Stocker l'énergie solaire dans du béton
Idée prometteuse ou science-fiction?
Par André Génesseaux
L'énergie la moins coûteuse et la moins polluante est l'énergie
solaire. Le problème est qu'elle n'est produite qu'aux heures de fort
ensoleillement et que, ses coûts de stockage étant trop élevés, elle
n'est absolument pas rentable.
Or, la société Energiestro semble avoir trouvé une solution
prometteuse. Le principe est que, mises à part les batteries
classiques, l'une des formes de stockage de l'énergie est sa
conservation dans un cylindre qui tourne sur lui-même à une
vitesse extrêmement élevée (énergie cinétique).
Or, les appareils de
ce type étant généralement réalisés en acier ou en carbone, leur
coût est lui aussi très dissuasif.
La solution mise en avant par André Génesseaux est de faire
tourner des cylindres en… béton.
L'idée est loin d'être farfelue car le
béton en rotation peut conserver l'énergie tout aussi bien que l'acier
et le carbone, et son coût de fabrication est très faible.
En haut, un moteur-alternateur l’entraîne durant les périodes de production d’énergie et génère de l’électricité le reste du temps.
Qui est André Génésseaux ?
André Généresseaux est un ingénieur français et le cofondateur de la société Energiestro, créée en 2001. Diplômé notamment des Arts et Métiers et de l’École polytechnique, il travaille depuis plus de vingt ans sur des solutions innovantes de production et de stockage de l’énergie. Il est à l’origine du développement d’un système de stockage basé sur un volant d’inertie, et plus récemment d’une technologie utilisant des cylindres en béton en rotation (VOSS), destinée à réduire le coût du stockage de l’énergie solaire. Au sein d’Energiestro, il occupe les fonctions de directeur général et participe activement aux travaux de recherche et développement dans le domaine des énergies renouvelables.La vidéo ci-dessus présente de manière synthétique le principe de stockage de l’énergie solaire dans des cylindres en béton en rotation. Pour faciliter la compréhension et revoir les explications à votre rythme, vous pouvez lire le texte de la vidéo
▶ Lire ici le texte complet de la vidéo
Transcription de la vidéo
J'ai trouvé un moyen de résoudre le problème de l'énergie avec du béton. Oui, du béton. Pas pour construire des barrages ou planter des éoliennes, mais du béton pour alimenter le réseau, éclairer, chauffer.
Je vais vous expliquer. Saviez-vous que l'énergie la moins chère aujourd'hui est l'énergie solaire ? Grâce à la baisse spectaculaire du prix des panneaux solaires, si maintenant vous mettez un panneau solaire dans un endroit très bien éclairé, vous obtenez un kWh à 2 centimes. C'est deux fois moins que les énergies classiques et polluantes.
En plus d'être la moins chère, l'énergie solaire est extrêmement abondante. Le carré rouge dans le Sahara, qui fait à peu près un quart de la France, représente la surface de panneaux solaires permettant d'alimenter la planète entière en électricité. Alors, si l'énergie solaire est si peu chère et si abondante, pourquoi n'est-elle pas notre source d'énergie principale ? Parce qu'il y a un problème.
L'intermittence. Le jour, il y a du soleil, mais la nuit, il n'y en a pas. Cette courbe en cloche vous montre que l'énergie solaire arrive de manière concentrée au milieu de la journée.
Mais notre consommation, elle, est plutôt constante. On peut la représenter par cette ligne blanche. Si on veut alimenter notre réseau électrique avec énormément d'énergie solaire, il est absolument nécessaire de stocker le surplus d'énergie en milieu de journée, en jaune, pour pouvoir l'utiliser le soir et la nuit.
Stocker n'est pas un problème technologique, c'est un problème économique. On sait stocker l'électricité avec des batteries, mais on ne sait pas stocker l'électricité de façon rentable avec des batteries. Les batteries, comme celles au lithium de votre téléphone, fonctionnent selon une réaction chimique.
A chaque cycle de charge-décharge, elles s'usent, elles perdent de sa capacité. Il faut les changer au bout de quelques années. Et quand on fait le calcul du coût de stockage dans les batteries, on trouve qu'il est très élevé.
On l'estime à 10 centimes d'euros par kWh. Si bien que l'énergie solaire, une fois stockée dans les batteries, n'est plus du tout intéressante. Elle n'est pas rentable, elle a besoin de subventions, elle ne peut pas se développer.
Alors moi, je ne suis pas chimiste, je suis ingénieur en mécanique. Il y a quelques années, je travaille chez Total, sur les moteurs, je vais au salon de Détroit. Et je vois une start-up qui propose de remplacer les batteries des voitures électriques par des volants.
Pas des volants pour conduire, non. Des volants, c'est un cylindre ou un disque qui tourne à très grande vitesse pour stocker l'énergie sous une forme qu'on appelle énergie cinétique. Les volants ont été faits jusqu'ici en acier.
Depuis quelques années, on fait même des volants en carbone. Le très gros avantage des volants par rapport aux batteries, c'est qu'ils ont une durée de vie illimitée. Malheureusement, pour les voitures électriques, les volants se sont avérés trop lourds.
Mais moi, j'ai eu la conviction que, quand le poids n'est pas important, les volants avaient un très gros potentiel pour stocker de l'énergie, des énergies renouvelables. Et j'ai créé ma société. Alors, avec mon équipe de 4 personnes, nous avons fait des volants en acier, puis en fonte.
Nous étions à la recherche, dans la quête du graal que tout le monde en ce moment cherche, c'est le stockage à faible coût. Mais ces matériaux classiques sont trop chers. Il fallait trouver quelque chose de complètement différent.
L'an dernier, j'ai eu une intuition. Il fallait tester le béton. Et j'ai découvert que le béton est un matériau extraordinaire pour stocker l'énergie.
En effet, le béton permet de stocker pour 10 fois moins cher que les matériaux classiques. Et je peux vous dire que, dans une vie d'ingénieur, ça n'arrive pas souvent de faire un aussi grand progrès en aussi peu de temps. Alors bien sûr, vous allez me dire, si c'est si facile, pourquoi est-ce que personne n'y a pensé plus tôt ? Parce que le béton est incompatible avec les volants.
Le béton ne résiste pas à la traction. Si vous tirez dessus, il se casse. Or, un volant, quand il tourne, soumet une force centrifuge très importante qui le met dans un état de traction intense.
Si vous faites un cylindre en béton, il éclate dès que vous le faites tourner. Ma solution consiste à comprimer le béton avec un enroulement sous tension tout autour, de telle manière que le béton reste en compression jusqu'à la vitesse maximale. Pour simplifier, on va dire que nous le ficelons comme un rôti.
Ce volant de stockage solaire, nous l'avons appelé VOS. Alors, comment est-ce que ça fonctionne ? Quand il y a de l'énergie solaire en excès et qu'il faut la stocker, nous utilisons un moteur électrique pour faire tourner le volant de plus en plus vite et accumuler de l'énergie cinétique. A la vitesse maximale, on atteint des vitesses comme celle d'un avion de ligne, un peu moins de 1000 km heure.
Ça va très vite. Mais il n'y a pas de frottement car nous avons enlevé l'air, nous avons vidé l'air autour du volant. Ce qui nous permet de conserver l'énergie pendant plusieurs heures.
Pour récupérer l'énergie, on inverse le système. C'est-à-dire que c'est le volant qui entraîne le moteur qui, à ce moment-là, produit de l'électricité comme un alternateur. Alors voilà, avec de l'intuition, beaucoup de réflexion et du béton, nous avons trouvé un moyen de stocker l'énergie à très faible coût, environ 2 centimes d'euros par kWh.
L'association d'un volant en béton avec des panneaux solaires photovoltaïques conduit à 1 kWh d'énergie renouvelable disponible nuit et jour à un coût inférieur à celui des énergies polluantes. Alors actuellement, cette technologie est en cours de développement. Notre projet à court terme est d'équiper des petits territoires, des petits réseaux électriques comme la Corse, la Guadeloupe, la Réunion, des villages africains qui sont alimentés essentiellement par des groupes électrogènes de manière à remplacer le carburant de ces groupes par de l'énergie solaire.
Mais notre grand projet, à l'échéance de 4 ou 5 ans, c'est de créer de grandes centrales photovoltaïques dans des endroits très ensoleillés, comme les déserts, de manière à alimenter le réseau mondial avec une énergie propre et bon marché, et donc une énergie solaire rentable sans subvention. Inutile de vous dire qu'après toutes ces années de recherche, je suis impatient de voir notre technologie arriver sur le marché de l'énergie et le révolutionner, car avec un coût de stockage aussi faible, les énergies renouvelables vont enfin pouvoir remplacer les énergies polluantes. Merci.