Choses à Savoir TECH VERTE

Décarboner les usines, produire davantage d’électricité renouvelable et électrifier l’économie ne suffiraient pas, à eux seuls, à rapprocher l’Europe d’une trajectoire climatique à 1,5 degré. Il faudrait aussi modifier profondément certains usages quotidiens. C’est la conclusion des travaux de Stephanie Cap, chercheuse en écologie industrielle à l’université de Leyde, aux Pays-Bas. Son équipe a modélisé l’évolution de l’empreinte carbone des ménages en Allemagne, Espagne, Hongrie, Lettonie et Suède, en supposant parallèlement une forte décarbonation de l’industrie.

Les chercheurs ont testé 47 changements de consommation. Trois familles ressortent nettement : utiliser beaucoup moins les voitures thermiques, abandonner les chauffages fonctionnant aux énergies fossiles et réduire fortement la consommation de produits animaux. Mais leur résultat le plus frappant concerne l’échelle nécessaire. Dans les pays étudiés aux empreintes les plus élevées, les scénarios pour 2030 supposent qu’au moins 87 % de la population adopte simultanément un ensemble de changements. En Espagne et en Hongrie, la proportion nécessaire descend autour de 50 à 60 %.

Il ne s’agit pourtant pas d’une étude affirmant que chacun doit simplement faire davantage d’efforts. Stephanie Cap insiste au contraire sur les conditions matérielles. Demander à quelqu’un d’abandonner sa voiture fonctionne mal sans transports publics ; remplacer un chauffage fossile suppose des logements et des réseaux adaptés. Entreprises et pouvoirs publics déterminent donc largement quelles décisions deviennent réellement possibles. Les résultats doivent aussi être maniés avec prudence. La France n’est pas étudiée, les modèles utilisent une année de référence 2015 et des trajectoires de décarbonation élaborées plusieurs années auparavant. Il s’agit de scénarios exploratoires, pas d’une prédiction de ce que feront les Européens.

Et depuis, le contexte climatique s’est encore durci. En septembre, le Programme des Nations unies pour l’environnement a estimé qu’un dépassement temporaire de 1,5 degré était désormais pratiquement inévitable. L’objectif consiste donc de plus en plus à limiter ce dépassement puis à faire redescendre la température.

Source : GEO
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Des chercheurs américains ont transformé un simple support en papier en générateur électrique alimenté par l’humidité d’une pièce. La puissance reste minuscule, mais elle suffit déjà à faire fonctionner certains appareils électroniques. Le prototype vient de l’université de Binghamton, dans l’État de New York. Son principe repose sur des générateurs dits « moist-electric » : au lieu d’utiliser le Soleil ou le mouvement, ils exploitent la circulation de l’eau absorbée directement dans l’air.

Chaque petit module mesure environ deux centimètres de côté. Sur ses bords, de la glycérine attire la vapeur d’eau. Au centre, un polymère et une zone traitée à la cire organisent son déplacement puis son évaporation. Cette circulation maintient une différence de concentration en ions entre les zones humides et plus sèches, ce qui crée une tension électrique. Un module a produit environ 0,34 volt et une puissance de 2,2 microwatts par centimètre carré à 80 % d’humidité relative. Ce niveau reste beaucoup trop faible pour alimenter l’éclairage ou l’électroménager d’une maison.

L’intérêt apparaît lorsqu’on multiplie les cellules. Les chercheurs en ont assemblé 1 596 sur une même surface, avec les connexions électriques cachées derrière. À seulement 38 % d’humidité, cet ensemble a pu alimenter un clavier sans fil. Durant l’expérience, il a également fait passer l’humidité ambiante de 38 à 32 %, puisque l’eau de l’air constitue précisément son carburant. Ce deuxième effet intéresse particulièrement l’équipe. Dans un bâtiment, chauffage, ventilation et climatisation consomment déjà de l’énergie pour contrôler l’humidité. Un revêtement capable d’en absorber une partie tout en produisant quelques microwatts pourrait un jour alimenter directement des capteurs de température, d’humidité ou d’autres objets connectés installés dans les murs. Mais nous en sommes encore à la phase de laboratoire. La durabilité sur plusieurs années, le coût d’une fabrication à grande échelle et les performances dans des conditions réelles restent à démontrer.

Source : TechXplore
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Une batterie expérimentale au sodium vient de supporter un régime de charge correspondant théoriquement à quatre minutes, sans utiliser de lithium. Mais le résultat le plus important concerne peut-être moins la vitesse que la manière dont les chercheurs ont maîtrisé le sodium métallique. Cette technologie repose sur une anode en sodium pur. Sur le papier, le matériau est abondant et permet d’envisager des batteries moins dépendantes des chaînes d’approvisionnement du lithium. Le problème est que, pendant la recharge, le sodium se dépose facilement sous forme de petites aiguilles appelées dendrites. En traversant l’électrolyte, elles peuvent provoquer un court-circuit.

Des chercheurs de l’université du Sud-Est, en Chine, ont développé un électrolyte quasi solide, autrement dit un matériau gélifié situé entre le liquide classique et le solide. Sa chimie contrôle à la fois le déplacement des ions sodium et les couches qui se forment à la surface des deux électrodes. L’objectif est de rendre le dépôt du sodium beaucoup plus uniforme.

Les résultats publiés dans Nano-Micro Letters sont impressionnants, mais doivent être lus précisément. Des cellules symétriques destinées à tester l’anode ont fonctionné pendant 6 000 heures sans formation problématique de dendrites. Sur des cellules complètes, les chercheurs ont conservé 90 % de la capacité après 2 000 cycles à un régime de 3C, soit environ vingt minutes par cycle théorique. À 15C, un rythme correspondant à environ quatre minutes, la cellule délivre encore 80,1 milliampères-heures par gramme. L’équipe a également fabriqué des cellules souples de type « pouch », plus proches du format utilisé industriellement.

Cela ne signifie pourtant pas qu’une voiture électrique pourra bientôt se recharger en quatre minutes. Les performances ont été obtenues en laboratoire, avec des cellules expérimentales. Il faut encore démontrer qu’elles résistent aux variations de température, qu’elles peuvent être fabriquées massivement et qu’elles conservent leurs propriétés lorsque leur capacité augmente.

Source : Futura
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Un ciel couvert pourrait améliorer la production de certains parcs éoliens en mer, non pas en créant davantage de vent, mais en l’aidant à récupérer plus rapidement derrière les turbines. Lorsqu’une éolienne produit de l’électricité, elle prélève de l’énergie au vent. L’air qui ressort derrière elle est donc plus lent. À l’échelle d’un parc entier, ce sillage peut s’étendre sur plusieurs dizaines de kilomètres et réduire la production d’un deuxième parc situé sous le vent.

Des chercheurs de l’université de Twente, aux Pays-Bas, montrent maintenant que les nuages bas peuvent modifier ce phénomène. Leur mécanisme vient du sommet des nuages : celui-ci émet de la chaleur vers l’espace et se refroidit. L’air refroidi devient plus dense, descend et renforce le brassage vertical de l’atmosphère. De l’air plus rapide situé en altitude est alors ramené vers la hauteur des turbines.

Dans leurs simulations publiées dans PRX Energy, la vitesse moyenne du vent derrière le parc retrouve 90 % de sa valeur initiale après environ 17 kilomètres lorsque ce refroidissement radiatif des nuages est pris en compte. Sans lui, il faut plus de 32 kilomètres. Ce résultat devient particulièrement intéressant en mer du Nord, où les projets éoliens se multiplient et où le sillage d’un parc peut atteindre le suivant. Les développeurs calculent déjà ces pertes avant de construire, mais les modèles ne représentent pas toujours correctement l’effet des nuages. Or les couches nuageuses basses sont fréquentes au-dessus de cette région.

Il faut néanmoins rester prudent. Les chercheurs ont utilisé des simulations numériques d’une atmosphère simplifiée, avec une couche de stratocumulus. Ils n’ont pas démontré que tous les nuages améliorent systématiquement la production éolienne. Il faudra maintenant effectuer des mesures à la hauteur des turbines, sous différentes couvertures nuageuses, pour vérifier l’ampleur du phénomène en conditions réelles.

Source : TechXplore
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Google va envoyer quatre de ses puces d’intelligence artificielle dans l’espace le 1er octobre. Mais ce premier vol de Project Suncatcher ressemble beaucoup moins à un data center orbital qu’à un laboratoire destiné à découvrir pourquoi il est si difficile d’en construire un.

Le satellite expérimental, baptisé MVP, doit décoller à bord d’une Falcon 9 de SpaceX lors de la mission Transporter-18. Construit par Planet Labs, il a environ la taille d’un réfrigérateur et embarque quatre TPU, les accélérateurs que Google utilise également dans ses centres de données terrestres. L’ambition à long terme est beaucoup plus grande. Avec Suncatcher, Google étudie des constellations de satellites capables d’exécuter des calculs d’intelligence artificielle en orbite, alimentés par le Soleil et reliés entre eux par des communications laser. Selon l’entreprise, un satellite correctement placé peut recevoir jusqu’à huit fois plus d’énergie solaire qu’une installation comparable au sol.

Le prototype d’octobre reste pourtant minuscule à cette échelle. Ses panneaux fournissent environ un kilowatt et ses quatre TPU ne pourront faire tourner des modèles Gemini que pendant des séquences d’environ quinze minutes. La raison révèle l’un des principaux obstacles des data centers spatiaux : le refroidissement. Dans le vide, impossible d’évacuer la chaleur avec de l’air ou des tours de refroidissement. Elle doit être conduite jusqu’à des radiateurs puis rejetée sous forme de rayonnement. Après chaque période de calcul, le prototype devra donc laisser son système thermique récupérer. Google veut également mesurer l’effet des vibrations du lancement, des radiations et des variations extrêmes de température sur des puces proches de celles utilisées sur Terre.

Ce premier satellite ne testera donc pas encore un véritable centre de données spatial. Deux prototypes plus ambitieux restent prévus en 2027, notamment pour avancer vers des architectures capables de fonctionner en réseau.
Suncatcher illustre néanmoins jusqu’où pousse désormais la recherche de puissance pour l’IA. Sur Terre, l’industrie cherche davantage d’électricité et de terrains. Dans l’espace, elle trouverait beaucoup de Soleil, mais devrait reconstruire presque tout ce qui permet aujourd’hui à un data center de fonctionner.
Source : Stack Chronicle
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