Des énergies fossiles aux énergies durables : les projets et les expériences des écoles de la CGE - CGE

Des énergies fossiles aux énergies durables : les projets et les expériences des écoles de la CGE

L’énergie fossile est l’énergie produite à partir du pétrole, du charbon et du gaz naturel. Contrairement aux énergies renouvelables, la réserve de ces trois combustibles est fixe et non renouvelable : elle s’épuise au fur et à mesure de son utilisation. Les énergies fossiles bénéficient d’une capacité de production d’énergie par unité de volume élevée. Mais elles ont de nombreux désavantages :

  • Les réserves sont limitées et elles s’épuisent rapidement : il est indispensable d’envisager très rapidement des alternatives plus écologiques.
  • Elles sont inégalement réparties, ce qui provoque de lourdes tensions géopolitiques.
  • Toutes les étapes de leur exploitation sont très polluantes et génèrent des déchets dangereux.
  • Leur transport est dangereux, risqué et a provoqué, notamment par les naufrages de pétroliers, des marées noires extrêmement dévastatrices pour la biodiversité.
  • Elles sont contrôlées par un oligopole, quelques puissantes entreprises internationales qui imposent leurs lois, avec peu d’implication sociale et environnementale.

Le raffinage, la purification, l’enrichissement, les transformations, le transport, la distribution, et l’utilisation finale sont très gourmands en énergie et très fortement émetteurs de gaz à effet de serre. Le réchauffement climatique est dû en grande partie à la combustion des énergies fossiles pour les transports, le bâtiment et l’industrie.

Dans une perspective de développement durable, il s’agit de développer des alternatives écologiques à l’exploitation et à la production d’énergie à partir des énergies fossiles, notamment par les énergies renouvelables, et de mettre en œuvre une politique forte d’économies d’énergie.

Source : www.vedura.fr

Védura, le portail du développement durable

Vedura est un portail spécialisé en développement durable, dont l’objectif est l’information et la sensibilisation de tous les citoyens, professionnels, scolaires… aux enjeux du développement durable. Pour Vedura, le développement durable est un atout majeur et incontournable de la vision et du fonctionnement de la société : il permet d’envisager un modèle de société démocratique, viable à long terme, qui saurait réconcilier activité économique performante, développement humain, protection et préservation des ressources naturelles. En savoir plus…

Les actions de l’ESME Sudria

L’ESME Sudria, école d’ingénieurs depuis 1905, a placé, dès son origine, l’énergie au cœur de son offre pédagogique. Au commencement, les mots clés étaient production d’énergie et force motrice, éléments indispensables au développement d’un pays alors en pleine industrialisation.

Au fil du temps, l’ESME Sudria a su adapter ses programmes aux nécessités d’un monde industriel en constante mutation, en incluant la notion de maitrise de l’énergie et de système.

L’énergie électrique n’existe jamais seule, elle est soit le fruit de la transformation d’une énergie d’une autre nature, soit l’énergie primaire qui sera transformée en une énergie d’une autre nature, comme l’énergie mécanique.

Depuis plus de quinze ans, l’école s’est préparée à relever le défi de la production d’énergie électrique à partir de sources décarbonées comme les énergies éolienne, solaire, hydrolienne et bientôt la pile à combustible. L’énergie électrique est omniprésente dans le domaine des transports, de l’avion plus électrique au véhicule électrique, et du navire entièrement électrique au transport ferroviaire, qui l’a toujours été. Outre l’intérêt stratégique que présentent ces systèmes complexes dans le cadre des engagements nationaux nés du Grenelle de l’Environnement, leur nécessaire multidisciplinarité constitue un champ duquel émergent des idées qui conduisent à la formation des ingénieurs par la recherche au travers de projets innovants, et à la réalisation de démonstrateurs ou de prototypes nés de la recherche partenariale ou du transfert de technologie, avec le souci du développement soutenable.

Grenoble École de Management mise sur l’énergie

Avec un Mastère Spécialisé en Management de l’énergie, des programmes de formation continue sur mesure pour les entreprises de la filière Énergie et son implication dans le campus d’innovation grenoblois GIANT, Grenoble École de Management se place désormais comme un acteur incontournable de ce secteur d’activité. Le secteur de l’énergie connaît depuis ces dernières années une transformation sans précédent. La libéralisation du secteur, la lutte contre le changement climatique et l’utilisation de nouvelles énergies dites « durables » mobilisent tous les acteurs socio-économiques.

Pour répondre à ce grand enjeu sociétal, Grenoble École de Management a fait du management de l’énergie un axe fort de son développement, notamment avec l’embauche de nouveaux professeurs, et la mise en place de formations sur mesure pour les entreprises du secteur de l’énergie : Schneider Electric, ERDF-GrDF, Dalkia/Veolia, GEG… Ainsi, près de 600 salariés ont été formés.

Depuis la rentrée 2010, Grenoble École de Management et Grenoble INP ont lancé un nouveau Mastère Spécialisé en Management et marketing de l’énergie. Ce cursus en alternance vise à former des managers spécialistes de la filière et des marchés de l’énergie, tant chez les fournisseurs que chez les grands clients. Cette formation s’insère tout naturellement dans GIANT, dont l’un des centres d’excellence, GreEn, est dédié à l’énergie. Parallèlement, l’École est aussi membre de la communauté de la connaissance et l’innovation KIC InnoEnergy, lancée par l’Union européenne. Dans ce cadre, l’École propose déjà de nouveaux programmes de formation en management de l’énergie.

Riskenergy.fr : un nouvel espace d’analyse et d’échange pour l’ESG Management School

Analyser le cours des matières premières, anticiper les batailles de l’énergie du XXIème siècle, comprendre des catastrophes comme Deepwater Horizon ou Fukushima, en tirer les conclusions sur notre modèle énergétique, tels sont les thèmes abordés dans le blog Riskenergy.fr de la chaire de Management des risques énergétiques de l’ESG Management School. Dans chacune des rubriques – Pétrole, gaz et matières premières, Nucléaire, Nouvelles énergies, Géopolitique et régions – des articles traitant de sujets d’actualité sont proposés plusieurs fois par semaine. Des articles scientifiques sont également disponibles dans les archives du blog. Riskenergy.fr représente ainsi un espace d’échange et d’analyse sur les matières premières, dédié aux étudiants, aux chercheurs, aux journalistes ou tout simplement aux passionnés des enjeux économiques d’aujourd’hui.

Riskenergy.fr constitue en réalité la fenêtre d’un positionnement fort de l’ESG Management School : les risques énergétiques. Compte tenu de la multidimensionnalité des risques et de leurs conséquences, l’établissement parisien a créé un pôle regroupant une dizaine de chercheurs spécialisés dans les domaines de l’économie, de la finance, des matières premières, de la géopolitique et des technologies de l’énergie. Outre le travail de recherche, l’équipe du pôle assure des enseignements dédiés aux matières premières pour les étudiants de dernière année. L’ESG Management School est en effet très attachée à ce que les travaux des chercheurs puissent bénéficier aux étudiants. Riskenergy.fr constitue à cet égard un instrument pédagogique de premier ordre.

Projet Teambois : un partenariat ESB / EMN sur la valorisation énergétique du bois

L’École supérieure du bois et l’École des mines de Nantes sont des acteurs reconnus de la formation d’ingénieur et de la recherche. Grâce à leurs nombreux domaines de compétence, matériaux composites à base de bois pour l’une et énergie pour l’autre, les deux établissements ont mis en place, fin 2009, un partenariat permettant de dégager une expertise reconnue dans la valorisation matière et énergétique des matériaux bois.

Le projet commun qui a vu le jour, avec l’aide financière de la région Pays de la Loire, vise à définir les critères de choix entre les différentes solutions de recyclage possibles de bois en fin vie, la valorisation énergétique (gazéification, pyrolyse, combustion) en étant l’étape ultime. En effet si le recyclage vers de nouveaux matériaux est une option préférentielle dans le cadre de la gestion durable de la ressource, les différentes formes de valorisation doivent être optimisées pour tenir compte de différents additifs comme colle, finition, agents ignifuges ou biocides.

La gazéification peut ainsi être une réponse au double objectif de destruction des déchets difficilement valorisables (toxicité, dégradation physico-chimique partielle) et de valorisation énergétique. Un groupe gazo-électrogène de cogénération permet de produire de l’électricité et de la chaleur avec un rendement suffisamment élevé pour des installations de faible à moyenne puissance. Il est ainsi possible de valoriser une ressource localement, problématique forte des « déchets bois » La gazéification convertit le déchet en un mélange de gaz composé principalement de monoxyde de carbone et d’hydrogène qui, une fois épuré, est approprié pour l’alimentation des moteurs à combustion interne. Ce procédé pourrait se révéler comme une alternative aux procédés de traitement des déchets par sa capacité de piégeage des polluants dans les cendres, goudrons…

Depuis 2010, 3 enseignants chercheurs de l’École supérieure du bois et 2 de l’École des mines de Nantes, 2 doctorants et de nombreux masters travaillent sur ces sujets.

« Procédés de valorisation énergétique de la biomasse » par l’ENSTIB…

Le groupe travaille sur les différents procédés de valorisation énergétique de la biomasse solide en utilisant une approche filière visant à répondre aux différents points clés ou verrous scientifiques limitant le développement d’installations industrielles ou qui permettraient de les rendre plus efficaces tant au niveau énergétique qu’économique et environnemental.

Les 4 thèmes majeurs sont les suivants :

  • caractérisation et conditionnement des combustibles biomasse : analyses physico-chimiques, séchage, broyage, compactage, …
  • combustion : optimisation de la combustion, rendement énergétique, caractérisation de la pollution (à l’émission et dans l’air intérieur), mécanismes de formation/réduction des polluants, dispositifs de traitement des fumées (filtration ou piégeage de particules, …), composition chimique des fumées, impact environnemental, plateformes de tests pour différents appareils (appareils domestiques indépendants, chaudières de toutes puissances, etc.), …
  • pyrolyse : mécanismes réactionnels, modélisation cinétique, bilans matières, carbonisation, formation/réduction des goudrons, …
  • gazéification : mécanismes réactionnels, sélectivité, analyse des goudrons, pilote de lit fluidisé, …

Ces travaux visent ainsi principalement à mieux comprendre les procédés de conversion thermochimiques de la biomasse solide par voies sèches afin d’en faciliter le développement, de mettre en place des modèles et de réduire leur impact environnemental.

En savoir plus sur l’ENSTIB…

L’École Centrale de Nantes et les énergies marines : de grands projets

Depuis plus de 20 ans, Centrale de Nantes a investi la recherche dans les énergies marines : celle de la houle en priorité et plus récemment celle des courants et du vent offshore. Cette orientation se traduit par des projets nationaux et internationaux aux enjeux socio-économiques majeurs. Les bassins océaniques de l’École sont des instruments essentiels pour la conception des différentes structures. Ces travaux bénéficient aux enseignements dispensés à tous les élèves (en cycle ingénieur, en master et doctorat).

SEMREV, Site d’expérimentation à la mer pour le système de récupération de l’énergie des vagues : opérationnel fin 2011
Il s’agit d’’un site d’expérimentation pour les énergies de la houle, financé par le projet Etat-Région 2007-2013 et par l’Europe (grâce aux fonds FEDER).

SEMREEF, Site d’expérimentation en mer pour la récupération de l’énergie par éolienne flottante : une extension de SEMREV
Ce projet est situé 5 miles plus au large, par 50 m de fond. Il permettra de tester les éoliennes flottantes en mer.

ORCA et S3 : 2 projets lauréats dans le cadre des investissements d’avenir
Dans ORCA, développement d’hydroliennes de 20m de diamètre en mer, Centrale Nantes est partenaire d’ALSTOM. S3, porté par SBM (Single Buoy Moorings) mettra au point et testera sur le site SEMREV un système de récupération de l’énergie des vagues très innovant dès 2012.

L’IEED France Energies marines
Pour structurer ces initiatives, la communauté scientifique, technologique et industrielle a répondu à l’appel d’offres du gouvernement « Investissements d’avenir ». Il s’agit de la création d’un IEED – Institut d’excellence pour les énergies décarbonées – France Energies Marines. Le site SEMREV et le bassin d’essai océanique de Centrale Nantes constituent des pierres angulaires de ce dispositif national. Les résultats de cet appel d’offres devraient être connus d’ici la fin du mois de mai.

26-28/05/2011 : l’INP, l’INSA et l’UPS en première ligne du Shell Eco-marathon à Lausitz (Allemagne)

Une compétition internationale
Organisée chaque année depuis 1985 par la compagnie pétrolière Shell, elle propose aux étudiants de parcourir la plus longue distance avec l’équivalent d’un seul litre de carburant. Parmi les différentes solutions – prototype ou Urban Concepts, équipés d’un moteur à combustion, d’un moteur électrique alimenté par une pile à hydrogène ou par des panneaux photovoltaïques – les élèves de l’INP ont relevé le défi avec le prototype à hydrogène TIM-H4. Aujourd’hui l’association compte un nouveau véhicule. Les élèves de l’INSA et l’UPS ont créé la coque. Fabriquée avec des matériaux composites, elle atteint un rapport rigidité/masse hors du commun : sa partie supérieure pèse 3 kg mais peut en supporter 100 ! Associé à un aérodynamisme très élaboré, ce véhicule réagit à une pente d’un millième de degré ! La chaîne de traction est l’œuvre d’une équipe du laboratoire Laplace. Une pile à combustible (PAC), prêtée par la société Helion, alimente un moteur brushless. L’ensemble est contrôlé de manière à réguler la vitesse, l’accélération et éviter que la PAC délivre trop de pics puissance, ce qui ferait chuter son rendement et pourrait l’endommager.

Un projet pour l’innovation et le développement durable

Les étudiants, encadrés par les enseignants, s’efforcent de diminuer les pertes et cherchent des partenaires désireux de s’investir dans ce projet ambitieux, dont le succès dépend de leur soutien. Il s’inscrit au coeur des enjeux énergétiques actuels et futurs. Les étudiants réfléchissent à l’élaboration de nouveaux systèmes de propulsion. Pourquoi leurs idées ne pourraient-elles pas servir pour une solution de véhicules consommant peu et permettant d’effectuer de petits déplacements ?

L’association TIM
Fondée en 1995 par l’INSA et l’UPS, l’association a remporté de nombreuses victoires lors de plusieurs compétitions en Europe et se classe parmi les meilleures équipes mondiales.

En savoir plus sur l’ENSEEIHT…

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