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SusChem France met l'énergie dans ses priorités

Sylvie Latieule

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FEUILLE DE ROUTE SUSCHEM FRANCE UN DOCUMENT DE RÉFÉRENCE

SusChem France est une des déclinaisons de SusChem Europe, la plateforme technologique imaginée en 2000 pour animer une réflexion sur la chimie du futur et aider l'Europe à entrer dans l'agenda de Lisbonne. Construite autour d'industriels et des partenaires du réseau de l'innovation de la chimie en France (pôles de compétitivité, CNRS, centres techniques, laboratoires universitaires, sociétés savantes ou organismes de l'État), SusChem France s'est d'abord attelée à décliner les concepts de la chimie durable auprès des acteurs nationaux et régionaux, en particulier, auprès du tissu PME. Aujourd'hui, elle propose une première feuille de route pour aider la France à mieux se positionner dans le contexte européen. Elle se résume en huit thématiques qui illustrent les priorités de la France en matière de R&D : les matières premières renouvelables, la chimie et le recyclage, l'analyse, la chimie pour l'énergie, les matériaux avancés, les procédés éco-efficients, méthodes et performance, l'éco-conception et le réseau d'innovation.

SusChem France met l'énergie dans ses priorités

Les nanotubes de carbone d'Arkema ouvrent des perspectives pour la chimie de demain.

© © Arkema

Derrière le thème de l'énergie, se cachent deux sujets pour la chimie, celui de la réduction de ses propres consommations et une aide à l'innovation pour les acteurs de l'énergie. Deux priorités, selon la première feuille de route de SusChem France.

Tout le monde s'accorde à dire que l'énergie représente un enjeu majeur du XXIe siècle, en particulier avec la nécessaire réduction des consommations et le développement de sources d'énergies plus vertes. Pour l'industrie chimique, ce thème revêt un double sens. D'une part, parce que la chimie est une industrie très énergivore et qu'elle doit agir sur ses procédés pour en limiter les consommations. D'autre part, parce que d'autres secteurs demandent à la chimie de mettre à leur disposition des produits et matériaux innovants pour améliorer leurs performances. C'est notamment le cas du secteur de l'énergie avec la problématique du stockage et du développement des énergies renouvelables. Compte tenu de l'importance de ces deux grands sujets et du chemin qu'il reste à parcourir, le thème de l'énergie occupe une place de choix dans la première feuille de route de SusChem France, plateforme miroir, créée à l'image de SusChem Europe, pour orienter la recherche française dans le sens de la durabilité (voir encadré). Cette feuille de route a été présentée fin novembre, dans le cadre des 2es rencontres de SusChem France organisées au siège d'Oseo à Maison-Alfort.

Depuis de nombreuses années, les industriels de la chimie cherchent à réaliser des économies d'énergie, pour diminuer leurs factures énergétiques et gagner en compétitivité, dans un contexte de forte concurrence internationale. Mais pour aller plus loin que cette simple « chasse au gaspi », des chercheurs ont introduit le concept d'intensification de procédés. En résumé, il vise à repenser toutes les étapes unitaires du procédé et à utiliser de nouveaux outils, comme les microréacteurs, pour gagner en efficacité : plus de qualité, moins de déchets, des économies d'énergie, des coûts de production et un impact environnemental réduits... « Les équipes de recherche universitaires qui travaillent sur le sujet sont nombreuses et il existe plusieurs congrès internationaux consacrés à la thématique de l'intensification. Plusieurs acteurs universitaires et industriels français sont actuellement impliqués dans des projets européens du 7e PCRD (FP7) comme le projet sur l'usine du futur F3 Factory, Nano-Host, ... , et bien que ce nombre de représentants reste modeste par rapport à l'Allemagne, le Royaume-Uni et les Pays-Bas. La communauté académique et industrielle est également très impliquée dans le montage de projets collaboratifs nationaux (FUI, ANR, Ademe, etc) et autour des pôles de compétitivité comme Axelera) » explique la feuille de route de SusChem. Déjà une plateforme a vu le jour comme la Mepi (Maison européenne des procédés innovants) à Toulouse. D'autres sont en cours de montage dont Axel'One ou Iprod. Cependant, le document explique que malgré tous ces efforts, le taux de financement global dans le domaine reste assez faible en comparaison des autres pays industrialisés.

La chimie pour l'énergie

Outre la nécessité de réduire ses dépenses énergétiques, la chimie est aussi appelée à se positionner comme un fournisseur de solutions pour les acteurs de l'énergie. Michel Glotin, directeur scientifique d'Arkema, a rappelé, à l'occasion de la présentation de la feuille de route de SusChem, les enjeux du stockage de l'énergie. « Les énergies renouvelables ont souvent des fonctionnements intermittents, avec une production d'énergie décalée par rapport aux besoins. Dans le cas du solaire, on observe un décalage de 3 à 4 heures. D'où l'importance du stockage de cette énergie » a-t-il expliqué. Ce thème du stockage touche également l'industrie du transport en particulier de l'automobile qui aspire à démocratiser le véhicule électrique. « Les équipes qui travaillent sur ce thème sont nombreuses. Des nouveaux développements sont à prévoir avec l'émergence de solutions apportées par les nanomatériaux ».

Un autre sujet important est celui de la pile à combustible qui pourrait fournir de l'hydrogène pour les transports de demain. « Des recherches se poursuivent pour l'utilisation de nouveaux matériaux pour les électrodes, comme les Selenium-Gadolinium, et pour garantir une plus grande durabilité. Au niveau européen, la France est à un très bon niveau en recherche sur les thématiques batteries et piles à combustible, en revanche il est nécessaire de faire progresser notre positionnement d'un point de vue industriel » peut-on lire dans la feuille de route.

Dans le même ordre d'idée, l'essor du photovoltaïque ne pourra pas se faire sans la chimie. « C'est une industrie naissante, mais la croissance des installations est très forte et il est probable qu'elle se poursuive. Même si elle dépend beaucoup des politiques de rachat d'électricité » a expliqué le directeur scientifique d'Arkema. En revanche, il a rappelé que 2/3 des panneaux installés en France étaient fabriqués en Asie. Alors quelle peut être la place de la France dans cette industrie émergente ? « La chimie et la R&D peuvent conduire à de l'industrialisation dans notre pays, a-t-il estimé. Par exemple aujourd'hui, la fabrication des panneaux au silicium cristallins n'est pas automatisée. La clé de la chimie, des matériaux et surtout des procédés est d'arriver à des productions continues très automatisées pour abaisser l'influence des coûts de main d'œuvre. Aujourd'hui, le photovoltaïque revient à 1 $ par W. Dans les 5 à 10 ans, il faudra passer à 0,5 $/W. » D'autres options se dessinent avec l'arrivée de la seconde génération de panneaux : les cellules à base de silicium en couche mince ou organiques hybrides. Elle comprend aussi les travaux effectués pour déposer des matériaux photosensibles sur du verre.

Un autre sujet particulièrement prometteur est celui des matériaux à changement de phase. Le principe est basé sur le stockage ou la génération d'énergie thermique lors de leur changement d'état solide/liquide. Ces matériaux pourraient apporter une contribution à la demande croissante en énergie (froid ou chaud) que ce soit dans le domaine du bâtiment, de la construction, de l'air conditionné et d'autres applications industrielles (emballages, textiles, stockage de l'énergie solaire). Si des applications commencent à se développer dans le domaine du bâtiment en France, peu d'entrepri ses sont présentes sur le territoire national.

Dans le même temps, le nombre de brevets américains sur le sujet a augmenté de 26 % de 2008 à 2009. Les projections estiment que les matériaux à changement de phase permettraient de réduire de 50 % la demande en énergie sur les applications mentionnées en 2050.

« Il convient de s'orienter sur la recherche de matériaux ou de biomatériaux originaux permettant le stockage ou la génération d'énergie sur de larges gammes de températures et de générer le développement d'activités sur le territoire français » prescrit le rapport de SusChem.

En conclusion, pour Michel Glotin, « le sujet de la chimie pour l'énergie annonce des changements importants. Les solutions technologiques gagnantes à long terme n'existent pas encore. Il est nécessaire de se positionner ».

 

Sources : « La feuille de route de SusChem France 2010 », rapport à télécharger sur www.suschem.fr

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