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Carburants : la révolution du solaire est en marche

Xavier Boivinet
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Carburants : la révolution du solaire est en marche

Près de Madrid, le démonstrateur de l’Institut Imdea Energy, équipé d’un réacteur de 50 kW, produit du carburant à partir d’eau, de CO2 et d’une lumière solaire concentrée.

© Abel Valdenebro / Arttic

Synhelion exploite les résultats du projet européen Sun-to-liquid pour commercialiser des carburants produits à partir d’air et de rayonnement solaire. Une solution qui ne demande qu’à passer à l’échelle industrielle.

Et s’il était possible de produire des carburants sans avoir recours à de la biomasse ? Et sans électricité ? Juste avec la lumière du soleil, du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau captés dans l’air ? Synhelion y croit. Cette start-up issue de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETHZ) a été fondée en 2016 pour commercialiser la technologie développée dans le cadre du projet européen Sun-to-liquid, successeur du projet Solar Jet. « La faisabilité a été démontrée et nous sommes en train de passer à l’échelle industrielle », précise Carmen Murer, la responsable de la communication chez Synhelion.

L’approche semble révolutionnaire. Et pourtant, elle est prise au sérieux. « Je trouve cela magnifique et je le suis de très près », admet Nicolas Jeuland, expert en carburants du futur chez Safran, qui a eu l’occasion de visiter les installations expérimentales du projet en Suisse et en Espagne. Synhelion travaille déjà avec l’italien Eni pour développer son réacteur. Des compagnies aériennes et des aéroports sont également intéressés. Au printemps dernier, celui de Zurich a fait part de son souhait d’acheter les carburants solaires qui seront produits par le futur site pilote de Synhelion pour alimenter ses véhicules au sol pendant dix ans. Lufthansa et deux de ses filiales (Edelweiss Air et Swiss) ont aussi déclaré vouloir collaborer avec l’entreprise suisse.

Une réaction à 1 500 °C

La technologie repose sur un cycle thermochimique en deux étapes. Lors d’une première phase de chauffage, des miroirs mobiles concentrent la lumière du soleil au niveau d’un récepteur qui accumule de la chaleur pour faire monter la température à 1 500 °C dans un réacteur. De quoi réduire l’oxyde métallique – ici de l’oxyde de cérium – qui recouvre ses parois internes. Ce matériau perd ainsi une partie de son oxygène, qui est alors extrait. Lors d’une deuxième phase, l’oxyde de cérium réduit est mis au contact d’un mélange gazeux contenant du COet de la vapeur d’eau : le matériau réduit leur arrache un atome d’oxygène pour retrouver son état initial, créant un mélange de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrogène (H2). Ce gaz de synthèse n’a ensuite plus qu’à être utilisé dans la réaction bien connue de Fischer-Tropsch pour produire différents carburants synthétiques comme du diesel ou du kérosène.

Un des points forts de cette technologie par rapport aux biocarburants est qu’elle ne nécessite pas de terres arables. « Nous pouvons l’installer dans des déserts, là où les radiations solaires sont importantes », insiste Carmen Murer. Mais aussi, là où les surfaces disponibles sont importantes. Car il en faut, notamment pour les miroirs de concentration solaire : produire 300 millions de tonnes de kérosène d’origine solaire par an – l’équivalent de la consommation annuelle mondiale de l’aviation – nécessiterait environ 50 000 km2, indique l’entreprise, soit un peu plus que le territoire suisse. Les déserts étant des endroits arides, les besoins en eau doivent aussi être faibles. Les besoins directs sur site sont de 7,4 litres d’eau pour produire 1 litre de carburant synthétique, précise Andreas Sizmann, le responsable des activités liées aux futures technologies et à l’aviation propre à l’institut Bauhaus Luftfahrt, qui a coordonné le projet Sun-to-liquid. Les besoins indirects, pour extraire le minerai d’oxyde de cérium, construire l’infrastructure de concentration solaire et nettoyer les miroirs, s’élèvent, quant à eux, à 42,4 litres d’eau par litre de carburant. « Ils pourraient[…]

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