Du soleil pour produire du carburant d'aviation
Publié par Isabelle le 28/04/2014 à 12:00
Source: Europa

Illustration: Solar-Jet
Un projet de recherche financé par l'UE baptisé SOLAR-JET a permis de produire, à partir d'eau et de dioxyde de carbone (CO2), le premier carburéacteur "solaire" au monde. Les chercheurs sont parvenus pour la première fois à réaliser la totalité de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de production du kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de formule chimique allant de C10H22 à C14H30. Issu du raffinage du...) renouvelable, en utilisant de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...) concentrée comme source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) à haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...). Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) en est encore au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) expérimental, l'équivalent d'un verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre...) de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) ayant pu être produit en laboratoire par simulation du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques...). Ces résultats laissent cependant espérer que l'on pourra un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) produire n'importe quel hydrocarbure liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) à partir de CO2, d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et de soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...).

Máire Geoghegan-Quinn, commissaire européenne à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...), à l'innovation et à la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...), a déclaré: "Grâce à cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :), nous pourrons peut-être un jour produire en abondance un carburant plus propre pour les avions, les voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en conséquence....) et les autres moyens de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de...). La sécurité énergétique pourrait s'en trouver grandement améliorée et l'un des principaux gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas...) responsables du réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de l'atmosphère,...) pourrait ainsi être transformé en une ressource utile."

Le réacteur solaire transforme le CO2 et l'eau en "Syngas"


Solar-Jet. Illustration: Europa

Le procédé

Dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), on a utilisé de la lumière concentrée (simulant le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) solaire) pour transformer du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule...) et de l'eau en gaz de synthèse (syngas) dans un réacteur solaire à haute température (voir illustration ci-dessus) contenant des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) à base d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) de métaux mis au point (Graphie) à l'école polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zürich). Le syngas (mélange d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et de monoxyde de carbone) a ensuite été transformé en kérosène par Shell selon le procédé "Fischer-Tropsch".

Si la production de syngas au moyen du rayonnement solaire concentré en est encore à un stade peu avancé de développement, la filière (Une filière est une suite de formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver à un certain résultat: la filière administrative.) de transformation du syngas en kérosène est déjà en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de...) d'être déployée à l'échelle mondiale par des entreprises, dont Shell. La combinaison (Une combinaison peut être :) de ces deux filières pourrait permettre un approvisionnement sûr, durable et évolutif en carburant d'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un aéronef dans un but particulier. Ces diverses activités peuvent être...) ainsi qu'en diesel et en essence, voire en matières plastiques. Les carburants obtenus par le procédé Fischer-Tropsch sont déjà certifiés et peuvent être utilisés par les véhicules et avions actuels sans qu'il soit nécessaire de modifier le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la...) de ces derniers ou leur infrastructure de ravitaillement.

Contexte

Le projet quadriennal SOLAR-JET lancé en juin 2011 est financé à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 2,2 millions d'euros par l'UE au titre du septième programme-cadre de recherche et de développement technologique. Il rassemble des organismes de recherche du monde (Le mot monde peut désigner :) universitaire et de l'industrie (ETH Zürich, Bauhaus Luftfahrt, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Shell Global Solutions et le partenaire de gestion ARTTIC).

Au cours de la prochaine phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) du projet, les partenaires entendent optimiser le réacteur solaire et déterminer si cette technologie peut fonctionner à une plus grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le terme...) et à un coût concurrentiel.

La recherche de nouvelles sources durables d'énergie demeure une priorité dans le cadre du programme Horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature,...) 2020, programme septennal de recherche et d'innovation de l'Union lancé le 1er janvier 2014. Dans l'appel à propositions pour une énergie "bas carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.)" compétitive, publié le 11 décembre dernier, la Commission a proposé d'investir 732 millions d'euros sur deux ans dans ce domaine. L'appel comprend une rubrique sur le développement de la prochaine génération de technologies pour les biocarburants et les carburants de remplacement durables.

Pour plus d'information voir (en anglais): http://www.solar-jet.aero
Voir aussi la vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un...): http://www.youtube.com/watch?v=eFDQ3JUtIT8&feature=player_embedded
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