Garder le contact grâce aux polymères

Leur « propreté » n’est pas le seul atout des énergies renouvelables. Dans les pays les plus pauvres, elles sont souvent le moyen d’apporter de l’électricité dans des villages situés à des kilomètres des réseaux traditionnels.

Les éoliennes s’envoient en l’air

Les projets fleurissent et s’appuient en premier lieu sur les technologies éoliennes, comme celui du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Deux anciens étudiants du prestigieux institut ont imaginé envoyer des micro-éoliennes à 300 mètres d’altitude, en les logeant au milieu d’un ballon cylindrique gonflé à l’hélium. Leur éolienne volante est avant tout une alternative aux groupes électrogènes qui fonctionnent au pétrole. Ils l’ont conçue pour alimenter en électricité les sites éloignés des réseaux électriques. Le groupe industriel indien Tata, connu pour sa production d’automobiles et leader dans le développement de projets éoliens en Inde, croit au concept et soutient financièrement la start-up américaine.

Un premier prototype a déjà été testé à 150 mètres au-dessus du sol, dans des vents circulant à 70 km/h. Les tests sont très encourageants.Quant aux rendements, ils devraient être assez bons, puisque à 300 mètres d’altitude, les vents sont plus forts et surtout plus constants. Le ballon est une enveloppe de PVC, un polymère bien connu pour sa solidité, son étanchéité et, surtout, qui se recycle assez facilement. Le ballon éolien est gonflé à l’hélium et est fixé au sol à l’aide de câbles. Fini les grands mâts disgracieux, l’éolienne est quasiment invisible ! Tant qu’on ne lève pas la tête…

Intégrer une éolienne dans une enveloppe de PVC gonflée à l’hélium pourrait être une des solutions pour voir disparaître les mâts disgracieux des éoliennes.

D’autres start-up ont également tenté l’aventure en élaborant des concepts tout aussi audacieux. C’est le cas de Makani, qui avait défrayé la chronique en proposant une solution d’éolienne suspendue à une voile ressemblant un peu à une aile de kitesurf. Cette voile est rigide et se compose d’une armature ultra-légère en composite sur laquelle est posé un film vinylique (PVC).

Monter des éoliennes sur une aile composite est une solution actuellement testée.

Ce type de toile est utilisé de longue date pour fabriquer les ailes des petits avions monomoteurs. L’avantage de ce projet par rapport au ballon repose sur l’aérodynamisme de l’aile que l’on peut contraindre à effectuer des cercles autour de son axe. Ce mouvement perpétuel augmente la vitesse apparente du vent et donc la vitesse de rotation des éoliennes.

 Plus elles tournent vite, plus elles produisent de l’énergie… Soutenu à grand renfort de communication par Google, cet ambitieux projet a été dernièrement abandonné… plus pour une raison économique que de performance énergétique. L’idée n’est pas condamnée pour autant, puisque le géant pétrolier Shell s’y intéresse à son tour et cherche à développer l’éolienne. De nouveaux tests ont actuellement lieu au large de la Norvège. Affaire à suivre, donc…

Les plastiques se tiennent au courant

La puissance du courant, qu’il soit marin ou fluvial, est également une solution pour fournir de l’électricité verte. Moins tapageuse en termes de communication que ses cousines éoliennes ou solaires, l’hydroélectricité gagnerait à être mieux connue. Continue, décarbonée et peu coûteuse, cette énergie a bien des avantages, notamment pour concevoir des petits générateurs d’une puissance inférieure à 20 kW et ainsi équiper les zones les plus reculées.
Le néozélandais PowerSpout a lancé le mouvement avec une microturbine mobile dotée d’une coque en polyéthylène et d’un mécanisme composé surtout de pièces en polyamide. Adapté aux faibles débits d’eau (à partir d’un litre par seconde), ce générateur fournit une puissance de 1 kW. Les installer sur des rivières disposant d’un débit suffisant serait une solution très intéressante pour alimenter en électricité nombre de villages sur le continent africain ou asiatique…

C’est cette même technologie qu’a retenue Aquakin, une start-up allemande qui a développé une microcentrale hydroélectrique pour l’habitat. Elle aussi en plastiques. De forme plate et constituée de matériaux composites à base de polymères, elle s’arrime près des digues sous des eaux peu profondes et, plastiques obligent, elle résiste aux sels marins. Elle peut produire environ 160 000 kWh par an, soit la consommation d’une trentaine de foyers.

L’allemand Aquakin conçoit des minihydroliennes portables idéales pour charger un téléphone par exemple. Une solution avantageuse dans certains pays où une partie de la population est encore à l’écart des réseaux d’électricité.

La jeune entreprise a également conçu le Blue Freedom, un modèle plus léger. C’est en fait un « chargeur » portable. Une fois immergé dans un cours d’eau, ce générateur en plastiques de 400 grammes et de la taille d’un frisbee génère une puissance de 5 W susceptible, par exemple, de charger un téléphone portable en une heure. Une solution qui pourrait permettre aux habitants de pays comme Madagascar, riche en eaux vives et où 80% de la population n’a pas accès à l’électricité, de garder le contact…

Moins ambitieuse, sa rivale bavaroise Smart Hydro Power commercialise une turbine flottante plus légère. Avec sa structure mixte polyéthylène haute densité (PEHD) et aluminium dotée de pales en composite, elle affiche une puissance plus modeste de 5 kW. 

A la lumière des polymères

En Afrique subsaharienne, le potentiel de production d’énergie solaire est tout bonnement phénoménal. Avec environ 3 000 heures par an, le temps d’ensoleillement est le plus élevé de la planète. On estime que le Soleil pourrait permettre de produire plus de 60 millions de TWh (térawatt par heure) par an. En comparaison, l’Asie dispose d’un potentiel théorique de 37,5 millions de TWh/an, et l’Europe de seulement 3 millions. Ce serait donc une solution pour acheminer l’électricité jusqu’aux villages les plus éloignés. Cela concerne tout de même près de 600 millions de personnes sur ce continent. La prise de conscience de ce potentiel s’amplifie au fil des ans. Au Sénégal, par exemple, le gouvernement s’est fixé pour objectif de fournir un accès à l’électricité à tous les habitants d’ici 2025. C’est-à-dire demain…

Continent idéal pour profiter pleinement de l’énergie solaire, l’Afrique équipe peu à peu ses villages de panneaux, et plus spécifiquement de modèles à base de polymères, moins onéreux et nettement plus faciles à transporter.

 Le vent est favorable et s’explique par la conjonction de différents facteurs : la volonté politique, la multiplication des investissements par des bailleurs de fonds, l’engouement pour les énergies durables de nombreuses start-up et, surtout, la forte baisse du coût du photovoltaïque, notamment grâce à la technique des couches minces (cf partie 1) utilisée de plus en plus fréquemment. Ici, on ne parle pas de transition mais plutôt de modernisation, et il n’est pas rare désormais de croiser dans les villages des kits solaires. Ce sont de simples panneaux que l’utilisation de polymères a rendu très légers. Ils sont donc facilement transportables et se placent et se déplacent au gré du mouvement du Soleil. Certes, ils ne sont pas suffisants pour alimenter des machines de fortes puissances, mais ils le sont assez pour amener la lumière et la télévision, ou encore pour recharger un téléphone dès que la nuit tombe et ainsi fournir de l’énergie peu onéreuse à une population qui en manque encore cruellement.