Le stockage de l'énergie peut être réalisé à l’aide d’une
chimie, soit une réaction chimique qui va transformer la
source d'énergie en un autre vecteur énergétique, soit
à l'aide d'une réaction réversible, c'est-à-dire une
réaction qui peut s’opérer dans un sens et dans l'autre à
l’aide d’une régénération.
Alors, c'est certainement d'ailleurs le mode de stockage
le plus important pour nous au niveau planétaire, puisque
les plantes chlorophylliennes utilisent ce mode de stockage.
Donc le rayonnement solaire arrive sur la planète et les
plantes chlorophylliennes utilisent ce rayonnement, plus
le CO2 gaz à effet de serre, de l'eau, des nutriments etc.
pour transformer et stocker quelque part
ce rayonnement solaire en biomasse.
Tous les organismes vivants non chlorophylliens sur la
planète bénéficient de cette masse de matière produite
par les plantes chlorophylliennes pour vivre.
Donc finalement, toute la vie sur Terre repose sur le stockage
chimique qui est développé par les plantes chlorophylliennes.
Alors, aujourd'hui, dans le cadre des énergies
renouvelables, on exploite ce même type de mode de
stockage par la photosynthèse, donc on travaille avec des
réacteurs photocatalytiques avec des micros algues par
exemple qui nous permettent de capter l'énergie solaire.
On va envoyer dans ces réacteurs
des gaz comme du CO2 gaz à effet de serre pour qu'ils
soient convertis en biomasse, et la biomasse produite
permet par exemple de faire des bio fiouls.
Donc là, on a effectivement réussi à transformer un
polluant majeur, gaz à effet de serre, en utilisant de l'énergie
solaire pour produire du bio fioul.
Bien sûr on n'est pas dans le cadre de réactions
chimiques réversibles mais par contre on a stocké de l'énergie
qui n'était pas forcément facile à utiliser, le
rayonnement solaire, en un vecteur énergétique dont on a
besoin et qui est facile à stocker puisqu'il suffit de
mettre le bio fioul dans des barils.
Alors, l’autre mode effectivement de stockage chimique
est basé sur des réactions réversibles.
C'est le cas par exemple de ce qu'on développe au
laboratoire PROMES depuis maintenant une quarantaine d'années
et qui consiste à faire réagir de l'ammoniac sur des sels réactifs.
Et dans ce cas-là, la réaction dans un sens est
endothermique, donc va permettre de produire du froid et
dans l'autre sens elle va être exothermique, elle va
produire du chaud et donc selon le mode utilisé de
synthèse ou de recombinaison, on va pouvoir stocker et
déstocker de la chaleur ou du froid d'ailleurs.
Alors, c'est un système qui est très intéressant, pourquoi?
Parce que déjà le stockage thermochimiques est le mode de
stockage qui va permettre de stocker la plus grosse
quantité d'énergie dans un volume le plus faible possible
avec le moins de matière possible, donc une densité
énergétique très importante.
Autre avantage, on peut piloter très précisément la
température de travail en travaillant sur le choix du
sel, le choix des réactifs et puis le niveau de pression
dans le système par exemple.
Autre avantage, on va pouvoir complètement convertir l'énergie
donc initiale en source d'énergie.
Un exemple très simple, l'énergie solaire, c'est une
énergie une fois convertie, une fois qu'on a converti le
rayonnement en chaleur, si on utilise des capteurs
solaires type eau chaude sanitaire à bas niveau de
température, 60°C – 50°C – 70°C à bas niveau de puissance.
Grâce au système thermochimique, on va pouvoir convertir
cette chaleur à bas niveau en froid, pourquoi pas -30°C
ou à haute température, pourquoi pas 300°C et à des
niveaux de puissance beaucoup plus importants.
Donc on va revaloriser l'énergie et là le mode de
stockage ne consiste pas seulement à stocker de l'énergie
mais aussi à la revaloriser en niveau de potentiel
énergétique et en niveau de puissance.
Donc beaucoup d’avantages sur ce genre de système.
Aujourd'hui, la société Coldway par exemple, qui est une
société incubée à partir du laboratoire PROMES et de l'Université
de Perpignan sur Rivesaltes développe, industriellement
maintenant, ce genre de système thermochimique pour
par exemple, transporter des poches de sang ou des
matériaux sensibles dans des caissons autonomes qui
fonctionnent sur le mode de sa réaction thermochimique et
que l'on peut régénérer par voie solaire par ailleurs.
La même entreprise a développé un système thermochimique
qui permet à l'aide d'un simple capteur d'eau chaude
sanitaire - d’à-peu-près 2m2 – et d'un système
thermochimique, de produire 10 kilos de glace par jour
donc sans autre apport énergétique.
Donc en plein désert, en utilisant l'énergie solaire,
même pas de concentration solaire, un capteur plan à peu
près standard peut produire de la glace.
Donc on voit qu’effectivement le thermochimique permet
vraiment des choses qu'aucun autre mode de stockage ne permet de faire.
Alors on peut se demander pourquoi effectivement ce n'est
pas plus développé que ça ?
Tout simplement parce que c'est quand même beaucoup plus
complexe, et donc beaucoup plus coûteux.
Alors, il y aussi des applications à plus haute
température, se développent des recherches notamment à
très haute température comme par exemple certaines
recherches au Fort Solaire d’Odeillo qui consistent donc
à convertir le rayonnement solaire concentré à 800 - 900°C
via des réactions de type de carbo réduction d'oxydes métalliques.
Donc on prend par exemple du ZnO en présence de carbone,
on place ça à 900°C sous flux solaire concentré et on va
produire du zinc (Zn).
L’avantage que ce zinc, on peut le mettre dans une boîte,
schématiquement, le transporter où on veut, le garder le
temps qu'on veut et donc c'est du stockage qui peut être
à très longue durée.
Le jour où on a besoin d'énergie, il suffit de placer de
l'eau en contact avec ce zinc, l’oxygène de l'eau va se
recombiner avec le zinc pour redonner ZnO.
On a régénéré notre système, et qu'est-ce qui reste?
De l'hydrogène.
On a produit H2 qui est un vecteur énergétique propre, on
peut faire tourner des véhicules avec etc.
Donc là, on est sur un mode de stockage thermochimique
haute température où on va utiliser un flux solaire
concentré pour finalement produire de l'hydrogène mais on
n’est pas obligés de l'utiliser tout de suite, on peut
garder la phase intermédiaire, le zinc, pour utiliser
finalement le potentiel énergétique au moment opportun.
Donc on sent effectivement bien aujourd'hui que le
potentiel est très important sur le mode de stockage, il
est pour l'instant très peu développé sur le plan
industriel mais par rapport aux problématiques de
transition énergétique et aux enjeux de conversion aussi
et de revalorisation des énergies renouvelables, il y a
certainement beaucoup de choses à faire.