La batterie (suite)

"Tout n'est pas vert, mais l'espoir renait !"

Ça y est, c'est parti, le courant 1 300 Ampéres passe dans le câble spécial. J'ai installé tout ça avec l'aide de Thomas, un brillant jeune ingénieur de Supélec. Sur ses conseils, j'ai acheté un supercondensateurs que je charge en heures creuses sur le réseau électrique. Par une décharge rapide, j'alimente ma voiture et je peux distribuer le surplus vers mes voisins, s'ils ont besoin de puissance électrique.

On a mis en place localement un réseau d'électricité collectif de type "smart-grid", qui va être aussi alimenté par des panneaux solaires sur les toits bien orientés. en plus, nous avons tous sur nos smartphones l'application "sûre-charge", pour connaître la puissance disponible, étaler nos charges de batterie, et, surtout, éviter une panne de secteur de plusieurs heures, comme on en a connu pendant l'hiver 2018, suite à l'arrêt technique de plusieurs centrales nucléaires en pleine vague de froid !

Il est clair que la demande en électricité augmente avec ces engins connectés : tablettes, ordis, téléphones... Quant aux voitures, ici, dans ce secteur un peu bobo, c'est de la folie, tout le monde veut son véhicule électrique, en particulier les petites dames blondes qui, jusqu'en 2016, roulaient seules dans leurs énormes 4x4 allemands ou coréens bien polluants ! Pourquoi ces engins aussi gros et hauts ? Sûrement pour que leurs inévitables chien-chien puissent voir la route !

Ces nouveaux modes de déplacements, sont très tendance, ils polluent moins, mais l'électricité indispensable, on la fournit comment ? Dans cette production, va-t-on respecter l'environnement ? Hydraulique, éolien et panneaux solaires, c'est bon, encore que l'empreinte carbonée d'un panneau en silicium, ça n'est pas rien !

A présent, revenons à décembre 2016, avec cette pollution qui nous préoccupe. On ne veut plus de ces combustibles fossiles : gaz, pétrole, charbon et encore moins du gaz de schiste. Tout ça pollue dès l'extraction et produit en brûlant le gaz carbonique responsable de l'effet de serre, donc du réchauffement climatique et en plus, conduit à l'émission de particules fines qui encrassent nos poumons. on a très bien compris, on nous l'a assez seriné pendant toute l'année 2015, jusqu'à la COP 21 (il n'y a que Donald qui a oublié, ou qui fait semblant, on verra la suite). Au passage, notez bien que les "biocarburants" et autres dérivés de la bio-masse : éthanol, diesel "vert" issu du colza, algues vertes, quand ça brûle, c'est pas bon du tout ! Ça produit aussi du gaz carbonique, CO2 idem ! Il n'y a pas de CO2 vert, qui, lui, serait bon pour l'environnement. Les soi-disants "carburants verts", huile de friture recyclée incluse, participent à une franche arnaque, d'autant que c'est souvent juste un moyen d'obtenir des subventions publiques. Il faut dire que ça ne remonte pas à hier : dans les années 1940, face à la pénurie d'essence, on utilisait le "carburant national" obtenu à partir d'eau et de charbon de bois. Si vous le souhaitez vraiment, on peut y revenir, j'ai les plans de ces gazogènes !

On ne veut plus de ces émissions de CO2, bon d'accord alors, que reste-t-il : nos centrales nucléaires un peu vétustes qui commencent à claquer partout, en particulier dans les générateurs de vapeur dont l'acier vieillit mal. Rien que du vieux ! On aurait pû avoir Flamanville, mais cet EPR tout neuf a aussi des problèmes avec l'acier de ses cuves, alors on repousse sans arrêt sa mise en service. Dans cette affaire, le pouvoir politique est très hésitant : faut-il maintenir le nucléaire à 75% dans notre production d'électricité, ou baisser à 50% ? Fermer ici, garder ouvert là, c'est selon. Par contre, pour les Verts et les "Sortons du nucléaire", c'est clair et net : les centrales à fission, terminé, zéro ! "Comme les Allemands, il faut sortir du nucléaire", a déclaré en ce 11 décembre Monsieur Jadot, désigné candidat écologiste à la Présidentielle 2017. Mais bien sûr ! L'Allemagne a arrêté ses réacteurs nucléaires et, depuis, brûle dans ses centrales thermiques un ignoble ersatz de charbon, la lignite qui envoie dans l'atmosphère des quantités monstrueuses de CO2 et aussi d'anhydride sulfureux, gaz à effet de serre violent et responsable des "pluies acides" fatales pour les arbres et les forêts. Même dans les années 1980, l'Allemagne de l'Est n'osait plus utiliser cette cochonnerie, mais voilà, en 2013, pour des raisons politiques, les dirigeants ont cédé aux Verts-grünen. Bravo, il est certain que le réchauffement va s'arrêter avec des bêtises pareilles ! Pour tout vous dire, j'en ai sérieusement marre qu'on me cite à longueur d'année l'Allemagne, comme modèle d'écologie, d'économie, de relations sociales, d'ouverture aux migrants, de stabilité politique... Ras-le-bol ! Petit garçon, déjà, on me donnait en modèle l'Union Soviétique paradis des travailleurs avec son gentil Papa Staline adulé par nos intellos de gauche, puis la Chine de Mao quand j'étais étudiant et qu'autour de moi on brandissait le petit livre rouge ! Après ça, les Japonais si organisés et industrieux, et encore le modèle américain, beau, grand, riche, pour finir maintenant que je gâtouille avec l'Allemagne comme parangon de toutes vertus... Assez ! Basta ! Parlez-moi de la FRANCE, Pays des Lumières ! Flotte bien haut petit drapeau ! Vive la bonne bouffe et le pinard, sans modération !

Bon, voilà, ma crise est passée ! Donc, chers Amis lecteurs, vous ne voulez plus de centrales nucléaires dangereuses (Tchernobyl, Fukushima) et sources de déchets radioactifs. Dont acte, mais il existe d'autres possibilités d'utiliser la fission nucléaires comme source d'énergie, nous en reparlerons.

Il nous faut trouver à présent des sources d'énergies propres pour faire fonctionner les moteurs électriques et nos indispensables objets connectés. Que me dites-vous ? Il y a l'hydrogène, puisqu'en brûlant, il ne donne que de l'eau ! C'est vrai, mais cet hydrogène, il sort d'où ? Il existe quelques sources terrestres naturelles qui seront très difficiles à capter. En quantités importantes, on l'obtient par décomposition (reformage) des hydrocarbures lourds ou du gaz naturels. Comme on veut plus de ce pétrole, alors l'autre source d'hydrogène est l'électrolyse de l'eau, là, ce n'est pas la matière qui manque mais il faut avoir déjà de l'électricité. On entre dans un système "oeuf-poule", fréquent lorsque l'on parle d'énergie.

Pour effectuer cette décomposition de l'eau en hydrogène et oxygène par le courant électrique, il faut des électrodes en métal précieux, platine de préférence. question rendement, il est clair que si on a obtenu de l'électricité "propre" via un système photovoltaïque, l'utiliser pour fabriquer de l'hydrogène le stocker, en particulier liquide à -250°C, le distribuer pour le brûler et refaire de l'eau, les coûts vont être élevés et les rendements moyens. Il faudrait un système plus simple : récemment, on a pû lire des infos sur une photo-décomposition de l'eau en présence de nanoparticules d'or... Toujours des métaux précieux, on dirait que l'eau est attirée par ces éléments rares autant que les jolies femmes !

Lorsqu'on a cet hydrogène, il faut le faire réagir avec de l'oxygène dans une "Pile à combustible", qui a été l'inaccessible "Graal" de la production d'énergie depuis 50 ans, mais enfin, ça y est, Toyota et Mercedes l'ont fait, ils ont mis ces piles dans des voitures qui circulent, en particulier à Paris : des taxis "cracheurs d'eau". Il n'y a qu'une seule station service pour l'hydrogène, mais c'est un début. Maintenant un peu de technique que vous pouvez ignorer et passer à la suite. Une pile à combustible combine de l'hydrogène gazeux et de l'oxygène à travers de la chaleur. L'hydrogène est ionisé au contact d'un catalyseur à l'anode. Ces électrons arrachés partent dans le circuit, comme pour la batterie, bravo, vous avez suivi ! Les ions hydrogènes positifs traversent l'électrolyte (membrane) en direction de la cathode pour y être combinés à des ions oxygène négatifs pour produire de l'eau et de la chaleur. Voilà, c'est tout, et vous vous dites : "Il leur a fallu 50 ans pour bidouiller un truc aussi simple, on se fout de nous ! Ou alors, c'est sûrement un coup du lobby du pétrole qui voulait empêcher la concurrence !" En fait, il y avait des soucis avec la membrane, mais surtout avec le catalyseur à l'anode et à la cathode qui est encore en platine. Et là, pas qu'un peu, c'était environ 25 grammes par pile de 100 kW-heure, la ruine ! Si on avait voulu fabriquer 100 millions de piles à combustible, les 2500 tonnes de platine nécessaire représentaient la production passée, présente et à venir de ce métal. Il aurait fallu racler complètement les sites miniers dont le désert du Kalahari (Afrique du Sud). ce platine est présent un traces dans ces cailloux, il aurait fallu 18 étapes d'isolement et de purification dans l'eau, donc détourner des fleuves et construire des centrales électriques. Difficile ! Même si on a fait des progrès en utilisant des nano particules de platine, la copie reste à revoir. Bon, que reste-t-il ? Et bien, l'hydraulique : nous avons mis des barrages et des turbines partout déjà en Europe. Nos chères éoliennes sont érigés dans tous les endroits ventés, mais là, en ce début de décembre 2016, elles sont à l'arrêt depuis 15 jours, car il n'y a pas de vent. Revenons au solaire avec production directes d'électricité et en option stockage dans des batteries. Ce plan tient la route, excepté pour ce lithium que l'on a fourré partout, dans tout ce qui est connecté. si dans l'Univers cet élément a été le troisième fabriqué après l'hydrogène et l'hélium lors du Big Bang, il a presque disparu depuis. En abondance relative, sur notre Terre, il n'arrive qu'à la 33ème place, à peu près comme le plomb cher à Gaston ! (Vous me dites Gaston Planté, bravo, 20/20, vous êtes un excellent élève).

Des chiffres : il y a sur Terre 14 millions de tonnes de lithium facilement exploitables sur un total de 40 millions. Sa production en 2015 a été de 32 500 tonnes obtenues à 40% en Australie, 36% au Chili, le reste en Argentine et en Chine. Les réserves les mieux connues sont les grands lacs salés des Andes comme Uyuni en Bolive, Atacama au Chili et Jujuy en Argentine. Le principe d'extraction est simple : on envoie de l'eau (mais dans ces désert ça pose problème), la saumure de chlorures de sodium, potassium et 2-3% de lithium et évaporée dans des marais salants. Pour finir, on précipite le carbonate de lithium insoluble dans l'eau, on réduit et voilà le lithium métal. Vu son importance colossale dans le monde, toutes les sociétés minières ont investi dans ces désert salés, et pout ne pas changer y salopent l'environnement et oppriment les autochtones. Bien sûr, les Etats propriétaires, Bolivie en tête, mettent la pression et veulent profiter de cette manne. En 10 ans, le prix de la tonne est passé de 400 à 6500 dollars. Ça ne vous rappelle pas le pétrole en 1973 avec l'OPEP ? Moi, si ! Et si "Gigafactory" est prête à consommer 5 000 tonnes en plus, ça va encore monter ! Si vous êtes aventurier, le principal producteur-utilisateur de lithium en Europe et Chemetall, coté à la Bourse de Francfort.

N.B. : ce conseil n'est pas plus garanti que l'arrivée aujourd'hui de la 7ème courses à Vincennes, sur laquelle j'ai misé un bon paquet !

CONCLUSION : il faudrait faire les même batteries mais en utilisant autre chose que du lithium. Mais avec quoi ? Le sodium, métal alcalin de la même famille semble être la réponse. sous forme de chlorure (le sel), les océans et les mers en sont pleins, sur Terre, il est 1 000 fois plus abondant que le lithium.

COCORICO ! Un article du journal du CNRS, notre Recherche, vient d'annoncer une révolution en marche : LA BATTERIE SODIUM-ION. Le réseau Université-Industrie RS2E a présenté un prototype de pile 18650 classique pour ordinateur portable (diamètre 18mm, hauteur 65mm). c'est Jean-Marie Tarascon, professeur au Collège de France qui nous le dit : "c'est la même technologie que le lithium-ion", mais là, c'est les ions sodium qui se baladent. Le prototype fournit 90 watts-heure par kg, comme une batterie lithium-fer-phosphate classique. Le nombre de cycles est supérieur à 2 000. comme ces batteries seront deux fois plus lourdes que celles au lithium elles ne seront pas développées pour les smartphones, mais pour les voitures électriques et les grandes batteries de stockage de l'énergie, genre "Power-wall" de Tesla.

A suivre donc, c'est très encourageant, mais rappelez-vous que nous n'avons pas encore revisité les énergies nucléaires alternatives. Là aussi, des surprises vous attendent !

A bientôt, bonnes fêtes !