Aux quatre coins du monde, des milliers de jeunes entrepreneurs, chercheurs et ingénieurs élaborent en permanence de nouvelles solutions durables ; nous avons sélectionné certaines des meilleures innovations du moment et dressé le portrait de celles et ceux qui leur ont donné vie :
Éolienne "deux-en-un" pour produire de l'électricité et de l'eau propre en Inde
Originaire de l'état d’Andhra Pradesh dans le sud de l’Inde, Madhu Vajrakarur a fait partie des quelque 88 millions de personnes privées d'eau potable dans le pays. Dans son village natal, on tirait l’eau des puits forés et, lors des périodes de sécheresse, sa famille devait acheter ou emprunter de l’eau à ses voisins. Ce sont ces conditions difficiles qui ont poussé cet étudiant en génie électrique de 23 ans à construire une éolienne deux-en-un, qui produit à la fois de l'électricité et de l'eau propre.
- Grâce à des tuyaux en plastique, des tiges de fer et d'autres éléments achetés en ligne, Madhu Vajrakarur a réussi à construire une éolienne de 4,5 mètres de haut qui lui fournit, ainsi qu’à ses voisins, 80 à 100 litres d'eau chaque jour.
- Son design est pensé pour recueillir l'humidité de l’air grâce à un système de ventilation placé à l'arrière des pales. Une fois que l'air froid entre dans la structure de l’éolienne, l'humidité est dirigée vers un compresseur à refroidissement qui la condense en eau.
- Après être passée dans des tuyaux en cuivre à travers une membrane à trois couches et des filtres à charbon et UV, l'eau potable est accessible grâce à un robinet placé sur la tour de l’éolienne.
- L’éolienne est connectée à un onduleur d’une capacité de 30 kilowatts qui alimente les ventilateurs, les points de lumière et autres prises de courant de la maison de Madhu Vajrakarur.
Inspection des conduites et recherche de fuites
Anouk van Pol, cofondatrice d’INGU, était encore étudiante en premier cycle de physique à l’Université d’Amsterdam, qu’elle lançait déjà les premiers essais de l’outil d’inspection de conduites créé par son entreprise, en collaboration avec Shell Oil. Le concept : un appareil à capteurs de la taille d'une balle de baseball capable de détecter les obstructions et les fuites dans les pipelines de pétrole, de gaz et d'eau.
- Ses « pipers » bardés de capteurs peuvent flotter librement à l'intérieur de conduites considérées jusqu’alors inaccessibles. En chemin, ils enregistrent jusqu'à 24 heures de données pour une analyse ultérieure.
- Outre les fuites et les congestions, cette « balle » détecte également les dangers potentiels et identifie les zones de manque de métal, en mesurant le flux magnétique du pipeline.
- En 2017, INGU a été sélectionnée pour le nouveau Catalyst Program de Chevron, qui soutient les startups du secteur pétrolier et gazier. INGU a pu construire un projet pilote pour Chevron et se déployer aux États-Unis et au Canada auprès de 75 clients.
Faire briller l’Afrique du Sud avec le solaire "off-grid"
En 2014, alors qu'ils travaillaient sur un projet de biogaz en Afrique du Sud, Kwanda Jakalase et Randolph Bruce Meth ont commencé à phosphorer sur la manière de remodeler le marché des énergies renouvelables en Afrique du Sud. Amis depuis les bancs de l’école et de l’église, ces deux innovateurs ont identifié un potentiel d'énergie solaire inexploité dans ce pays où le soleil brille en abondance et où le prix de l'électricité a grimpé en flèche au cours des 10 dernières années. C’est ainsi qu’est né ce qui est aujourd'hui Silicon Energy Technology.
- L’entreprise produit des systèmes photovoltaïques et de stockage d'énergie adaptés au fonctionnement off-grid en permettant d’atténuer les délestages – sempiternel problème en Afrique du Sud. Les systèmes sont conçus pour répondre aux besoins des utilisateurs finaux et peuvent être utilisés dans les maisons, les bureaux ou les entreprises.
- Leur produit phare : un générateur portable conçu pour alimenter téléphones, ordinateurs portables, lumières, micro-ondes et autres appareils. Sa caractéristique la plus remarquable réside dans le fait qu’il peut être chargé via plusieurs sources d'énergie, qu’il s’agisse de panneaux solaires, d’éoliennes ou d’hydro-turbines.
- Silicon Energy Solutions propose par ailleurs d'ajuster sa tarification aux revenus de l'utilisateur.
Surfer sur la vague pour produire de l'électricité verte
À l'âge de 24 ans seulement, l'Israélienne Inna Braverman a cofondé Eco Wave Power avec pour mission de transformer les vagues en électricité verte. Sous sa direction, la société a installé en 2016 son premier réseau d'énergie houlomotrice connecté au réseau à Gibraltar et est devenue la première entreprise israélienne à figurer au Nasdaq Stockholm.
- Après plusieurs années de tests et de développement, les capteurs de vagues innovants développés par la société ont donné naissance à la première centrale houlomotrice connectée à un réseau électrique en Europe. Ces flotteurs tirent l'énergie des vagues entrantes, convertissant leur mouvement ascendant et descendant en un processus générateur d'énergie propre.
- La structure est contrôlée et surveillée par un système d'automatisation intelligent qui permet aux flotteurs de s'ajuster automatiquement à la hauteur des vagues, mais également de s'élever au-dessus du niveau de l'eau lorsque ces dernières sont trop hautes pour être gérées par le système.
- Eco Wave Power possède actuellement un important portefeuille de projets dans le monde entier totalisant plus de 190 MW.
Dans le marc de café, une énergie de chauffage propre
C’est une simple tasse de café qui a poussé Arthur Kay, architecte de formation, à se réimaginer en innovateur spécialisé dans l’énergie des déchets. En 2013, il remarque qu’une fine pellicule d'huile s’est formée sur son Americano froid. Le Britannique, aujourd’hui âgé de 30 ans, se demande alors si les déchets ne peuvent pas servir à produire de l'énergie – une idée qui s'est finalement transformée en Bio Bean, société basée à Londres qui collecte le marc de café auprès des bars, restaurants et bureaux pour les convertir en pellets riches en énergie.
- Les granulés offrent une alternative aux combustibles traditionnels à forte teneur en carbone car ils peuvent être brûlés pour chauffer des fours, voire chauffer des bâtiments entiers. Ils ont également un pouvoir calorifique 15% plus élevé que les pellets de bois standard.
- Bio Bean permet également aux entreprises britanniques d'économiser des millions en gestion des déchets de café tout en réduisant les émissions associées au transport.
Une bouffée d'air frais au ENGIE Lab CRIGEN
Jeune ingénieure, Hélène Buée a rejoint l'équipe de recherche du Lab Nanotech, Sensors & Wireless du ENGIE Lab CRIGEN en tant que stagiaire en chimie analytique en 2013. Elle en est finalement devenue un membre clé, et concentre désormais ses efforts sur BREATHE, un projet porteur d’innovations cruciales en matière de qualité de l'air.
Comme l’explique Hélène Buée, les villes doivent aujourd’hui respecter une série de réglementations et d'objectifs européens relatifs aux concentrations maximales à ne pas dépasser pour un certain nombre de polluants atmosphériques, tels que le dioxyde d'azote (NO2) ou encore les particules fines (PM2.5 et PM10). Pour y répondre et en attendant que les mesures prises par les villes et les collectivités aient un impact, le projet BREATHE propose des solutions complémentaires et temporaires pour traiter l'air localement par des techniques de remédiation. « Notre objectif est d'analyser l'air pour identifier les principaux polluants et leur concentration mais aussi d’étudier le cadre environnemental et plusieurs autres facteurs », décrit-elle. « Nous déterminons ensuite quelle technologie innovante serait la plus appropriée pour réduire leur concentration sans utiliser trop de ressources. L’amélioration de la qualité de l’air ne doit pas se faire au prix de la création d’autres dommages environnementaux. »
- Des méthodes avancées : Parmi les techniques de remédiation employées nous pouvons citer :
1. la végétalisation et les murs végétaux, efficaces pour combattre en particulier le CO2, le NO2 et les particules et apportant également de la fraîcheur par temps chaud ;
2. la précipitation électrostatique qui fait passer l’air entre des bornes chargées électriquement, forçant ainsi les particules fines à s'agglomérer, devenir plus lourdes et finalement tomber pour être collectées et éventuellement recyclées ;
3. les filtres – comme les filtres à charbon – qui piègent les particules et autres polluants, mais qui nécessitent un entretien constant pour s’assurer que leur taux d’encrassement permet une utilisation optimale, sans devenir trop saturés ;
4. la précipitation aqueuse qui, à l’instar de la pluie, va capter les particules et certains polluants comme le NO2 et le SO2 et les faire tomber, mais signifie que l’eau résiduelle doit être surveillée afin d’éviter l’apport d’une pollution dans le réseau des eaux usées.
- L’heure du test : La première expérience in situ a commencé en 2019, sur le site de la CPCU (Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain) de Saint-Ouen en banlieue parisienne. L'étude et l'évaluation des solutions de remédiation sont toujours en cours mais ont d’ores et déjà permis à ENGIE Solutions et ENGIE Lab CRIGEN de travailler sur une offre et de répondre à des appels d'offres. La technologie utilisée à la CPCU traite jusqu’à 3 000 m³ d'air par heure.
- Scol’air : Grâce à cette première expérimentation, le projet BREATHE a remporté en 2020 un appel d'offres pour la ville de Vélizy-Villacoublay (78) et commencera cette année à travailler sur des solutions de remédiation dans une école maternelle.
- A l’horizon : En 2021, un site de test sera également lancé au sein de l’ENGIE Lab CRIGEN pour mieux évaluer les cas d'utilisation et valider les résultats ainsi que les solutions adéquates. « Nous n'aurons pas de sites sur lesquels travailler tout le temps, mais nous devons être aussi exhaustifs que possible dans notre étude et notre offre. Ce site de test est donc un bon moyen de garder le rythme dans nos recherches », explique Hélène Buée.
