Permettant de réduire les besoins en matériaux et du même coup de réduire les coûts de fabrication, les nanotechnologies comportent un potentiel d’innovation dont on imagine encore mal toute l’étendue. Les attentes concernant les applications possibles dans le domaine de l’énergie sont grandes et pourraient faire accomplir un pas de géant à la transition énergétique aussitôt que ces technologies seront au point.
Les nanotechnologies font l’objet de nombreuses recherches, notamment parce qu’elles pourraient apporter une solution convaincante au problème du stockage de l’énergie. C’est ce qu’a montré une étude de l’Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes et l’innovation (ISI) qui s’est intéressée au rôle qu’étaient vouées à jouer les nanotechnologies dans les prochaines années.
Le stockage de l’énergie est la pierre d’achoppement du dossier relatif aux énergies renouvelables (énergie hydraulique, éolienne, solaire), incapables de produire de l’énergie autrement que par intermittence. C’est un problème pour lequel les gestionnaires de réseaux électriques et les chercheurs cherchent des solutions afin de rendre possible l’optimisation de la production électrique issue des ENR, une des conditions de la réussite de la transition énergétique. Il s’agit en effet de réussir à stocker l’électricité produite pendant les pointes de production pour être capable de satisfaire les pointes de consommation.
Pour le moment, les barrages hydrauliques de retenue constituent une première piste, ainsi que les centrales électriques fonctionnant grâce à la biomasse ou encore les centrales de cogénération. Mais à l’heure actuelle, seules les stations de pompage permettent des capacités de stockage à grande échelle. Les batteries sont également envisageables pour stocker le surplus d’électricité des immeubles, mais telles qu’elles sont conçues actuellement, elles sont trop coûteuses et encombrantes au-delà de cet usage. C’est là qu’interviennent les nanotechnologies. Des matériaux nanostructurés permettraient d’améliorer les capacités de stockage des batteries en réduisant leur taille sans leur faire perdre de puissance.
L’énergie solaire aussi a tout à gagner à recourir aux nanotechnologies. Leur utilisation pourrait par exemple aider à considérablement améliorer l’efficacité des panneaux solaires jusqu’à 50 % (contre 7 % aujourd’hui, 20 % dans le meilleur des cas). Un projet sur lequel travaille actuellement une agence de recherche attachée au département de la Défense des États-Unis. Plus particulièrement, le professeur de physique et des matériaux au California Institute of Technology (Caltech) Harry Atwater, qui travaille à la décomposition de la lumière, estime que ce n’est qu’une question de temps avant que ces éléments nanostructurés arrivent sur le marché.
À ce titre, les nanotechnologies sont appelées à jouer un rôle prépondérant dans le cadre de la transition énergétique et méritent qu’on leur consacre d’importants moyens. Fortement engagée dans le développement des énergies renouvelables via sa filiale EDF EN, EDF a initié en 2010 un projet consacré aux nanomatériaux qu’elle a ensuite étendu aux nanotechnologies. Henri Proglio a d’ailleurs rappelé lors de la présentation du projet de loi sur la transition énergétique l’importance qu’il accordait à l’émergence d’un « mix diversifié », une préoccupation qui a été la sienne durant toute la durée de son mandat, dont on ne sait pas encore s’il sera reconduit en novembre.
« Il s’agit en fait des promesses d’innovation et des perspectives qu’offrent les nanomatériaux pour l’énergie électrique », explique le chercheur Didier Noël, auteur d’un ouvrage paru le 1er janvier 2014 intitulé « Les nanomatériaux et leurs applications pour l’énergie électrique ». « On parle évidemment des nanomatériaux dans les centrales nucléaires, mais aussi de leur applicabilité au stockage d’énergie, au photovoltaïque, à des technologies thermoélectriques qui permettent de générer directement de l’électricité à partir d’un flux de chaleur, à la pile à combustible? » a-t-il notamment fait savoir.
Encore insuffisamment développées pour être commercialisables sur le marché, ces technologies promettent néanmoins d’améliorer considérablement l’efficacité de la production énergétique sur laquelle compte le Gouvernement pour réaliser les objectifs qu’il s’est fixés en matière de transition énergétique. Tous les espoirs sont permis, à condition d’allouer les moyens nécessaires à la rapide émergence de telles solutions.
