Ce 7 décembre à Washington, le Secrétaire à l’Energie le Dr. Steven Chu a annoncé le lancement d’une deuxième vague d’appel à projets pour des recherches portant sur la transformation d’énergie [1]. Lors d’une conférence en compagnie de Gary Locke, Secrétaire au Commerce, il a ainsi déclaré que 100 millions de dollars issus des fonds de relance américains (l’"American Recovery and Reinvestment Act" – ARRA), seront distribués pour accélérer l’innovation dans les technologies vertes, augmenter la compétitivité des Etats-Unis dans ce secteur et créer des emplois [2]. Cet appel à projet se fera sous l’égide de l’ARPA-E ("Advanced Research Projects Agency – Energy") qui dépend du Ministère de l’énergie ("Departement of Energy, DoE"). Inspiré du DARPA visant au développement de technologies militaires au sein du Ministère de la défense (DoD), l’ARPA-E a été créée à la suite de l’"American Competes Act " de 2007 [3] pour soutenir et financer la recherche multidisciplinaire sur les futurs défis de l’énergie. Ne disposant pas de budget jusqu’à cette année, l’ ARPA-E s’est vu attribué par le président Barack Obama un fond de 400 millions de dollars dans le cadre du plan de relance de l’administration Obama (loi ARRA d’avril 2009).

"J’ai le plaisir d’annoncer le second plan de financement de l’ARPA-E (…). Il démontre notre engagement à mener cette prochaine Révolution Industrielle pour les technologies énergétiques propres, créant des milliers de nouveaux emplois qui permettront de diminuer la pollution au carbone" a ainsi annoncé le Secrétaire Chu. Cette nouvelle sollicitation se concentre particulièrement sur trois secteurs technologiques de pointe :

– les "électro-carburants" :

L’ARPA-E cherche de nouvelles façons de produire des biocarburants à partir de micro-organismes tout en ne faisant pas appel à la photosynthèse. En effet, les biocarburants actuellement commercialisés (dits de première ou de seconde génération), obtenus principalement à partir de biomasse ou de déchets, présentent des rendements peu élevés en termes de conversion énergétique (notamment en raison du processus de la photosynthèse). Les projets de l’ARPA-E visent à mettre au point de nouveaux processus biochimiques aboutissant à la production de diesel pouvant être directement distribué à partir des infrastructures actuellement présentes sur le marché. Selon le Dr. Majumbar, directeur de l’ARPA-E, deux pistes de recherche sont actuellement envisageables pour la production de ces carburants " propres " à bases de micro-organismes.

La première approche vise à exploiter les résultats d’études antérieures selon lesquels certains microorganismes utiliseraient l’électricité pour la synthèse de molécules organiques (type méthane) à partir de dioxyde de carbone. Les fonds distribués par l’ARPA-E viseront donc à statuer sur la possibilité d’une amélioration de ce processus biochimique pour la production de carburants tel que le diesel.

La seconde piste consiste à accroître les recherches autour des micro-organismes vivant dans des environnements extrêmes tels que des eaux chaudes ou acides. Ne pouvant tirer leur énergie des molécules organiques, inexistantes dans ces environnements, et évoluant dans des milieux privés de lumière, ces micro-organismes (tels que les " extremophiles ") utilisent des molécules inorganiques pour les convertir en protéines et lipides.

Si ces pistes de recherches présentent un certains nombre de défis en terme d’ingénierie biochimique, l’aboutissement de tels projets, visant à trouver une alternative à la photosynthèse, permettrait alors de synthétiser des carburants " propres " présentant un rendement jusqu’à dix fois plus élevé que les biocarburants de seconde ou troisième génération. Le Dr. Majumdar a par ailleurs rappelé que des pistes parallèles à celles des micro-organismes seront étudiées.

– les matériels et processus innovants pour la capture et le stockage du CO2 :

Les centrales électriques au charbon étant responsables d’environ 50% de l’électricité aux Etats-Unis [4], le gouvernement fédéral cherche actuellement des solutions pour une utilisation durable de cette énergie fossile bon marché. En effet la contribution du charbon aux émissions de gaz à effet de serre est non négligeable, cette ressource représentant prés de 40% des émissions de gaz carboniques dans l’atmosphère. Dans ce contexte, l’ARPA-E souhaite promouvoir la recherche de nouvelles techniques innovantes pour capturer et stocker le CO2, et ainsi réduire l’impact environnemental de ces centrales. Dans un premier temps, l’agence travaillera sur la base des recherches menées par le DoE au sein du laboratoire "Office of Fossil Energy and National Energy Technology Laboratory" en effectuant un certain nombre de tests sur une grande échelle. L’ARPA-E s’intéressera aussi particulièrement aux catalyseurs permettant des systèmes de capture thermodynamiquement plus efficaces, aux matériels et matières plus résistants à la dégradation engendrée par les polluants contenus dans les gaz d’échappement, et aux processus réduisant le besoin d’énergie pour la capture carbonique et, par conséquent, son coût.

– les batteries pour véhicules :

L’ARPA-E cherche à développer une nouvelle génération de batteries à très haute capacité et bon marché pour augmenter de façon significative l’autonomie des véhicules électriques hybrides et électriques. Le développement de cette technologie conditionne le déploiement commercial de ces véhicules à une grande échelle qui viendraient alors concurrencer les véhicules actuels. L’aboutissement de ces technologies aurait un impact profond sur la dépendance pétrolière américaine et son besoin d’importation, sur les émissions de gaz à effet de serre et sur la croissance économique.

Le premier appel à projet de l’ARPA-E, lancé plus tôt dans l’année [1], avait attiré 3 600 dépôts de projets et avait conduit à l’attribution de 151 millions de dollars à 37 projets ambitieux (soit en moyenne 4 millions de dollars par projet). Des innovations significatives dans le domaine énergétique sont attendues de ces projets. Plusieurs domaines étaient concernés : biocarburants, capture et stockage du CO2, énergies renouvelables, biomasse, stockage de l’énergie, véhicules hybrides et électriques, efficacité énergétique, économie d’eau, géothermie, etc. Les 37 subventions ont été octroyées à des centres de recherches répartis dans 17 états américains. 43% de ces centres sont des petites entreprises, 35% des organismes éducatifs et 19% de grandes sociétés.

Le second appel à projets devrait se clôturer à la mi-janvier et sera suivi par un troisième appel prévu dans le courant 2010 pour attribuer le reste des 400 millions de dollars. Les thématiques particulièrement visées par le dernier appel ne sont pas encore connues à ce jour.

Source :

– Site de l’ARPA-E : https://arpa-e.energy.gov/
– Making Diesel from CO2 and Sunlight – A new program will develop novel approaches to renewable fuels. Technology Review; (10/12/2009) – https://www.technologyreview.com/energy/24125/

Pour en savoir plus, contacts :

– "Energies du futur : le Department of Energy sélectionne 37 "pépites"", Marc Magaud, 30/10/2009, BE Etats-Unis 182, https://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61020.htm
– [2] Stimulus Grossus, Agathe Dumas & Marc Magaud (23/01/2009). BE Etats-Unis 150, https://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57447.htm
– [3] Une nouvelle loi pour la compétitivité américaine, Jean-Philippe Lagrange (23/03/2007). BE Etats-Unis 71, https://www.bulletins-electroniques.com/actualites/41961.htm
– [4] Quand Charbon rime avec pollution, Agathe Dumas (20/01/2009). https://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57353.htm
Code brève
ADIT : 61647

Rédacteur :

François-Xavier Etienne ([email protected])