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Tout watt gagné vaut de l'or

MURIEL DE VERICOURT, ALEXANDRA CHAVAROT ET MATHIEU BRISOU mdevericourt@industrie-technologies.com

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Après avoir touché l'informatique, le verdissement de l'électronique a des retombées positives dans une foule de secteurs, dont l'électroménager. Pour réduire la consommation énergétique des composants, les industriels multiplient les tentatives et explorent toutes les pistes.

Négawatt : le vocable, popularisé par des associations prônant la sobriété énergétique, évoque plutôt le secteur du bâtiment ou les réseaux urbains que les appareils électroniques au sens large. Pourtant, la logique d'économie d'énergie, voire d'autosuffisance auquel il fait allusion irrigue aujourd'hui largement l'industrie des composants.

Une véritable rupture conceptuelle. Pendant près d'un demi-siècle, en effet, la recherche d'excellence en électronique a été synonyme d'un seul et unique mot : miniaturisation. Mais la loi de Moore, du nom du cofondateur d'Intel qui avait tablé dès 1965 sur l'augmentation continue de la quantité de transistors sur une puce, avant d'aller, en 1975, jusqu'à prédire un doublement tous les deux ans a déjà presque atteint ses limites physiques. Corollaire : l'industrie cherche à progresser en misant sur d'autres atouts. Si les smartphones, qui mettent les fonctionnalités d'un PC et celles d'un téléphone dans notre poche, sont le spectaculaire symbole des progrès de la miniaturisation, leurs chargeurs matérialisent quant à eux l'explosion de la consommation énergétique dont l'innovation électronique s'est accompagnée.

Le secteur s'intéresse donc aujourd'hui de près à une préoccupation majeure de ses clients : leur volonté d'améliorer l'efficacité énergétique de leurs produits, à la fois pour limiter les coûts induits par leur gourmandise et pour répondre à une demande sociétale. Diffusantes, les technologies mises au point par les industriels de l'électronique pour répondre à cet impératif touchent directement la consommation dans tous les secteurs d'activité. Si, à l'origine, cette vague verte a surtout concerné le matériel informatique, via la généralisation de ce qui a été baptisé le « green IT », ou informatique verte, ce sont aujourd'hui tous les produits, de plus en plus nombreux, dotés d'intelligence, qui sont visés.

L'Europe pousse les entreprises a écoconcevoir leurs produits

D'autant plus que la réglementation accompagne et stimule cette évolution. Dès 2005, les institutions européennes ont publié une directive-cadre portant sur l'écoconception, pour pousser l'industrie à produire des appareils plus sobres. Elle concernait non seulement l'électronique grand public et l'équipement de bureau, mais aussi le secteur de l'électroménager et certaines pièces détachées. Et le nombre d'industries visées par ce texte est allé en s'élargissant. Le mode veille de tous les appareils, les boîtiers multimédias, l'éclairage, les alimentations externes, les réfrigérateurs, les téléviseurs, les ventilateurs et les machines à laver ont été intégrés au fil des années, jusqu'aux climatiseurs en mars 2012. En janvier 2012, les cafetières électriques, les consoles de jeux ainsi que des équipements industriels ou collectifs variés, comme les machines-outils ou les ascenseurs ont été désignés comme étant également concernés par l'écoconception.

Le développement durable : un formidable moteur d'innovation

La demande de ces secteurs, et des applications émergentes comme le transport électrique, la télémédecine ou encore les réseaux électriques intelligents pour des composants plus compatibles avec les exigences du développement durable s'impose comme un formidable moteur d'innovation. Une tendance qui accompagne, stimule et se nourrit des autres mouvements de fond à l'oeuvre dans l'électronique, comme l'intégration - elle-même propice aux économies d'énergie - et la multiplication des fonctionnalités.

Dans le monde des smartphones en particulier, Jean-Marc Chery, vice président exécutif chez STMicroelectronics, souligne « les possibilités quasiment infinies : applications, transmission de données, capteurs (pression, température, altitude), limitées uniquement par l'autonomie de la batterie et la quantité de chaleur qui peut être dissipée. »

En effet, renchérit Jean-René Lèquepeys, chef du département Composants silicium au CEA, « réduire la consommation électrique des composants permet de compenser la diminution d'autonomie due à la grande puissance de calcul nécessaire au fonctionnement des applications. Sans oublier les enjeux liés à l'environnement, notamment pour les technologies de l'information et de la communication ».

Plusieurs pistes s'ouvrent pour relever le défi. Repenser l'architecture des composants et des circuits, opter pour des matériaux innovants voire concevoir des systèmes capables de récupérer l'énergie ambiante ou d'en produire sont autant de sillons creusés par les industriels de l'électronique. Avec un objectif : inventer des produits qui consomment zéro watt... ou presque

MATCH NUL

en 10 ans, l'explosion de la dépense électrique des téléviseurs et des ordinateurs a annulé les économies liées à l'éclairage et à l'électroménager. Source Ademe

ÉLECTROMÉNAGER : LA TENDANCE EST À LA SOBRIÉTÉ

Consommations énergétiques annuelles par type d'appareils électroménagers en petajoules (1015), aux États-Unis.

COMMENT L'ÉLECTRONIQUE MET LES VOITURES AU RÉGIME

Vis-à-vis des performances énergétiques des véhicules, l'électronique fait figure de Janus. Son explosion nourrit l'embonpoint des berlines, donc leur gourmandise, mais certains composants tirent la consommation à la baisse.

Des écrans moins gourmands

Les écrans affichent de belles performances en termes d'efficacité énergétique. Si le remplacement des tubes cathodiques par les technologies à écran plat à cristaux liquides et à plasma s'est traduit par une multiplication par deux des consommations électriques en dix ans, les progrès de l'électronique ont toutefois limité ce phénomène. Entre 2003 et 2010, la gourmandise des écrans plats a été réduite d'environ 85 % en fonctionnement. En veille, un gain de 63 % a été obtenu pour les LCD, tandis que les économies des écrans à plasma ont progressé de 41 %. De plus, la prochaine génération d'écrans Oled annonce de meilleures performances sur le plan énergétique que les anciens écrans LCD. Côté éclairage, les recherches se poursuivent pour augmenter la luminosité des LED. Un rendement d'environ 250 lumens par watt a été atteint par les sociétés Cree et Nichia, avec des LEd de 2 watts. Produire plus de lumière qu'avec une ampoule à incandescence de 40 watts est désormais possible (une telle ampoule produit 400 lumens). La recherche en matière d'efficacité des LED anime de nombreuses équipes : orientation et type de matériaux ou structures spatiales font partie des axes de recherche pour des LED toujours plus efficaces donc pour des dispositifs d'éclairage et d'affichage à consommation réduite pour une luminosité identique.

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