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Des matériaux innovants pour stocker l'énergie

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Par publié le à 09h06

Des matériaux innovants pour stocker l'énergie

Sébastien Fantini, responsable de la R&D chez Solvionic, devant le réacteur de production de liquide ionique de Solvionic.

Une journée technologique « Matériaux pour le stockage de l'énergie » a réuni à Toulouse plus d'une centaine d'acteurs économiques - principalement des laboratoires de recherche et des PME - avec l'ambition de faire émerger de nouveaux projets collaboratifs. Démonstration par l'exemple.

Si le stockage de l’énergie est une problématique clé pour favoriser le développement des énergies renouvelables, améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments résidentiels et des sites industriels, ou encore apporter de la flexibilité aux systèmes énergétiques, la journée organisée à Toulouse par l'agence régionale de développement Madeeli, en partenariat avec le pôle de compétitivité Derbi, était spécifiquement axée sur l'apport des matériaux dans le développement de nouvelles solutions de stockage de l’énergie. L'occasion de mettre en lumière l'implication de laboratoires de recherche de la région dans ces problématiques mais aussi de mettre quelques coups de projecteurs sur des PME régionales particulièrement innovantes.

Des laboratoires à Toulouse, Albi, Montpellier et Perpignan

Du côté des laboratoires, les équipes de Promes (CNRS) à Perpignan et sur le site d’Odeillo et du grand four solaire travaillent sur le stockage d’énergie thermique de haute température (jusqu’à 1000° C). Le stockage est fait à partir de céramiques réfractaires et de matériaux de type SiC (carbure de silicium) obtenus par transformation de déchets inorganiques industriels (notamment cendres volantes de centrales à charbon ou brai de goudron). Notons également le travail du laboratoire Rapsodee (unité mixte du CNRS et de l'Ecole des Mines d'Albi) sur des matériaux issus de co-produits industriels. « L'ambition est de développer des solutions alternatives, fluides ou solides, aux cuves de nitrates ou de mélanges nitrates-nitrites actuellement utilisées actuellement par 95% des centrales solaires », souligne Jean-Jacques Bézian, du laboratoire Rapsodee. Des travaux, adossés à la plateforme Valthera (Valorisation thermique des résidus de transformation des agro-ressources) dont s'est dotée depuis peu l'Ecole des Mines d'Albi, portent notamment sur la caractérisation de matériaux candidats pour du stockage à moyenne température (jusqu'à 600°C) en lit granulaire, qui pourraient être couplés à des unités de séchage de fruits.

Stockage thermique, stockage électrochimique, électromécanique, mais aussi pile à combustible ... l'Institut Carnot Chimie Balard Cirimat, né en 2016 du rapprochement de l’Institut Carnot Chimie Balard de Montpellier et de l’Institut Carnot Cirimat de Toulouse, est quant à lui sur tous les fronts, avec un message clair en direction des PME : « Notre ambition est de favoriser le développement de partenariats de recherche-développement avec des industriels, de l'analyse des besoins de recherche jusqu'au développement de solutions intégrées », a ainsi lancé Frédéric Favier, chercheur au CNRS et co-animateur de l'Institut Carnot Chimie Balard Cirimat.

Les PME à l'honneur !

Des PME régionales ont également saisi l'opportunité de cette journée pour présenter leurs produits et innovations technologiques. Eco-Tech Ceram, basée à Rivesaltes (Pyrénées-Orientales) a ainsi présenté sa solution de stockage d'énergie « plug and play », baptisée EcoStock, à l'intention des sites industriels. Il s'agit d'une pile rechargeable en chaleur, placée dans un container standardisé, qui permet de récupérer la chaleur d'un process industriel, de la stocker et de la restituer, sous forme de chaleur, mais aussi d'électricité ou de froid (en fonction du besoin), soit sur le même site, soit sur un site voisin. Le prototype est prêt et un premier site pilote devrait être équipé dans les prochaines semaines. Marion Technologies, à Verniolle, en Ariège, est spécialisée dans la caractérisation, le développement « sur mesure » et la production de poudres céramiques et de matériaux nano-structurés à usage industriel. Cette PME de 15 salariés, créée en 2001, fournit des poudres pour les piles à combustibles nouvelles générations.

Bulane, à Fabrègues (Hérault) a développé de nouvelles électrodes composites pour des électrolyseurs alcalins. A la clef, des équipements innovants qui permettent de générer une flamme haute température sans bouteilles de gaz pour des applications industrielles telles que le soudage ou encore le brasage. Plus précisément, le combustible est produit en direct et au fur et à mesure des besoins à partir de l’oxygène et de l’hydrogène naturellement présents dans l’eau. Un équipement plus compact est en cours de développement pour répondre aux besoins des artisans plombiers et chauffagistes.

Autre exemple : la société toulousaine Solvionic. Celle-ci développe une chimie de spécialité dans le domaine des liquides ioniques, pour des applications dans les domaines de la catalyse, de la préparation de surface et du stockage d'énergie. « Des produits de haute pureté qui s'adressent notamment aux marchés des batteries et des supercondensateurs de nouvelle génération », souligne Sébastien Santini, responsable de la R&D chez Solvionic. Après avoir accompagné ses clients dans leur phase de développement et de pré-séries, Solvionic se prépare maintenant à les accompagner sur des phases plus industrielles.

Signalons aussi la participation active de la Snam à cette journée. Spécialisée dans le recyclage d’accumulateurs de batteries, cette filiale du groupe belge Floridienne est engagée dans un programme d'investissements pluriannuel (2015-2018) pour accompagner l'industrialisation sur ces deux site de Viviez, dans l'Aveyron et de Saint-Quentin-Fallavier (Isère) de nouveaux procédés dédiés au recyclage des nouvelles générations de batteries pour véhicules hybrides et véhicules électriques. La société a notamment mis au point, en partenariat avec le CEA Tech Toulouse, de nouveaux procédés de séparation et purification des métaux, qui lui permettent d’isoler les terres rares dans le cadre du recyclage des batteries lithium ion.

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