Juillet-août 2015

Des lampes qui fonctionnent sans électricité générée par du charbon, du pétrole, du gaz ou du nucléaire, ça existe ! Et c’est plutôt une bonne nouvelle pour les pays en développement et pour l'environnement. On connaissait déjà les lampes solaires ; depuis peu, des ingénieurs britanniques ont inventé une lampe à gravité et une start-up française travaille sur un éclairage bioluminescent.

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© svedikt / iStock by Getty Images

Vivre au quotidien sans électricité

Imagine qu’il est 6 heures du soir et que le soleil se couche ; imagine que tu n’as pas d’électricité, que tu ne peux pas appuyer sur un interrupteur pour allumer une lampe, que peux-tu faire ? Si tu n’as pas de lumière, imagine comment chaque soir, tu peux travailler, jouer, cuisiner, manger, lire, faire tes devoirs, écouter la radio, regarder la télé, recharger la batterie de ton téléphone... C’est une réalité pour plus d’un milliard de personnes dans le monde (surtout en Afrique et en Asie) qui n’ont toujours pas accès à l’électricité.

Les lampes à pétrole sont nocives

Dans ces régions du monde où les nuits restent noires, les gens s’éclairent avec des lampes à pétrole, mais quand on ne dispose que de quelques euros par jour pour assurer sa subsistance, le pétrole coûte cher et représente souvent 30% du budget d’une famille.

 

 

 

D’autre part, les lampes à pétrole sont dangereuses pour la santé des personnes et pour l’environnement : elles sont responsables de brûlures, notamment chez les enfants, et sont souvent la cause d’incendies dans les bidonvilles. Tout comme la fumée de cigarettes, les fumées de pétrole ont un impact sur la santé respiratoire. De plus, ces lampes  émettent du CO₂ et contribuent au réchauffement climatique.

L’éclairage solaire : un procédé économique et écologique

Depuis une vingtaine d’années, les lampes solaires permettent de s’éclairer grâce au soleil. Celles-ci sont équipées de mini panneaux photovoltaïques (ou solaires) qui captent l’énergie du soleil pendant la journée, produisant de l’électricité qui est stockée dans des batteries, puis restituée la nuit pour s’éclairer.

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Lampe solaire de jardin © jumnong / iStock by Getty Images

Couplée à une ampoule led (qui consomme très peu d’énergie), la lampe solaire est encore plus efficace car il suffit d’un tout petit panneau photovoltaïque pour obtenir un éclairage puissant. Ces lampes souvent utilisées dans les jardins, peuvent aussi éclairer l’intérieur. Dans ce cas, le panneau photovoltaïque est situé à l’extérieur et relié à la lampe par un câble.

La lampe à gravité : une intention écologique et humanitaire

La lampe à gravité génère de l’électricité par elle-même et a été conçue dans le but de venir en aide aux familles très pauvres du Kenya, qui dépensent une part importante de leurs revenus à l’achat de pétrole pour s’éclairer.

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Lampe à gravité

Cette lampe – qui repose sur les lois de la pesanteur – s’accroche en hauteur : pour l’allumer, il suffit d’y accrocher un sac d’une dizaine de kilos contenant du sable, de la terre ou des cailloux. En descendant, le contrepoids actionne une poulie reliée à un alternateur qui crée un courant électrique. Lorsque le sac arrive à terre, au bout de 20 à 30 minutes selon la hauteur de la lampe, il faut le replacer en haut.

Les lampes à gravité, dont le mécanisme ressemble aux horloges comtoises, nécessitent donc d’être « remontées » toutes les 20 à 30 minutes et ne sont pas très puissantes, mais elles représentent une solution plus économique et plus écologique pour des populations très pauvres.

L’éclairage bioluminescent : 100% naturel

Une start-up française travaille actuellement sur la mise au point d’un éclairage de vitrines et de mobilier urbain bioluminescent. La bioluminescence est une production de lumière par un organisme vivant : le plancton, les méduses, certains calmars, crustacés ou poissons, les lucioles, certaines algues et champignons émettent des lumières qui tirent vers le bleu, le vert ou le rouge.

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Le système d'éclairage bioluminescent Glowee

Le système de bioéclairage « Glowee » consiste à introduire des bactéries bioluminescentes dans des supports que l’on colle sur des vitres. Ces supports sont transparents le jour, luminescents la nuit et peuvent prendre n’importe quelle forme.

Bien évidemment, il ne s’agit pas d’aller « pêcher » des bactéries bioluminescentes, mais de les produire en laboratoire après les avoir modifiées génétiquement en introduisant un gène de luminescence prélevé sur des calmars.

Faute de puissance, ce système d’éclairage ne remplacera pas les lampadaires mais permettra de réduire la consommation d’électricité des villes, où beaucoup de vitrines restent allumées toutes les nuits. Par ailleurs, si ce système est adopté, nous devrions profiter davantage de la beauté des étoiles et des ciels de nuit car la bioluminescence échappe à la pollution lumineuse, ce qui est un chouette progrès !

Pour aller plus loin…

Solaire, mode de vie Vidéo, 6 min 03 s Réalisation : Bernard David-Cavaz - Production : Cité des sciences et de l'industrie 2010

"Solaire, mode vie"

Narrateur.
-Au Bourget-du-Lac en Savoie, l'INES développe plusieurs axes de recherche sur la production d'énergie solaire.
Au départ, il y a le travail sur les performances des panneaux photovoltaïques dont on cherche à la fois à améliorer le rendement et à diminuer les coûts de production.
Emmanuel Flahaut, chef du laboratoire LMPS - INES (CEA).
-Et ça passe notamment par le travail sur le matériau de base, qui est le coup principal.
Il faut purifier le silicium, et le cristalliser avec des procédés adaptés et qu'il soit bien moins gourmand en énergie qu'aujourd'hui, notamment par des procédés qui sont dits "chimiques".
Le principe, c'est de fondre le silicium et, en partant du bas, de solidifier la charge en extrayant la chaleur par le bas, pour faire pousser des cristaux.
C'est une sorte de culture de cristaux.
Plus ils sont gros et sans défaut, meilleure sera la productivité du panneau solaire qui sera fabriqué avec ce matériau-là.
C'est le début d'une aventure, on doit pouvoir amener plus loin le potentiel de ce matériau et celui d'autres pour le solaire.
Il y a un potentiel énergie solaire dans la vie de tous les jours bien plus large dans le bâtiment, le transport...
Narrateur.
-Pour modéliser en vraie grandeur les systèmes de production d'énergie solaire, l'INES a lancé le projet INCAS, la construction à proximité du siège de 6 vraies maisons solaires.
Emmanuel Dufrasnes, architecte.
-Ce sont des maisons qui ne sont pas prévues pour être occupées.
Elles sont équipées d'instruments de mesures qui vont permettre de mesurer la performance en termes d'énergie passive collectée grâce au soleil, mais aussi la performance de production, notamment solaire thermique ou solaire photovoltaïque.
Franck Barruel, Ingénieur de recherche à l'INES (CEA).
-On fait des bâtiments basse consommation bien réfléchis, avec une enveloppe énergétique bien pensée qui permet de moins consommer d'énergie.
C'est le premier poste à faire.
Mais souvent, comme ici en zone rurale, on va faire la maison, par rapport au lieu de travail, à 20-30 km...
Bon, 10, 20 ,30 km.
Si on parle de bilan énergétique, tout ce que j'ai gagné toute l'énergie gagnée dans ma maison, je l'ai perdue en me transportant tous les jours.
Narrateur.
-L'utilisation pour ces trajets d'un véhicule électrique serait un début de solution.
Mais peut-on envisager une voiture roulant à l'énergie solaire ?
Olivier Wiss, ingénieur de recherche à l'INES (CEA).
-On a une installation photovoltaïque sur le toit de l'ombrière.
C'est un système qui permet de procurer un ombrage au véhicule et surtout de produire de l'énergie.
En gros, ce que ça représenterait...
Une place de parking, c'est-à-dire la moitié de cette installation représenterait 12 000 km par an, uniquement avec de l'énergie solaire.
Quelques années en arrière, quand on parlait de rouler au solaire, beaucoup de gens rigolaient en disant : "Ouais, c'est pas possible."
On se rend compte que c'est loin d'être ridicule.
Narrateur.
-Un abri équipé d'un panneau photovoltaïque, un onduleur, un câble électrique et une prise pour charger directement les batteries, et le véhicule solaire peut prendre la route.
Franck Barruel, Ingénieur de recherche à l'INES (CEA).
-Donc, là...
On peut considérer qu'ici on commence à rouler à l'énergie solaire, que les kilomètres que je fais ici, c'est grâce au soleil.
Narrateur.
-Avec la voiture solaire, le problème des déplacements entre domicile et lieu de travail peut sembler résolu.
Pourtant, pour réussir cette convergence entre bâtiment et transport, il faudrait sans doute aussi repenser nos modes de vie.
Imaginons.
Imaginons une maison équipée de panneaux photovoltaïques, une voiture électrique, et, donc, un trajet quotidien vers le lieu de travail.
Si le parking du lieu de travail est, lui aussi, équipé de panneaux solaires, la voiture peut faire le plein d'énergie pendant toute la durée de son immobilisation.
Au retour, les batteries de la voiture sont donc chargées à bloc.
Dès lors, une partie de cette énergie stockée peut être prêtée pour faire fonctionner un équipement de la maison, pourvu qu'il reste assez d'énergie pour repartir le lendemain.
L'inverse peut aussi se produire, et c'est la maison qui peut puiser dans ses ressources d'énergie pour venir en aide à la voiture si elle n'a pas pu être chargée avant.
Et le même scénario d'échange peut aussi s'appliquer sur le lieu de travail, l'essentiel étant de gérer l'énergie disponible au plus près des besoins de chacun.
Au final, au centre du processus, la voiture, en plus d'être un moyen de transport, deviendrait une sorte de stock d'énergie mobile et renouvelable.
Franck Barruel, Ingénieur de recherche à l'INES (CEA).
-Ce sont les idées de fond.
Et forcément...
Quand vont-elles aboutir ?
C'est très difficile de dire si c'est dans 5, 15 ou 20 ans.
Ce serait de se dire : "On commence par une petite échelle, une petite maison, un petit village, et après l'effet d'échelle se fera presque naturellement.
Jean-Pierre Joly, directeur de l'INES.
-On peut dire que c'est un peu la même chose que quand certaines personnes ont inventé les puces électroniques, elles ont aussi inventé les ordinateurs.
Mais la vraie révolution, finalement, derrière tout ça, ça a été l'invention de l'Internet, une invention qui n'est pas due à un composant essentiel, mais à un mode d'usage, de gestion de l'information au niveau mondial.
Eh bien, dans le système énergétique du futur, ce sera un peu ça.
On sera dans un système très complexe où on aura plein d'informations et d'énergie qui vont transiter, un réseau complet d'énergie où tout sera maillé, tout sera interconnecté les uns avec les autres, pour finalement gérer globalement ce système.

"Un reportage de Universcience.tv
Réalisation
Bernard David-Cavaz
Montage
Chris Gaillard
Musique
EZ3kiel
Rédaction en chef
Isabelle Bousquet
Production exécutive
Art dans désir
Production Cité des sciences
François Augier
Direction des programmes universcience.tv
Alain Labouze
remerciements
Etienne Couvreur
Susana Bahri
© Cité des sciences et de l'industrie 2009"

Un article du Radis vert, rédigé à partir des sources suivantes :

Eclairage solaire ; MrMondialisation.org ; Consoglobe.com ; LeFigaro.fr ; LeMonde.fr