Convertir la chaleur en électricité de manière écologique
© 2013 Alain Herzog
Il sera bientôt possible de produire de l’électricité à partir de chaleur supérieure à 30 degrés, émise par un incinérateur de déchets, une raffinerie ou un data center,. La start-up OsmoBlue, vient d’en valider la faisabilité.
Une forte proportion de l’énergie consommée, entre 20 et 50% selon certaines études, est dispersée sous forme de chaleur. S’il est déjà possible de recycler la chaleur dépassant les 150 degrés, pour produire de l'électricité ou pour le chauffage de logements, le reste est rejeté dans l’environnement. A l’heure où les entreprises sont forcées de se préoccuper de leur impact écologique, cette lacune devait être comblée. La start-up OsmoBlue, basée dans le Laboratoire de microsystème de l’EPFL, développe un procédé basé sur le principe de l’osmose pour transformer de la chaleur de plus de 30 degrés en électricité.
L’osmose est un phénomène qui se produit naturellement lorsque la concentration entre deux solutions séparées par une membrane est différente, par exemple de l’eau salée et de l’eau douce. Un flux s’écoule de la solution la moins concentrée vers la plus concentrée, ce qui tend à rééquilibrer les concentrations de chaque côté de la membrane. L’énergie mécanique de ce flux peut-être convertie en énergie électrique grâce à une turbine et un alternateur. La chaleur est utilisée pour séparer à nouveau le fluide en deux solutions séparées, l’une étant plus concentrée que l’autre. Il s’agit donc d’un circuit fermé (voire infographie) ne consommant pas d'eau. Ce concept a attiré d’importants investisseurs, mais peinait à se concrétiser en raison de trop faibles rendements.
La technologie d'OsmoBlue présente l’avantage de pouvoir être mise en œuvre avec n’importe quelle source de chaleur: air, eau, gaz etc. C’est lors d’un postdoctorat à l’Université Harvard, aux Etats-Unis, qu’Elodie Dahan a eu l’idée de revisiter cette méthode. Les composants ont été revus à la lumière des dernières avancées en science des matériaux et microtechnologies.
La jeune entrepreneuse vient de finaliser, avec son équipe de sept personnes, un démonstrateur de laboratoire ainsi qu’un modèle numérique permettant d’évaluer la performance du produit. «Par exemple, il nous a permis d'estimer qu’à partir de 10 Mégawatt de chaleur on pourrait produire entre 100 et 600 kW d'électricité, soit la consommation d’une centaine de logements».
Le rendement de la machine est à la fois dépendant des conditions de température et de la nature des sources chaudes et froides (air, eau, gaz ou vapeur). Connecté d’un côté à la source de chaleur et de l’autre au réseau électrique, ce système modulable pourra à terme être installé dans des structures existantes, à proximité du système de refroidissement des entreprises. Un premier prototype est actuellement en cours de fabrication à l'EPFL. Une unité pilote à plus grande échelle pourrait ensuite être installée dans une entreprise d’incinération de déchets de la région, en 2014.