrique produite en heures creuses par des centrales nucléaires (qu’il est préférable
de faire fonctionner sans variation excessive de puissance), afin de la restituer au
réseau en heures de pointe. La Suisse revend de la sorte à l’Italie de l’énergie électrique achetée auparavant en heures creuses à la France. Les barrages sont donc
utilisables non seulement comme sources d’énergie hydroélectrique grâce à la pluie,
mais aussi comme réservoirs d’énergie électrique.
Les accumulateurs constituent un autre moyen commode de stocker une énergie. Cependant, ici, les pertes sous forme de chaleur sont plus importantes. Surtout, les accumulateurs ont par unité de masse une capacité limitée, par exemple
35 Wh/kg pour ceux au plomb. Cette faible capacité constitue la principale entrave
au développement des voitures électriques (la puissance d’une voiturette est de
l’ordre de 10 kW).
C’est pourquoi l’emploi de l’hydrogène, qui serait produit par électrolyse de l’eau
et utilisé pour produire un courant électrique dans une pile à combustible, paraît
une voie prometteuse, quoique futuriste, de stockage de l’énergie pour des voitures électriques. En effet, cette technique est associée à une énergie chimique de
32 kWh par kg d’hydrogène, considérablement plus grande que celle des batteries
et nécessitant moins de matériaux inactifs. Cette énergie par unité de masse est
également supérieure à celle des carburants usuels, par exemple 12 kWh par kg
de pétrole, et présente l’avantage potentiel de pouvoir être convertie en énergie
électrique directement utilisable dans un moteur à fort rendement, souple et silencieux. Il reste à diminuer les coûts de production, améliorer les rendements et trouver des techniques de stockage sûres, efficaces et, cependant, légères.
Il faut enfin noter que l’énergie solaire, foncièrement intermittente, nécessite un
stockage. Celui-ci est facilement réalisé par production d’eau chaude si cette énergie est captée pour le chauffage domestique, mais une pile photovoltaïque nécessite un couplage avec un accumulateur. Il en est de même pour l’énergie éolienne,
sauf lorsqu’elle est utilisée pour pomper de l’eau comme dans les polders. Le développement de ces deux formes d’énergie pour la production d’électricité est donc
conditionné par les progrès de l’électrochimie.
L'ÉNERGIE DE DEMAIN. TECHNIQUES - ENVIRONNEMENT - ECONOMIE
Les carburants offrent non seulement une commodité de transport mais aussi de
stockage. Malheureusement, seul leur emploi pour le chauffage domestique ou
industriel permet d’utiliser toute leur énergie chimique ; leur emploi dans les centrales électriques ou les véhicules fait perdre en chaleur 60% de cette énergie.
Les barrages hydroélectriques constituent le seul moyen (indirect) de stocker de
grandes quantités d’électricité. Ils sont de plus en plus souvent équipés de manière
à fonctionner presque réversiblement, soit en faisant chuter l’eau pour produire
de l’électricité, soit en pompant l’eau d’aval en amont. Dans les deux cas, la dégradation en chaleur est relativement faible. Ceci permet de stocker une énergie électrique produite en heures creuses par des centrales nucléaires (qu’il est préférable
de faire fonctionner sans variation excessive de puissance), afin de la restituer au
réseau en heures de pointe. La Suisse revend de la sorte à l’Italie de l’énergie électrique achetée auparavant en heures creuses à la France. Les barrages sont donc
utilisables non seulement comme sources d’énergie hydroélectrique grâce à la pluie,
mais aussi comme réservoirs d’énergie électrique.
Les accumulateurs constituent un autre moyen commode de stocker une énergie. Cependant, ici, les pertes sous forme de chaleur sont plus importantes. Surtout, les accumulateurs ont par unité de masse une capacité limitée, par exemple
35 Wh/kg pour ceux au plomb. Cette faible capacité constitue la principale entrave
au développement des voitures électriques (la puissance d’une voiturette est de
l’ordre de 10 kW).
C’est pourquoi l’emploi de l’hydrogène, qui serait produit par électrolyse de l’eau
et utilisé pour produire un courant électrique dans une pile à combustible, paraît
une voie prometteuse, quoique futuriste, de stockage de l’énergie pour des voitures électriques. En effet, cette technique est associée à une énergie chimique de
32 kWh par kg d’hydrogène, considérablement plus grande que celle des batteries
et nécessitant moins de matériaux inactifs. Cette énergie par unité de masse est
également supérieure à celle des carburants usuels, par exemple 12 kWh par kg
de pétrole, et présente l’avantage potentiel de pouvoir être convertie en énergie
électrique directement utilisable dans un moteur à fort rendement, souple et silencieux. Il reste à diminuer les coûts de production, améliorer les rendements et trouver des techniques de stockage sûres, efficaces et, cependant, légères.
Il faut enfin noter que l’énergie solaire, foncièrement intermittente, nécessite un
stockage. Celui-ci est facilement réalisé par production d’eau chaude si cette énergie est captée pour le chauffage domestique, mais une pile photovoltaïque nécessite un couplage avec un accumulateur. Il en est de même pour l’énergie éolienne,
sauf lorsqu’elle est utilisée pour pomper de l’eau comme dans les polders. Le développement de ces deux formes d’énergie pour la production d’électricité est donc
conditionné par les progrès de l’électrochimie.