http://energie.cnrs.fr/colloque2011 SOMMAIRE AVANT-PROPOS1 LE CONTEXTE1 LE PROGRAMME INTERDISCIPLINAIRE ENERGIE DU CNRS2 -Les recherches sur lnergie au CNRS2 -Pourquoi un programme interdisciplinaire nergie au CNRS ?2 -Un creuset de linterdisciplinarit, le lieu du changement dchelle.2 -Lappel projets 20103 -Un dispositif danimation interdisciplinaire4 -Sappuyant sur une structuration disciplinaire4 LES OBJECTIFS DU COLLOQUE DE MONTPELLIER5 PROGRAMME7 -LUNDI 28 MARS7 -MARDI 29 MARS9 -MERCREDI 30 MARS10 CONFERENCE PLENIERE11 - Le stockage d'lectricit : un enjeu pour le dploiement des nergies renouvelables et de mobilit lectrique 11 CONFERENCE DEBAT13 - Disponibilit des matires premires pour lnergie 13 CONFERENCE DEBAT15 - Analyse du cycle de vie des mtaux pour l'nergie 15 LES PRESENTATIONS DES ATELIERS17 -Participants aux groupes de travail des diffrents ateliers17 BIO-ENERGIES19 -PROHYD Production dhydrognases multi-rsistantes 19 -REPROGRAMHYDROGEN Reprogrammation du mtabolisme cyanobactrien pour une meilleure bio-production d'hydrogne partir d'nergie solaire 20 -LIPALG Production de lipides par microalgues : diversit et influence des conditions de culture 21 -Biopiles Microfluidiques Biopiles enzymatiques microfluidiques alcools. 22 -DIALOG DIAtomes: Lipides et/Ou assimilation du Gaz carbonique 23 -FUNZYMPLANT Etude de faisabilit de mlanges denzymes hydrolytiques issues du champignon industrielPenicilliumfuniculosumpourlabiodgradationdecomplexespolysaccharidiquesde plantes 24 GESTION RATIONNELLE DE LA CHALEUR25 -GIMEP Gestion Intgre Multisite de l'Energie et de la Production 25 -MIEMUF Micro-changeurs multifonctionnels 26 -INPACT INtensification des transferts dans les Pompes A Chaleur Thermolectriques 27 -CITAMPE Contrle et intensification des transferts de chaleur et de masse par auto-adaptation de la morphologie des parois dchange 28 -REDINGOTE RationalisationEnergtiquedelaDistillationparl'INtensificationetlaGestion Optimale des Transferts pour l'Environnement 29 -ADN-BATI Amlioration de la Description Numrique du BTIment 30 STOCKAGE DE LENERGIE POUR LE VECTEUR ELECTRICITE31 -NoMaStock Nouveaux Matriaux hydrures nouveaux pour un Stockage optimum de lhydrogne 31 -Stockagechaleurdt Stockagesaisonnierdechaleurgrandechelle.Etudethermo hydrauliqueparsimulationnumriquedediversesconfigurationsaucoursdesphasesde chargement et dchargement 32 -PTGC Analysedescomportementsentransitoiresthermiquesetcinmatiquesdesturbinesde petites cognrations 33 -HYNERGIE Nouveaux hybrides lectrochimiques pour la gnration et conversion dnergie 34 -SELENSOL TechnologieLithium-ionpourlestockagelectrochimiquedelnergiedorigine solaire 35 -PON Pseudocondensateurs base dOxyde de Nickel 36 ACCEPTABILITE37 -REDETE-Sud Gouvernancedesrseauxnergtiquesetdveloppementdesterritoiresdansles pays mergents dAmrique du Sud 37 -Eoliennesetpaysage Eoliennesetpaysage:lapolitiqueolienneentrepolitiquede l'environnement et politique du paysage 38 -PRICAPE Interaction entre prix du carbone, prix des ressources fossiles et pari technologique de long terme 39 -ALICANTE Analysesinterdisciplinairesetcomparativesdelacceptabilitdesnouvelles technologies dnergie 40 -PEPITTE ProjetdEtudePhysicoEconomiquedelaTransitionTechnologiquedelElectro-Nuclaire 41 -PROMOV Prospective des modes de vie urbains et facteur 4 42 LA REVUE DES PROJETS43 EFFICACITE ENERGETIQUE43 -FROIDMAGNETIQUE Rfrigrationmagntiquebasedematriauxfortseffets magntocaloriques 43 -ILLUMINATION EnergIe LUMInescente de NAnoparticules dans des bulles de cavitaTION 44 -Livingwalls Versleprototypagedunlmentprfabriqudefaadeapportantuneventilation contrlable et des services thermiques 45 -COREMAG Etude de nouveaux COmposs pour la REfrigration MAGntique 46 -MADELIO Miseaupointdunedrivedupointdecouleurengradationpourladaptationdun systme dclairage urbain la vision msopique 47 -HISTEN De l'histoire de l'nergie son enseignement aujourd'hui 48 ELECTRICITE PROPRE49 -SISCO Semi-conducteurs Isotropes et Stables pour Cellules Solaires Organiques 49 -STACELORGA Amliorationdelastabilitdescellulessolairesorganiquesparlutilisationde matriaux photoactifs rticulables 50 -NanoZnOsol Cellules Solaires Nanostructures Base de ZnO Electrodpos 51 -PESP solaire Procd d'Elaboration Spray plasma pour lectrode Photovoltaque 52 -NANODISFLEX NANOmatriauxoxydespourDISPOSITIFSlectrochromesetphotovoltaques FLEXibles 53 -FORCO-PV Fortes concentrations pour la conversion photovoltaque de l'nergie solaire 54 -SOLINTENSE Intensification des transferts dans les rcepteurs solaires gaz pressuris haute temprature 55 -OTOGETH OptimisationTechnologiquedOxydespourlaGnrationElectriqueHaute Temprature 56 VECTEURS57 -MENOXHY Dveloppement de nouvelles membranes cramiques et hybrides de non-oxydes pour la sparation de lhydrogne ,57 -STEPPES NanotubesdeTiO2ordonnspourledveloppementdephotoanodespourla production d'hydrogne sous illumination solaire 58 -HY-GEO Caractrisationdesprocessusdeproductiondhydrogneinduitsparlaltration hydrothermale de minraux ferromagnsiens 59 PILES A COMBUSTIBLE60 -AMELI-OPt AssemblagesMembraneELectrodesInnovantspourPileAlcalineMembraneSans Platine 60 -CO-CONPAC CO-CONception dun cur de Pile A Combustible PEM associ son convertisseur statique 61 -SWCNT/HDL-Biopiles ConceptiondeBiopilesbasedeNanotubesdecarbonemonofeuillets (SWCNTs) et dHydroxydes doubles lamellaires (HDL) 62 CHAINE DU CARBONE63 -PYCATMIS CaptureduCO2associeauxractionscatalytiquesdepyrolyse/gazificationde Miscanthus ou de mlanges Miscanthus / bois 63 -DISCO2 Dissociation thermochimique et recyclage du CO2 en combustible solaire 64 -ReformagePlasmacat ProcddereformageCH4+CO2etproductiondegazdesynthseparle couplage plasma/catalyse 65 -COCASE OptimisationduCouplagedesProcdsdeCombustionetdeCaptureduCO2par Membranes 66 SOCIO-ECONOMIE67 -VAETII Vers l'Autonomie Energtique des Territoires Isols ou Insulaires 67 -RIDER : Rseau et Inter connectivit Des Energies classiques et Renouvelables 68 LES PROJETS HORS PRESENTATION ORALE69 EFFICACITE ENERGETIQUE69 -COTHECOULE Contrlethermiquedansdescoulementslaminairesbassurdesmodles rduits obtenus par identification 69 -VORFLEX Conceptinnovantdchangeurs-racteursdehauteefficacitparcontrledynamique passif avec des gnrateurs de vorticit flexibles 70 -TIMAC Mesure des Tempratures Instantanes dans les Moteurs Air Chaud 71 -COCORACOPHA2 Couplage Convection Rayonnement Condensation pour lHabitat 2 72 ELECTRICITE PROPRE73 -PERENCAP Prennitdelencapsulationdecellulessolairesflexibles :vieillissementsous limpactdelalumiredescouchesorganiquespolymres,hybridesetnanocompositesutilises pour l'laboration de structures ultra-barrires 73 -CELASOL Cellules solaires organiques bas cot et rendement optimum par contrle lchelle nanomtrique de la couche active 74 -TELLURELESS InclusiondeparticulesmtalliquesdansunematriceMg2Si:rductiondela conductivit thermique par nano-structuration 75 -Nanothermat Nanostructures pour la thermolectricit 76 -OxyMuPV Oxydes Multifonctionnels pour cellules PV 77 -MOLUCELS Etudesexploratoiresd'unedured'unanayantpourobjetl'valuationdes potentialits pour l'application PV des matrices oxydes SnO2 et ZnO dops TR 78 -METACARBO Etudedecompositescarbone-intermtalliquepourmatriauxdlectrodes ngatives daccumulateurs 79 -MATHERSILCOM Matriaux thermolectriques siliciures composites pour thermo-gnrateurs 80 -STEP-UP Silane Trapezoidally-Excited Plasmas for Ultimate Photovoltaics 81 -COLHYBRIDE NouvellesCellulesSolairesHybridescontenantdesOxydesSensibilisspardes Colorants Organiques 82 -OLIGO-VOLT Synthsesetcaractrisationsdeco-oligomresorganiquest-conjugus :dela nano-structuration en couche mince la conversion photovoltaque 83 VECTEURS84 -InHaBioH2 Interaction Hydrognase Electrodes pour la bioconversion de lhydrogne 84 -SOLCYREDOX Productiondhydrogneviauncyclethermochimiquesolaireredoxbase doxydes de terres rares dops 85 -PARTISUN Rcepteur solaire suspension dense de particules 86 -COMMERCE H2 Rseaux de catalyseurs molculaires pour la production de H2 87 -PHOTORAD Problmesderayonnementendiffusionmultiplepourl'optimisationd'un photobioracteur solaire 88 PILES A COMBUSTIBLE89 -ORFEO Observation par RMN du Flux Electro-Osmotique: tude de l'impact des cations dans les membranes pour pile combustible 89 -Biopile Animale90 -AMEPLAS ElaborationetCaractrisationdAssemblagesMembraneElectrodesPLasma AutoSupports 91 -GesteauPAC Etude in situ de la gestion de leau dans des membranes pour piles combustible, en fonctionnement, par des mthodes de diffusion Raman, RX et Neutrons 92 CHAINE DU CARBONE93 -CRAKIN Etude de la conversion des goudrons de pyrolyse de la biomasse 93 -OxyChar Etudedesmcanismesphysico-chimiquesdedvolatilisationetdecombustiondu charbon pulvris sous atmosphres enrichies en oxygne 94 -VALCO2 Valorisation nergtique du CO2 par hydrognation catalytique slective en mthane 95 -BIOHDO Etudedesmcanismesd'hydrodsoxygnation(HDO)pourlafabricationde biocarburantsde2ndgnrationpartirdematirelignocellulosique.Recherchedecatalyseurs spcifiques 96 SOCIO - ECONOMIE97 -MDPfacteur4post-Kyoto1 LerecoursauMcanismepourunDveloppementPropreparles paysdelUnionEuropenne:quellesignificationparrapportlobjectifdufacteur4etquelle perspectiveentantquoptionderductiondesmissionsdegazeffetdeserrepourlapriode post-Kyoto 1? 97 -COREN Communauts renouvelables : cas, processus, enjeux 98 -TRANSNUC La transparence sur les activits nuclaires 99 LESPACE POSTERS101 -Les projets du PIE101 -Projets financs par le Conseil Scientifique de lUniversit Montpellier 2 en 2009 et 2010104 LES EQUIPES DES PROJETS105 COMITE LOCAL DORGANISATION113 http://energie.cnrs.fr/colloque2011 11 1 AVANT-PROPOS Le contexte nergiefaitpartie,avecleau,des deuxmatires premires lesplusdterminantespourtoutecollectivit humainedsireusedepoursuivresondveloppement.Cest prcismentlexistencedunenergieabondanteettrsbon marchquiarendupossiblelamondialisationconomique effrnedelaplantedanslesderniresdcenniesduXXme sicle. Cettepriodefasteapermis,dansunpremiertemps,auxpays industrialissdatteindreunniveaudevielev,etdansun deuximetemps,partirdesannes80,auxpaysmergentsles plus importants de vritablement dcoller. Mais ce rsultat a t obtenu au prix dune lourde hypothque pour les temps venir : la mondialisation a puis largement dans les ressources fossiles. Il en rsulte pour la plante la perspective la fois : dunesvrepnurienergtiquealorsmmequelespaysmergentsontbesoinimprativementde quantits croissantes dnergie pour poursuivre leur dveloppement et se rapprocher davantage du niveau occidental ;lesprojectionstendanciellesindiquent,mmedanslecasdemiseenplacedepolitiques volontaristes dconomies dnergie, un doublement de la demande lhorizon 2050. dun possible rchauffement climatique dramatique du fait du niveau lev atteint par les missions de gaz effet de serre lies lutilisation excessive des nergies fossiles. Lasituationactuelleestdonccaractriseparuncontextedurgenceetdecontraintes.Lurgenceest, lhorizon 2050, de diviser par deux les missions de gaz effet de serre au niveau plantaire et de les diviser parquatreauniveaudesnationsindustrielles.Unecontrainteestlamodificationdelorganisationdenos socits face la fin des nergies fossiles bon march et la ncessaire recherche de sources alternatives. Lararfactiondesnergiesfossilesetlescontraintesclimatiques(missiondeGazeffetdeserreGES) mettentdoncdirectementencausenoschoixdesocitetnosstylesdevie,quilvafalloirrepenserautour dunenergiedevenueraredoncchre.Lesnouvellestechnologiesnergtiques(NTE)requisespoursous-tendreuntelsystmenergtiquepropreetdurablesinscriventdansunrseaudecontraintesextrmement svres : LesNTE,quilfautconcevoiretdvelopper,doiventsimposeralorsquelestechnologiesexistantes, tabliesdelonguedate,bnficientdunretourdexpriencecolossaletdeplus,continuentdefairedes progrsconsidrables.Ellescontinuesdeplusdefairedesprogsconsidrables,notammentgrceaux potentialits ouvertes par les Technologies de lInformation et de la Communication (TIC) ; Les NTE doivent tout particulirement prendre en compte les exigences du dveloppement durable ; Les NTE doivent aussi prendre en compte les facteurs humains et sociaux de ladaptation de nos socits la nouvelle donne nergtique et environnementale. L 22 2 Le Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS Les recherches sur l nergi e au CNRS Lnergiepeutavoirdesoriginestrsdiverses :ptrole,charbon,nuclaire,solaire,olienne,gothermie, chacuneappartenanttraditionnellementununiversbienspcifique.Lnergiepeutprendredesformestrs variesauniveaudelusagefinal(lectricit,chaleur,fioul,gaz,charbon,hydrogneetc..)tandisquela conversionduneformednergieenuneautrefaitappelauxdiffrentsmcanismesinternesdelamatire (lectron, phonon, photon, neutron). Cettesituationsupposedeseffortsderecherche,enparticulierpluridisciplinaires,intgrantlessciences physiques,chimiques,biologiques, sociales,capablesde mobiliseren profondeurles acteursde larecherche publique et prive. Prsdunquartdes1100UMRduCNRSdveloppentdesrecherchesqui,detrsprsoudeplusloin,ont rapportlnergieetlebudgetconsolidquiestconsacrparlensembledumondeacadmiqueaux recherches sur lnergie avoisine le milliard dEuros. Cest dire si la question de lnergie est prsente dans tous les domaines de recherche couverts par le CNRS et le monde acadmique, quil sagisse de mieux lutiliser en amliorant lefficacit nergtique, de rechercher de nouvelles formes dnergie de substitution, den amliorer le stockage, de chercher reproduire en les acclrant les procds naturels de conversion de lnergie solaire oudetransformation de labiomasse,demieuxoptimiser lebouquetnergtique,dtudierlesrelations entre nergie et formes dorganisation sociale... Pourquoiun programme i nterdi sci pl i nai re nergi eau CNRS ? Lnergie est donc omniprsente dans les recherches soutenues par le CNRS, et il nest pas illgitime de poser laquestiondelancessitdunprogrammederecherchedestinsoutenircequifaitdjlobjetdune affectationimplicitedemoyens.Ilnestpasnonplusinutiledeseposerlaquestiondesavoir,alorsqueles agences nationales de financement de la recherche, lANR et lADEME pour ne citer quelles, dveloppent des programmesspcifiquesdesoutienlnergieetyconsacrentdesbudgetsimportants,queldoittrele positionnement dun programme interdisciplinaires du CNRS. LeCNRSadcidderelanceren2001unprogrammeinterdisciplinairesurlnergie,domainequilavait soutenudslesannes75enprenantlinitiative,dslepremierchocptrolier,delancerunprogrammede recherchesurledveloppementde lnergie solaire, lePIRDES.Endpitdecetteprisedeconscienceetde ceteffortavant-gardiste,ladisponibilitdunenergiebonmarchetabondantesurlafindu20mesiclea dtournleseffortsderecherchedelnergieentantquetelleversdautrespriorits,commecellesdu dveloppement durable Un creuset de l i nterdi sci pl i nari t, l e l i eu du changement d chel l e.Rsoudrelesquestionsdelnergiedemandedeconjuguerunensembledeconnaissancesscientifiques provenantdedisciplinesdiverses,quidoiventtreagencescollectivement.Pourprendreunexemple,ilest clairquelananostructurationdesmatriauxestmmedapporterdesprogrsconsidrablesdans llaboration de nouveaux matriaux spcifiques, quil sagisse de catalyseurs pour les procds biochimiques oulectrochimiquesoudematriauxpourlephotovoltaqueoulathermolectricit.Cesperspectives pourraienttredenatureenfermerleschercheursdephysico-chimiedusolidedansunechelle dinvestigationdenaturesub-micronique,voirenanomtrique.Silesprogrsattenduspeuventjustifiercette tendance, il ne faut videmment pas oublier que de produire les quantits dnergie demande de transposer les quantits ou les dimensions des ordres de grandeur commensurables avec les besoins. Laspect changement dchelleprendalorsunedimensionincontournableetexigequelescomportementsouamliorations 3 observeslchellemicroscopiqueperdurentousoienttransposablesauxchellesmacroscopiques caractristiques des niveaux extensifs attendus. Le Programme Interdisciplinaire Energie a donc vocation soutenir des recherches risque, celles dont il nest pasinterditdepenserquellestrouveraientdifficilementunsoutiendanslesappelsdesagences,et promouvoirlesrecherchesintgrantlesavancessurlesmatriauxoulescomposantsdanslecontextedes dispositifs ou des systmes, incluant galement les aspects de cycle de vie. L appel proj ets 2010 Une des modalits daction du PIE sexerce travers son appel doffres annuel, qui est actuellement structur en quatre champs thmatiques, et les sous-champs associs, savoir : Contribution des sciences de base : nanosciences et catalyse Rduction du contenu carbone de loffre nergtique ---Production dnergie lectrique dcarbone. ThermolectricitFilire photovoltaqueConversion solaire thermodynamiqueStockage lectrochimique de llectricit---Optimisation de la conversion du carboneThermochimie de la biomasse lignocellulosique et carburants alternatifsCombustion et CO2Stockage gologique du CO2Chimie de valorisation du CO2 Hydrogne et piles combustible ---Production dhydrogne conome en mission de CO2 (hors lectrolyse)---Le stockage solide de lhydrogne---La pile combustible Efficacit et rgulation nergtique ---Efficacit nergtique et intgration systme---BtimentLnergtique des btimentsSystmes dclairage du futur couvrantunetrsgrandepartieduchampdesrecherchespourlnergie.Commelemontreletableauci-dessous, le nombre de propositions soumises confirme lintrt pour lappel projets du PIE. 2007200820092010 DpossRetenusDpossRetenusDpossRetenusDpossRetenus PE342118919101812 PR2915381736184115 PRC21314300 PB10003041 Global6637592762316328 Parmi les 12 Projets exploratoires et 15 Programmes de recherche retenus en 2010, 3 concernent les biopiles, 3lathermolectricit,5lephotovoltaque,1leSolairethermique,3lestockagelectrochimique,3la conversion thermochimique de la biomasse, 1 la combustion, 1 la valorisation du CO2, 3 la production dH2, 3 les Piles combustible, 1 lintgration systme et 1 lefficacit nergtique dans le btiment. 4 Parailleurs,4projetsconcernantspcifiquementlesSciencesHumainesetSocialesonttretenusdansle cadredelappelprojetsconjointavecleProgrammePACEN(ProgrammesurlAvalduCycleetlEnergie Nuclaire). Un di sposi ti f d ani mati on i nterdi sci pl i nai re Une autre dimension du PIE concerne son dispositif daction interdisciplinaire. Ce dispositif repose actuellement sur des Groupes dAnalyse Thmatique (GAT), actuellement au nombre de sept : ---H2 et PAC, ---Biomasse, combustion, CCS, ---Efficacit nergtique, ---Btiment, ---lectricit propre, ---Nuclaire du futur, ---Socio-conomie de lnergie. LesobjectifsdecesGATsontdestructurerlarflexionduPIEencequiconcernelesenjeuxderecherche, deffectuer une analyse de ltat de lart, des forces et faiblesses nationales par rapport aux enjeux nationaux et internationaux,etdecontribuerladfinitiondesorientationsdesappelsdoffresquelePIEmetenuvre. Comptetenudesvolutionsdupaysageetdelexprienceacquise,unerflexionestactuellementencours pour renouveler ces GAT, en privilgiant ce qui fait loriginalit du PIE, sa dimension interdisciplinaire. S appuyant sur une struct urati on di sci pl i nai re Silesrecherchespourlnergiecomportentunedimensionintrinsquementpluridisciplinairequisedoivent dtre mise en uvre et confortes, voire suscites, il nen demeure pas moins que chaque thmatique se doit desedonnerunlieudchangespourpromouvoir,partageretcoordonnersespropresdveloppements thmatiques. De ce point de vue, le CNRS a mis en uvre depuis longtemps la notion de Groupement de Recherche (GdR), visant coordonner et structurer, au plan national, les quipes de laboratoires qui travaillent dans le mme champ thmatique. Quand il sagit galement de coordonner institutionnellement les autres organismes, le GdR prend la forme dun GNR. Parmi ceux qui touchent directement lnergie, on peut notamment citer les GdR en cours ou rcemment termins : ---PACS : Pile Combustible, Systmes ---Thermolectricit ---Bio-Hydrogne ---ACTHYF ---AMETH---Combustion industrielle En plus des GdR, diffrents autres dispositifs incitatifs ou structurants sont actuellement en vigueur au CNRS. Parmi ceux dont la mission contribue la diffusion de linterdisciplinarit, dans le domaine de lnergie, on peut citerenpremierlieulaMRCT(Missiondesressourcesetcomptencestechnologiques)quicoordonneun certain nombre de rseaux autour de technologies mtiers et en particulier le rseau Nanorgasol, qui fdre et coordonnelemondeduphotovoltaqueorganique.LePIEanimedirectementquelquesrseauxthmatiques, dontilnestpasinterditdepenserquilsconduisentpeut-treunecertaineimpressiondefoisonnementde structurations. 55 5 Les obj ectifs du Col loque de Montpell ier Comme laccoutume, le Colloque 2011 sera loccasion de faire le point sur lavancement des projets du PIE : ainsi, cette anne il sera offert aux projets en cours (16 PR 2008, 10 PE et 21 PR 2009, 12 PE, 17 PR, 3 projets SHS2010)uneprsentationparafficheet,enrelationaveclesateliersvoqusplusloin,certainsauront galement la possibilit dune prsentation orale (voir le programme). LeColloqueoffriragalementlopportunitdediscuter,aucoursdeconfrences-dbats,dedeuxsujets particulirementimportants,lesquestionsessentiellesdeladisponibilitetdelanalyseducycledeviedes matriaux et matires premires pour lnergie DanslacontinuitduColloquedeNantes,etpourenrichir lespectredesthmatiquesabordes,nousavons rditlaformuleconsistantciblerunerflexionprospectivesurquelquesgrandsenjeuxscientifiqueset technologiquesquiconditionnerontlacompositiondufuturmixnergtiqueetsonvolution.Cesquestions dpassant videmment le seul cadre de la recherche acadmique, nous avons souhait de plus faire en sorte que le Colloque constitue une aide aussi dcisive que possible vers des partenariats plus forts entre le CNRS et les autres acteurs nationaux de la recherche nergtique, symboliss par la cration de lAlliance Nationale de Coordination de la Recherche pour lEnergie (ANCRE) qui vient de fter ses 18 mois dexistence. Acettefin,nousavonsdemand,lautomne,desgroupesdetravail deprparerunexercicederflexion pour quatre thmatiques: ---les bionergies, ---la gestion rationnelle du vecteur chaleur, ---le stockage de lnergie pour le vecteur lectricit, ---lacceptabilit socitale des nouvelles technologies de lnergie. Chacundesquatregroupesdetravail,dontlacompositionatsouhaiteaussimixteetreprsentativeque possible,atanimparuntandemconstitudunepersonnalitextrieureauCNRSetdunepersonnalit acadmique assiste d'une quipe de collaborateurs. Chaque groupe avait pour missionde mener sa rflexion autour des points suivants : ---tablir une analyse de ltat de lart lchelle internationale (scientifique et technologique) ---identifierlesprincipauxacteursacadmiquesetindustriels,ainsiquelesatoutsstructurelsdontils bnficient ---analyserlastructuredelarechercheenFrancedansledomaineconcern,etidentifiersesforceset faiblesses, ---mettre en vidence les dfis les plus critiques relever en les hirarchisant de manire argumente, ---dboucher sur des pistes de partenariat privilgier, incluant en particulier la culture de la confiance et des complmentarits, le principe dune consultation prenne Lesateliers,qui setiendront enparalllelundiaprs-midi, seveulentunlieudedbatparticipatifpartirdes propositionsdecesgroupesdetravail,quiintgrerontdansleursconclusionsdfinitives,restituesmercredi matin en sance plnire, les principales contributions issues des dbats. Patrick Le Qur Directeur du Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS Mars 2011 66 6 L'usage et la pratique ont prcd toutes les sciences et tous les arts ; mais les sciences et les arts ont ensuite perfectionn la pratique. [Csar Chesneau] 7 PROGRAMME LUNDI 28 MARS 9 h00 Accueil Inscriptions Auditorium Einstein 10h00Ouverture du Colloque - Prsidents de sance : Patrick Le Qur, Grald Pourcelly, Dborah Jones 10h30Confrence Plnire - Hlne Burlet CEA Liten Le stockage d'lectricit : un enjeu pour le dploiement des nergies renouvelables et de mobilit lectrique Prsident de sance : Patrick Le Qur 11h15Pause-caf 11h30Bilan mi-parcours du PIE3 - Patrick Le Qur - Directeur du PIE du CNRS Prsident de sance : Grald Pourcelly 12h00Confrence dbat - Patrice Christmann BRGM Disponibilit des matires premires pour lnergie Prsident de sance : Dborah Jones 13h00Djeuner dans les salons du Corum 14h30Les 4 ateliers : Prsentations gnrales et revue des projets affrents du PIE S Sa al ll le e J Jo of ff fr re e : : B Bi io o n ne er rg gi ie es s Prsidents de sance : Mireille Bruschi, Gilles Peltier -PROHYD Production dhydrognases multi-rsistantes , Marie-Thrse Giudici-Orticoni BIP -REPROGRAMHYDROGEN Reprogrammation du mtabolisme cyanobactrien pour une meilleure bio-production d'hydrogne partir d'nergie solaire , Corinne Cassier-Chauvat SMPSD -LIPALG Production de lipides par microalgues : diversit et influence des conditions de culture , Jrmy Pruvost GEPEA -InHaBioH2 Interaction hydrognase lectrodes pour la bioconversion de lhydrogne , Elisabeth Lojou BIP -DIALOG DIAtomes: Lipides et/Ou assimilation du Gaz carbonique , Brigitte Gontero-Meunier BIP -FUNZYMPLANT EtudedefaisabilitdemlangesdenzymeshydrolytiquesissuesduchampignonindustrielPenicillium funiculosum pour la biodgradation de complexes polysaccharidiques de plantes , Jean-Marie Franois LISBP S Sa al ll le e S Su ul ll ly y 1 1 : : M Ma an na ag ge em me en nt t d du u v ve ec ct te eu ur r C Ch ha al le eu ur r Prsidents de sance : Jean-Paul Gourlia, Christophe Goupil -GIMEP Gestion Intgre Multisite de l'Energie et de la Production , Raphalle Thery LGC -MIEMUF Micro-changeur multifonctionnel , Bertrand Garnier LTN -INPACT INtensification des transferts dans les Pompes A Chaleur Thermolectriques , Julien Ramousse LOCIE -CITAMPE Contrle et Intensification des Transferts de chaleur et de masse par Auto-adaptation de la Morphologie des Parois dEchange , Marc Miscevic LAPLACE -REDINGOTE RationalisationEnergtiquedelaDistillationparl'INtensificationetlaGestionOptimaledesTransfertspour l'Environnement , Hubert Monnier LRGP -ADN-BATI Vers une Amlioration de la Description Numrique globale des flux dans les BTIments , Michel Pons LIMSI S Sa al ll le e S Su ul ll ly y 2 2 : : S St to oc ck ka ag ge e d d n ne er rg gi ie e p po ou ur r l le e v ve ec ct te eu ur r E El le ec ct tr ri ic ci it t Prsidents de sance : Jrme Perrin, Bernard Multon 8 -NoMaStock Nouveaux Matriaux hydrures nouveaux pour un stockage optimum de lhydrogne. , Jean-Louis Bobet ICMCB -Stockagechaleurdt Stockagesaisonnierdechaleurgrandechelle.Etudethermohydrauliqueparsimulation numrique de diverses configurations au cours des phases de chargement et dchargement , Jean-Marie Loiseaux LPSC -PTGC Analysedescomportementsentransitoiresthermiquesetcinmatiquesdesturbinesdepetitescognrations , Grard Bois LML -HYNERGIE Nouveaux hybrides lectrochimiques pour la gnration et conversion dnergie , Nicolas Mano CRPP -SELENSOL TechnologieLithium-ionpourlestockagelectrochimiquedelnergiedoriginesolaire:matriauxdlectrode, mcanismes lectrochimiques, dispositif photovoltaque avec stockage intgr , Lorenzo Stievano ICGM -PON Pseudocondensateurs base dOxyde de Nickel , Montserrat Casas-Cabanas CRISMAT S Sa al ll le e S Su ul ll ly y 3 3 : : A Ac cc ce ep pt ta ab bi il li it t s so oc ci i t ta al le e d de es s N No ou uv ve el ll le es s T Te ec ch hn no ol lo og gi ie es s d de e l l E En ne er rg gi ie e Prsidents de sance : Iskender Gkalp, Franoise Charbit -REDETE-Sud Gouvernance des rseaux nergtiques et dveloppement des territoires dans les pays mergents dAmrique du Sud , Sbastien Velut C3ED -EoliennesetPaysage Eoliennesetpaysage:lapolitiqueolienneentrepolitiquedel'environnementetpolitiquedu paysage , Alain Nada CIRED -PRICAPE Interaction entre prix du carbone, prix des ressources fossiles et pari technologique de long terme , Jean-Charles Hourcade CIRED -ALICANTE AnaLysesInterdisciplinairesetComparativesdelAcceptabilitdesNouvellesTechnologiesdEnergie ,Iskender Gokalp ICARE -PEPITTE Projet dEtude Physico Economique de la Transition Technologique de lElectro-Nuclaire , Adrien Bidaud LPSC -PROMOV Prospective des modes de vie urbains et facteur 4 , Cyria Emelianoff ESO 16h30Pause-caf, espace posters 17h30 Les 4 ateliers : Tables rondes S Sa al ll le e J Jo of ff fr re e : : B Bi io o n ne er rg gi ie es s - Prsidents de sance : Mireille Bruschi, Gilles Peltier S Sa al ll le e S Su ul ll ly y 1 1 : : M Ma an na ag ge em me en nt t d du u v ve ec ct te eu ur r C Ch ha al le eu ur r - Prsidents de sance : Jean-Paul Gourlia, Christophe Goupil S Sa al ll le e S Su ul ll ly y 2 2 : : S St to oc ck ka ag ge e d d n ne er rg gi ie e p po ou ur r l le e v ve ec ct te eu ur r E El le ec ct tr ri ic ci it t - Prsidents de sance : Jrme Perrin, Bernard Multon S Sa al ll le e S Su ul ll ly y 3 3 : : A Ac cc ce ep pt ta ab bi il li it t s so oc ci i t ta al le e d de es s N NT TE E - Prsidents de sance : Franoise Charbit, Iskender Gokalp 99 9 MARDI29 MARS Revue des projets du PIE - Auditorium Einstein 9h00 - E Ef ff fi ic ca ac ci it t n ne er rg g t ti iq qu ue e - Prsident de sance : Jean-Bernard Saulnier -FROIDMAGNETIQUE Rfrigrationmagntiquebasedematriauxfortseffetsmagntocaloriques ,VincentHardy CRISMAT -ILLUMINATION EnergIe LUMInescente de NAnoparticules dans des bulles de cavitaTION , Frdric Ayela LEGI -Livingwalls versleprototypagedunlmentprfabriqudefaadeapportantuneventilationcontrlableetdes services thermiques , Ahmed Ould El Moctar LTN -COREMAG Etude de nouveaux COmposs pour la REfrigration MAGntique , Valrie Paul-Boncour ICMPE -MADELIO Mode d'Alimentation des Diodes ElectroLuminescentes Inorganiques et Organiques : tude d'impact et stratgies de commandes d'un systme d'clairage LED et OLED , Georges Zissis LAPLACE -Action UM2 Histen De l'histoire de l'nergie son enseignement aujourd'hui , Muriel Guedj LIRDEF-IUFM Montpellier 10h30Pause-caf, espace posters Revue des projets du PIE - Auditorium Einstein 11h00 - E El le ec ct tr ri ic ci it t p pr ro op pr re e - Prsident de sance : Jean-Pierre Rognon -SISCO Semi-conducteurs Isotropes et Stables pour Cellules solaires Organiques , Jean Roncali LIMA -STACELORGA Amliorationdelastabilitdescellulessolairesorganiquesparlutilisationdematriauxphotoactifs rticulables , Christine Dagron-Lartigau IPREM -NanoZnOSol Cellules solaires nanostructures base de ZnO lectrodpos , Thierry Pauport LECA -PESP Solaire Procd d'Elaboration Spray plasma pour lectrode Photovoltaque , Mehrdad Nikravech LSMP -NANODISFLEX NANOmatriauxoxydespourDISpositifselectrochromesetphotovoltaquesFLEXibles ,ThierryToupance ISM -FORCO-PV Fortes concentrations pour la conversion photovoltaque de l'nergie solaire , Alain Dollet PROMES 12h30Djeuner dans les salons du Corum Revue des projets du PIE - Auditorium Einstein 14h00 E El le ec ct tr ri ic ci it t p pr ro op pr re e - - V Ve ec ct te eu ur rs s P Pi il le es s c co om mb bu us st ti ib bl le e - Prsident de sance : Franois Beguin -SOLINTENSE Intensificationdestransfertsdanslesrcepteurssolairesgazpressurishautetemprature ,Gilles Flamant PROMES -OTOGETH Optimisation Technologique dOxydes pour la Gnration Electrique Haute Temprature , Christophe Goupil CRISMAT -MENOXHY Dveloppementdenouvellesmembranescramiquesethybridesdenon-oxydespourlasparationde lhydrogne , David Cornu IEM -STEPPES NanotubeSdeTiO2ordonnEspourledveloppementdePhotoanodespourlaProductiondhydrognEsous illumination Solaire , Nicolas Keller LMSPC -HY-GEO Caractrisationdesprocessusdeproductiondhydrogneinduitsparlaltrationhydrothermaledeminraux ferromagnsiens , Muriel Andrani LST -Ameli-OPt AssemblagesMembraneELectrodesInnovantspourPileAlcalineMembraneSansPlatine ,Christophe Coutanceau LACCO -CO-CONPAC CO-CONception dun cur de Pile A Combustible PEM associ son convertisseur statique , Christophe Turpin 10 10 LAPLACE -SWCNT/HDL-Biopiles Conception de Biopiles base de Nanotubes de carbone monofeuillets et dHydroxydes doubles lamellaires , Serge Cosnier - DCM 16h00Pause-caf, espace posters Revue des projets du PIE - Auditorium Einstein 16h30 C Ch ha a n ne e d du u c ca ar rb bo on ne e - - S So oc ci io o- - c co on no om mi ie e - Prsident de sance : Jean-Marie Loiseaux -PYCATMIS CaptureduCO2associeauxractionscatalytiquesdepyrolyse/gazificationdeMiscanthusoudemlanges Miscanthus / bois , Alain Kiennemann LMSPC -DISCO2 Dissociation thermochimique et recyclage du CO2 en combustible solaire , Stphane Abanades PROMES -ReformagePlasmacat Procd de reformage CH4+CO2 et production de gaz de synthse par le couplage plasma/catalyse , Mehrdad Nikravech LSMP -COCASE Optimisation du Couplage des Procds de Combustion et de Capture du CO2 par Membranes , Eric Favre, LRGP -VAETII Vers une Autonomie Energtique des Territoires Isols/Insulaires , Sandrine Mathy CIRED -ActionRgionaleRIDER RseauetInterconnectivitDesEnergiesClassiquesetRenouvelables ,AlainFoucaranIES, Franois Briant IBM-Montpellier 18h00Session posters MERCREDI 30 MARS Les 4 ateliers : Restitution - Prsidents de sance : Michel Lebouch, Hassan Peerhossaini Auditorium Einstein 9hOOB Bi io o n ne er rg gi ie es s 9h30M Ma an na ag ge em me en nt t d du u v ve ec ct te eu ur r c ch ha al le eu ur r 10h00S St to oc ck ka ag ge e d d n ne er rg gi ie e p po ou ur r l le e v ve ec ct te eu ur r l le ec ct tr ri ic ci it t 10h30A Ac cc ce ep pt ta ab bi il li it t s so oc ci i t ta al le e d de es s N No ou uv ve el ll le es s T Te ec ch hn no ol lo og gi ie es s d de e l l E En ne er rg gi ie e 11h00Pause caf 11h30Confrence dbat - Jacques Villeneuve - BRGM Analyse du cycle des mtaux pour lnergie Prsident de sance : Patrick Le Qur 12h20Bilan et Clture du Colloque Dominique Wolton, CNRSPrsident de sance : Patrick Le Qur 13h00Djeuner dans les salons du Corum 1111 11 CONFERENCE PLENIERE Lest ockaged' l ectri ci t :unenj eupourl edpl oi ementdesnergi esrenouvel abl esetde mobi l i tl ectri que HlneBurlet,CEALiten,Laboratoired'InnovationspourlesTechnologiesdesEnergiesNouvellesetles Nanomatriaux, Grenoble Lerchauffementclimatiquereprsenteledfimajeurdesprochainesannes.LarponsedelEurope lurgencedelasituationaconduitladoptionen2008duPaquetEnergieClimat(amliorerl'efficacit nergtique de 20 %, porter 20 % la part de renouvelable dans la consommation finale d'nergie et rduire de 20%lesmissionsdeCO2parrapportleurniveaude1990).Auniveaunational,leGrenellede lenvironnement a dfini une feuille de route pour la France et les services du Ministre de la Recherche (DGRI) ontlancenjanvier2009unerflexionstratgiquenationaledontlevolet Energiedurable reprend lensemble des cadres rglementaires (POPE, PAC, Grenelle) afin de dfinir les priorits de recherche pour la France dans les prochaines annes. Cest dans ce contexte de dfi nergtique que se pose l'enjeu du stockage de l'lectricit. L'augmentation de la part des nergies renouvelables comme l'olien et le photovoltaque dans la production d'nergie lectrique pose le problmede la gestion de l'intermittence. La baisse d'mission degaz effet de serre en Francequi seraenpartieraliseparl'introductiondu vhicule lectriquerenforceralerisque dedsquilibredurseau lectrique li la future demande en recharges lectriques. La prise en compte de ces 2facteurs ncessitera d'adapterlerseaulectriquefranaisenyintroduisantdel'informatiqueetdel'intelligence(c'estcequ'on appelle le smart grid) couples des moyens de stockage de l'lectricit. Dans le rseau actuel, les carts entre productionet consommation en lectricit ncessitentdj la mise en uvre de moyens de rgulation. Ceux-ci sont multiples puisqu'ils interviennent soit au niveau de la production (injection/soutirage), soit au niveau de la consommation (par le biais d'une politique tarifaire par exemple) soit enayantrecoursdesmoyensdestockage.Diffrentesfonctionspeuventtredemandesauxmoyensde stockage en fonction de leur positionnement sur le rseau depuis la production jusqu'aux consommateurs: Lestockagepeutcontribuerassurerl'quilibreproduction/consommationenreportantdesgrandes quantitsd'nergiedespriodesdefaibledemandeverslespriodesdepointe,c'estlelissagedela charge; Lestockagepeutintervenirsurlaqualitducourantenparticipantaumaintiend'uneconsigneen frquence et en tension; Le stockage peut galement remplir la fonction de secours que ce soit pour pallier la perte d'un gros moyen deproductioncouplaurseau,ouunedfaillancelocale(lesinstallationsdestockagen'auront videmment pas la mme taille). Par ces 3 fonctions, le stockage interviendra directement sur la stabilit et la scurit du rseau lectrique. Avecl'augmentationdessources d'nergierenouvelablesintermittentes,lestockagedevraenplusassurer le contrle et la matrise de la puissance injecte sur le rseau: on parle alors de contrle de la production pour le couplage ENR. Lavaritdefonctionsdemandesaustockagesetraduitncessairementparunevaritdetypologiede moyens de stockage. Les diffrents moyens de stockage disponibles aujourd'hui seront voqus ainsi que les futures technologies comme par exemple le stockage par le vecteur hydrogne. Lesperformancescomparesdesdiffrentestechnologiesd'accumulateurs,desupercondensateurs,de systmes de volant d'inertie, d'air comprim (CAES) et de STEP (Station de Transfert d'Energie par Pompage) seront voques en fonction de leurs utilisations potentielles. Les critres de choix ne se limitent pas la seule 12 12 performance technique (puissance/capacit). Il faut galement tenir compte de considrations conomiques et environnementales,degestiondefindevieetenfindecontraintesderglementationetdescurit.Lecas particulierdel'hydrognecommemoyendestockageseragalementvoququecesoitdanslecasd'une installation isole alimente par une source EnR, ou comme moyen de rgulation une centrale nuclaire. Dansunedeuximepartienousaborderonsleproblmedustockagedanslecadredel'lectromobilit. L'introductionprogressivedesvhiculehybrides(thermique/lectrique),hybridesrechargeablesoutout lectrique se fera de faon contraste entre les pays. Pour la France, l'essor du vhicule lectrique commence tout doucement et partir de vhicules utilitaires. Le dploiement plus consquent du vhicule lectriquepour lesparticuliersncessitedesdveloppementsd'unepartsurlevhiculelui-mmeetd'autrepartsurles infrastructures. Concernant le vhicule, il s'agit de dvelopper des batteries moins chres, plus performantes et scurit accrue, d'amliorer leur suivi (jauges plus fiables, mesures de l'tat de charge, de l'tat de sant et de l'tat d'nergie permettant au conducteur d'tre rassur sur le fait qu'il arrivera destination ), de dvelopper dessystmesdegestiondesbatteriespourgagnerenautonomie,etaugmenterleurduredevie.Siles critressontidentiquespourlevhiculetoutlectriqueetpourl'hybridethermique/lectrique,lesvaleurs objectifssontellesdiffrentesentranantdessolutionstechnologiquesdiffrentes.Lessystmesoptimiss serontdoncfonctiondel'applicationvise.Sitouslesdveloppementsactuelssefocalisentsurles technologies Li-ion qui semblent les mieux rpondre aux enjeux de l'lectromobilit, les recherches sont dj en cours sur les systmes post Li-ion permettant de gagner encore en densit d'nergie comme le Li-air, le Li-S ou les systmes lectrolyte solide.Concernant l'infrastructure il faut imaginer un systme de recharges rapides scurises. Ces systmes spcifiques permettent de rcuprer 80% de la charge totale des batteries en trente minutes.Leurdveloppementseraassurconjointementparlesnergticiens,lesfournisseursdematriel lectriqueetlesconstructeursdevoitures.Siles2millionsdevhiculesannoncstermeenFrancesont chargspendantlesheurscreuses,lerseauactuelseracapabled'absorbercesurcrotdeconsommation, mais si les conducteurs utilisent massivement la recharge rapide dans la journe, le rseau ne pourra supporter ce pic de consommation que par la mise en place d'un systme de gestion appropri. On revient la notion de smart grid voque pour grer l'intermittence des sources d'nergie renouvelable. On imagine par exemple un systmedegestionpilotantplusieursbornesderechargesurleparkingdel'employeurafinderpartirles recharges des diffrents vhicules utiliss sur les trajets domicile-travail afin que tous soient rechargs la fin delajournedetravail.Danslecasparticulierdelamobilitsolaire,c'estdirequandl'lectricitservant rechargerlesbatteriesdesvhiculesrechargeablesprovientdepanneauxsolaires,ilfaudraimaginerun systme de gestion pour utiliser au mieux la production solaire. Cela ncessitera la mise en place d'un systme de gestion et des moyens de stockage complmentaires stationnaires! Au-del du vhicule lectrique aliment par des batteries, un deuxime scnario est en cours d'tude reposant surl'hybridationd'unebatterieavecunepilecombustiblefonctionnantl'hydrogne.Danscescnario alternatif, la pile peut tre vue comme un moyen d'augmenter l'autonomie de la batterie, ou au contraire c'est la batterie qui vient allger le fonctionnement de la pile par exemple en absorbant les pics de puissance. Quelque soit le type d'hybridation retenu, un des verrous actuels concerne le stockage de l'hydrogne dans le vhicule. La tendance actuelle s'oriente vers un systme de bouteilles comprimes pour les systmes embarqus. 1313 13 CONFERENCE DEBAT Di sponi bi l i t des mati res premi res pourl nergi e Patrice Christmann, BRGM, Direction de la Stratgie, Orlans Notre vieille, et si unique plante, la Terre L'industrieminireetlamtallurgiesontdetrsgrandsconsommateursd'nergie:22%del'nergietotale consomme en 2009 par l'industrie mondiale, selon les donnes dInternational Energy Outlook (Edition 2010, USDepartmentofEnergy,)onttconsommsparlaproductiondeferetd'acier(15%),deminraux industriels tels que le ciment, les phosphates et la potasse (6%) et de mtaux non-ferreux (3%). Or, une bonne partiedecetteproductionminireetmtallurgiqueestdestinelaproductiondelavastegammede substances minrales indispensables la production de l'nergie, et aux multiples formes de cette production que ce soient, par exemple, le cuivre de nos moteurs lectriques et des cblages lectriques, le niobium dans lestuyauxenaciershautelimited'lasticitdespipelinesindispensablel'industriedeshydrocarbures;le molybdnedesaciersspciauxncessaireslachaudronnerienuclaire;lenodymeetledysprosiumdes aimantspermanentsindispensablesauxolienneslesplusperformante;l'indium,legallium,le slnium etle molybdnedespanneauxsolairescouchesmincesauxslniuredecuivre,indiumetgalliumetsubstrat comportant du molybdne. Lesmondesdel'nergieetdesressourcesminralessontindissociables,tousdeuxlisparlesproprits uniques de chaque lment du tableau de Mendeleev. Quelles sont les substances d'origine minrale indispensables au vaste domaine de l'nergie? Que sait-on de nos besoins aujourd'hui? Quellesanticipationspeut-onavoirdesbesoinsd'unehumanitoaujourd'huiseulement1humainsur7vit dans un pays dont le produit intrieur brut est suprieur 8 par jour et per capita et o les questions lies aux ressources naturelles sont de la plus grande importance gopolitique? Quels sont les facteurs qui conditionnent la disponibilit de ces ressources? Quels sont les dfis surmonter pourrpondreactuelsetfutursauxbesoinsdel'UnionEuropenne,etdumonde,danslecontextedu dveloppement durable? Quelles sont les rponses ces dfis, au niveau franais et europen? La rponse ces dfis majeurs pour la France, l'Union Europenne et tout simplement pour l'cosystme Terre et l'humanit qui en dpend ncessite une approche horizontale, minemment multidisciplinaire. L'extrapolation prudente,avecunrythmedecroissancedelaproductionde3%/an,desniveauxdeproductionminire observs en 2008 montre qu'il faudrait au cours des prochaines quarante annes produire plus de ressources minralesqu'iln'enatproduitdepuisl'aubedel'humanit.Lesdfisncessitentunchangementdansle paradigmedudveloppement,deschangementsdanslesmodesdeconsommation,ungrandeffort d'ducation aux enjeux lis l'utilisation durable, co-efficiente, des ressources naturelles, une migration vers une conomie base sur le concept "3R": Rduire notre consommation de ressources naturelles non renouvelables, par exemple en dveloppant des produitsoffrantlesmmesfonctionnalitsauxconsommateursavecuneconsommationsignificativement rduite des intrants rares (certaines substances d'origine minrale, nergie, eau lorsque celle-ci provient de zonesfaiblerecharge)et/ouunegnrationsignificativementrduited'missionspolluantesdansl'air, l'eauoulessols;enliminantlanotiondeproduitsobsolescenceprogramme;ensubstituantlorsque cel est possible l'utilisation des substances rares par des substances plus abondantes; 14 14 Rutiliser tout ce qui peut l'tre, par exemple des composants d'quipements par ailleurs en fin de vie; Recyclerlessubstancesrares,dslorsquel'analysedeleurcycledevieintgrantlacollecteetle traitementdesproduitsenfindeviedmontreral'avantagedurecyclage.Lavalorisationdela"mine urbaine"constitueparlestockdesubstancesminrales"horssol"estunlmentimportantpour l'approvisionnement futur de nos conomies en matires premires minrales. Mais, malgr tous les progrs qui pourront raliss dans le dveloppement de l'approche "3R" et la valorisation denosressourcessecondaires,ilvafalloircontinuerdetrouverdenouveauxgisementsderessources minrales primaires pour satisfaire les besoins d'une humanit qui comportera 9 milliards d'individus en 2050 et sera trs fortement urbanise. Larechercheinterdisciplinaire,mobilisantlessciencesconomiquesetsociales,lesgosciences,lascience desmatriaux,lessciencesdel'environnement,laminralurgieetlamtallurgieetbiensrlesnombreuses facettesdes sciencesdel'nergieontunrlecardinaljouer.Ilfautunemobilisationdumondescientifique, mue par les impratifs du dveloppement durable, tant au niveau franais, qu'europen. L'InitiativeMatiresPremiresdelaCommissionEuropenne,lePartenariatpourl'Innovationquecelle-ci pourraitlancerd'icilafin2011dansledomainedesressourcesminrales,l'initiativequ'aprisleCNRSen assurantlacoordinationdumontaged'unepropositionpourunERA-NET"Matirespremiresminrales",la cration par le Gouvernement d'un Comit pour les Mtaux Stratgiques, les divers programmes natre des Investissements d'Avenir forment un cadre porteur d'avenir. 1515 15 CONFERENCE DEBAT Anal yse du cycl ede vi edes mtaux pour l ' nergi e Jacques Villeneuve, BRGM, Service Environnement et Procds, Orlans Cycles des mtaux Les mtaux ont t condamns tourner en rond pour l'ternit dans un "cycle biogochimique" qui les extirpe dumagmaverslasurface,lesvhiculesensurfacejusqu'deslieuxd'oilspourront,unjour,retournerau magma.Cecycleestalimentparlesnergiesconsidrablesetpatientes(millionsd'annes)quesontles nergies telluriques et solaires. DepuisleXXmesicle,lapattedel'hommeperturbeconsidrablementcescycles.Onparledecycle "anthropo-biogochimique". L'extraction desminerais partirde la crote terrestreest suivie de la sparation desminrauxporteursdemtauxdelaganguequilesenfermepourlesoffrirlapyromtallurgieou l'hydromtallurgie.Laproductiondesmtauxsefaitenutilisantdesnergiesfossiles(charbon essentiellement).Lesmtauxentrentensuitedanslesproduitsncessairesl'agricultureetl'industrie manufacturire.Decettedernirersulteleuraccumulationdansdesstocksanthropogniquesquiseront disperssleurtourparl'altrationmtorique,recyclsenpartieetdposssurlesoldemanireplusou moins bien contrle. L'impactsurlesdiverscompartimentsdel'environnement(air,biodiversit,biomasse,climat,eaux,sols,)par les activits humaines est considrable (pour le cas du cuivre:multiplication par 3 des fluxde cuivre dans les eaux de surface, par 2.7 dans les ocans, par 2.5 dans l'atmosphre, par 150 dans les sols, etc.). L'extraction detouslesmtauxparticipel'accroissementdesfluxvers(etdesstocksdans)touslescompartimentsde l'environnement terrestre et marin (Voir les travaux de l'universit de Yale, Rauch, 2009). Mtaux utiliss pour l'nergie Parmilesmatirespremiresutilisespourl'nergie,lesmtauxremplissentdesfonctionsquin'ontpasde substituts envisageables court terme (Cu et Al pour le transport d'lectricit par exemple). Le dveloppement rcentdusecteurdes"technologiesvertes",enparticulierdanslestockagedel'nergie,l'amliorationdes performances des moteurs lectriques, l'clairage basse consommation entrane une diversification de l'emploi desmtaux:accumulateursLi-ion(cobalt,lithium),aimants[Nd-Fe-B](dysprosium,nodyme,prasodyme, terbium),carteslectroniques(argent,palladium,platine,gallium),condensateurs(tantale),cransLCD (indium),lampesfluocompactes(terbium,yttrium,europium,gadolinium,lanthane,crium),LED(gallium, germanium), panneaux photovoltaques (argent, gallium, germanium, indium). Onutiliseainsidesmtauxdeplusenplusnombreux,couvrantpresqueleurdomainedelaclassification priodiquedeslments,enparticulierpourlaproductiond'nergiesrenouvelables(olien,photovoltaque). Lesapplications"technologiques"induisentlaprsenced'alliages,laminiaturisation,etladispersiondes produits, ce qui rend ces mtaux plus difficiles rcuprer et recycler et donc augmente les facteurs de leur dispersion. Energie utilise pour les mtaux Aujourd'hui,l'extractionetleraffinagedesressourcesmtalliquesdemandent810%del'nergieprimaire mondiale. La diversit gologique offre un profil de distribution du couple (tonnage-teneur) qui met en vidence une"barrireminralogique"(ditedeSkinner).Endedecettebarrire,lesmtauxsontuniformment 16 16 rpartis dans la crote terrestre, souvent en substitution atomique dans des minraux abondants (silicates). Au deldecettebarrire,ilssontconcentrsdansdesgisements,desteneurs"exploitables",dontletonnage diminueaufuretmesurequelateneuraugmente.Avecl'augmentationdestonnagesexploits,lateneur moyenne des gisements exploitables diminue. Ce phnomne s'observe sur de nombreux mtaux. Or,laconsommationd'nergiencessairelaproductiondesmtauxaugmentedemanireinversement proportionnelle la teneur des gisements. Cela apparat de manire patente quand on compare les missions de CO2 de la production de diffrents mtaux entre le cuivre (5 10 t CO2/t de cuivre produite prsent 0.8% en moyenne dans les gisements), l'argent (de l'ordre de 200 t CO2/t pour des gisements exploits quelques centaines de g/t), le platine (10000 t CO2/t pour des gisements de quelques g/t). Pour un mtal, quand la teneur baisse,l'exploitations'accompagned'uneaugmentationdelaconsommationd'nergie.C'estd'ailleurssurce conceptqu'estbaseunenotiond'impactsurla"dpltiondesressourcesnaturelles"danslesanalysesde cycledevie :l'impactdel'utilisationd'unmtalestmesuren"MJextra"quicorrespondausupplment d'nergie qu'il faudra fournir pour l'extraire l'avenir. Le cercle (vicieux?) mtaux/nergie Commedesonctl'nergiefossilefacilementaccessible[1]estaussidemoinsenmoinsdisponible,nous entronsdansuncerclevicieuxdel'exploitationdesressourcesminralesetnergtiques,l'unetant ncessaire l'autre: la tendance des teneurs des minerais ayant baiss, il faut plus d'nergie pour produire les mtauxet cettenergie est moinsaccessible.Laproductionde plusd'nergiencessitant son tourplus de mtaux,ilfautplusdematirespremiresminralespourproduiredel'nergie.Aquelpointpouvons-nous tablir les donnes ncessaires l'valuation de ce cycle, en kWh/kg pour une part et en kg/KWh pour l'autre? C'est assurment encore un beau sujet de recherche. L'exploitationdesressourcesd'nergiefossile,quiapermisentreautresnossocitsdes'quiperen infrastructures mtalliques, a vraisemblablement engendr des changements climatiques majeurs. Le besoin de compenser la diminution de la disponibilit des ressources nergtiques fossiles faciles d'accs, mais aussi de luttercontreleseffetsenvironnementauxquecauseleurutilisation,nousconduitaujourd'huiexploiterdes ressourcesminralesrarespourdvelopperl'efficacitnergtiqueetl'utilisationdesnergiesrenouvelables, sansnousproccuperoutre mesureduvritablebilan,tantnergtiquequ'environnementalauquelrisquede nous mener cette frnsie. Enoutre,silesressourcesnaturellesengnralsontdonnesl'humanit,ellesontl'heurdesetrouver ingalement rparties et objet d'appropriations avec des risques de comptitions violentes entre Etats-nations etinvestisseurs,dontlerleestcentral,puisqu'ililfaudrainvestirdestrilliardsd'eurospourdvelopperles sources d'nergie et de ressources minrales dont l'humanit aura besoin ces prochaines dcennies. S'il n'est pas possible de marquer chaque atome de mtal afin d'en dterminer le propritaire, il semblerait d'ores et dj thique de concevoir le systme de responsabilit, l'instar du CO2-eq, qui rende l'exploitation des mtaux, au travers du cycle anthropo-biogochimique, redevable des altrations potentielles venir du bien-tre humain et des pseudo-quilibres de la plante. Les mtaux sont une des bases du dveloppement conomique et social, ilseraitdommagequ'ilsdeviennentparlescapricesnonmatrissdeleurcycledevieunfacteurpouvant menacer cette mme vie.

[1] Il existe encore de trs abondantes ressources d'nergies primaires "non-conventionnelles" dont la mise en exploitation peut cependant s'avrer trs dlicate, cause du prix de revient potentiellement lev du kWhet desimpactsenvironnementauxpotentielsdeleurmiseenproduction;schistesbitumineux,hydratesde mthane 1717 17 LES PRESENTATIONS DES ATELIERS Parti ci pants aux groupesde travai ldes di ffrents atel i ers GroupeBio-nergiesChaleurElectricitAcceptabilit Animateur Gilles Peltier (CEA) Jean-Paul Gourlia (TOTAL) Jrme Perrin (RENAULT) Iskender Gokalp (CNRS) Adjoint(s) CNRS, Universit Mireille Bruschi Hassan Peerhossaini Christophe Goupil Bernard Multon Firmin Cuevas Michelle Dobr Lusin Bagla Membres Acadmiques Grard Goma Jrmy Pruvost Brigitte Meunier-Gontero Catherine Boyen Marc Rousset Ally Aukauloo Daniel Tondeur Sylvain Mauran Laurence Groguennec Salvatore Miraglia Annick Percheron Patricia de Rango Yvan Faure-Miller Jean-Claude Andr Yvan Faure-Miller Jean-Marie Loiseaux Pierre Matarasso Alain Nada Girolamo Ramunni Marie-Christine Zelem Markku Lehtonen (Sussex) ADEME Pierre Galtier Bruno Gagnepain Roland GrardStphane BiscagliaAlbane Gaspard AIR LIQUIDEFranoise Barbier BRGMLaurent Le Bel CEAGilles PeltierPierre MercierFlorence Mattera Alain le Digou Timothee Jobert Philippe Mallein EDFLaurent LevacherPhilippe Stevens Sylvie Douzou Mathieu Brugidou GDF-SuezOlivier GuerriniJean-Paul Reich IFPJean-Luc Duplan Bernard Bourbiaux Thierry Gauthier Valrie Sauvant Patrick-Paul Duval Franois Kalaydjian SAFT Anne de Guibert TOTAL Vincent Schachter Henri Strub Jean-Paul Gourlia Sophie de Richecour Ple de Comptitivit TENERRDIS Franoise Charbit 18 18 Bio-nergies Chaleur Electricit Acceptabilit 1919 19 BIO-ENERGIES PROHYD Producti ond hydrognases mul ti -rsi st antes Coordonnateur :Marie-ThrseGiudici-Orticoni,Lab.deBionergtiqueetIngnieriedesProtines,UPR 9036, Marseille Les partenaires : voir dtails page 106 Marianne Ilbert, Mouna Abbed, Laboratoire de Bionergtique et Ingnierie des Protines, UPR 9036, Marseille Ccile Jourlin-Castelli, Vincent Mejean, Laboratoire de Chimie bactrienne, UPR 9043, Marseille Dans un contexte de promotion des nergies propres, la recherche et la cration de nouveaux biocatalyseurs pour la consommation et la production de biohydrogne constitue un enjeu majeur et novateur tant sur le plan scientifiquequ'industriel.LeprojetPRODHYDvisecomprendreetutiliserlesbasesmolculairesdela rsistancedecertaineshydrognases,catalyseursrversiblesdeloxydationdelhydrogne,aux environnementsextrmesetmettreenplaceunestratgiedoptimisationdecesbiocatalyseurshaut potentieltechnico-conomique.Notrestratgieestbasesuruneslectiondeshydrognasesnaturellement rsistantes, la comprhension des bases molculaires de cette rsistance, la mise au point des conditions de production htrologue qui permettront loptimisation de cette rsistance. A terme lobjectif de ce projet est de lever les verrous conduisant la cration de nouvelles enzymes hybrides multi-rsistantes. Lesgnescodant pourdeux hydrognasesdun organismehyperthermophileAquifexaeolicusonttclons dansunorganismehteShewanellaoneidensis.Ceshydrognasesontcommeparticularitdtre particulirementrsistantesloxygneetauxsulfuresetdefonctionnerdestempraturessuprieures 80C.Nousavonsdoncdciddemettreenplaceleclonagepuislexpressiondelhydrognasesoluble (HaseIII) et de lhydrognase membranaire (HaseI). En parallle, nous avons mis en place une srie dtudes spectroscopiques afin de mieux comprendre leurs mcanismes de rsistance. Aprsunscreendesconditionsdeculturesetdesubstratsnergtiques,nousavonsmisenplaceune mthode de dtection rapide dune enzyme active in vivo par lectrochimie sur cellule entire associe une identificationparprotomiquefonctionnelle.Cestravauxontconduitlamiseenvidencedelexpression dune faible quantit dhydrognase recombinante active. Paralllement ces tudes, nous avons entrepris des recherches pour comprendre les bases molculaires de larsistanceauxinhibiteursdelhydrognase.Parlectrochimie,nousavonsainsimontrquelepotentiel dactivationdelenzymeestbeaucouppluslevqueceluidcritpourleshydrognases classiques suggrantdespotentielsdoxydorductiondesdiffrentscentresmtalliquesbeaucouppluslevsetdonc moinssensiblesloxygne.Cettehypothseatvalideparladterminationdesdiffrentspotentiels doxydorductionparFTIRetRPE.Parailleurs,lacombinaisondapprochesdetypeMssbaueretRPE rsoluesdansletempsontpermisdemontrerqueleclusterFeSproximaltaitpentacoordin.Cettatdu cluster semble tre commun lensemble des hydrognases nergtiques et rsistantes loxygne. Nostravauxsepoursuiventsurcetaxe.Leuraboutissementpermettradeleverlesverroustechnologiques lutilisation dhydrognases avec comme perspectives essentielles la cration et la production denzymes multi-rsistantesutilisablesdansunprocessusbiotechnologiquedeproductionet/ouconsommationde biohydrogne. [1] Infossi P, Lojou E, Chauvin JP, Charles L, Brugna M, Giudici-Orticoni MT. International Journal of Hydrogen Energy 35, 2010, 10778-10789 [2] Fourmond Vincent, Infossi Pascale, Giudici-Orticoni Marie-Thrse, Bertrand Patrick and Lger Christophe J. Amer. Chem. Soc. 2010 132(13):4848-57 [3]Pandelia,Maria-Eirini;Fourmond,Vincent;Tron,Pascale;Lojou,Elisabeth;Bertrand,Patrick;Lger, Christophe; Giudici-Orticoni, Marie Thrse; Lubitz, Wolfgang. J. Amer. Chem. Soc. 2010 132, 6991-7004 [4] Pandelia M-E; Tron-Infossi P, Giudici-Orticoni MT; Lubitz W. Biochemistry 49(41):8873-812010 [5] Maria-Eirini Pandelia, Wolfgang Nitschke, Pascale Infossi, Marie Thrse Giudici-Orticoni, Eckhard Bill and Wolfgang Lubitz PNAS 2011 sous presse 2020 20 REPROGRAMHYDROGEN Reprogrammati ondumtabol i smecyanobactri enpourune mei l l eure bi o-producti ond' hydrogne parti r d' nergi e sol ai r e Coordonateur : Corinne Cassier-Chauvat, Lab. Systmes Membranaires, Photobiologie, Stress et Dtoxication, URA 2096, Gif sur Yvette Les partenaires : voir dtails page 106 Laurent Cournac, Biologie Vgtale et Microbiologie Environnementales, UMR 6191, Saint Paul les Durance Ledveloppementfuturd'organismesphotosynthtiquescapablesd'utiliserl'nergiesolairepourunevraie productiond'hydrogneparvoiebiologiquepasseparune meilleure comprhensiondurledel'hydrognase dans le mtabolisme photo-autotrophique. C'est pourquoi, nous utilisons une approche de "Biologie Intgrative" pouranalyserl'influenced'uneproductionaccrued'H2surlemtabolismeglobaldelacyanobactriemodle SynechocystisPCC6803.L'hydrognasedeSynechocystiscomporte5sous-unitsprotiques,HoxEFUYH, codesparl'opronhoxEFUYH.HoxEFUformentlapartiediaphorasequialimenteenpouvoirrducteurla partie catalytique, HoxHY, qui produit l'hydrogne (H2) partir des protons. Cette production naturelle est faible ettransitoire;elledevraittre,prochainementaugmentegrceauxrsultatsimportants(soucheset connaissances) gnrs par notre projet impliquant 2 quipes d'expertises complmentaires,qui ont intensifi leurcollaboration.Lepartenaire1(URA2096)acaractrisl'architectureetlargulationdupromoteurde l'opronhoxEFUYHl'aidedesonvecteurdetestdepromoteurbassurlesfusionstranscriptionnellesau gnerapporteur cat(l'activit chloramphnicol-acetyltransfrasesedosefacilement). Lesdiffrentsfragments promoteursclonsdansceplasmideonttintroduitsdanslasouchesauvagedeSynechocystisetdans diverses souches mutantes dpourvues ou dpltes pour plusieurs rgulateurs transcriptionnels. Ceci nous a permis notamment de caractriser un nouveau rgulateur (ngatif) de l'opron hoxEFUYH. Par la technique de retard sur gel, nous avons montr que ce rgulateur "Hreg2" se fixe directement sur le promoteurhox; Hreg2 estdoncunrpresseurdel'hydrognase.Pourconfirmerceci,nousavonsconstruitunmutantdpourvu dHreg2 (AHreg2), et un autre mutant surproduisant Hreg2 (overHreg2). Comme attendu, nous avons vrifi, en collaborationaveclepartenaire2,quel'activithydrognase(mesureparspectrophomtrieenphase gazeuse)estrespectivement augmente(environ3 fois)etdiminuechezles mutantsAHreg2etoverHreg2, par rapport la souche sauvage..Ainsi le mutant AHreg2 est un chssis cellulaire intressant pour augmenter le niveau de photoproduction d'hydrogne par voie biologique. En outre, l'analyse du transcriptome de diverses souches mutantes et sauvage nous a galement permis de dfinir un premier modle du rseau de rgulation desgneshoxEFUYH,etdemontrerquelemtabolismeducarbone(assimilationduCO2),del'azoteetla productiondel'hydrognasesontintimementlis.C'estpourquoi,pourmieuxcomprendrel'influencedu mtabolismecyanobactriensurlaproductiond'hydrognase,nousdvelopp,encollaborationavecune quipedel'iBiTecSSaclay(LMM),unemthodeperformanted'extractionetd'analysedesmtabolitesde SynechocystisparLC-ESI/LTQORBITRAP.Noussommesdsormaiscapablesdedfiniretcomparerles profilsmtaboliquesdecellulessauvagesetmutantes,cultivesdansdiversesconditionsfavorisantla production d'H2. Paralllement,l'quipe2(UMR6191)agalementdfinidesconditionsdecultureetd'analysefavorisantle niveauetladurabilitdelaproductiond'H2(additiondeglucoseexogneenanarobiose).Dansces conditions,l'hydrognaseparticipeactivementaumtabolismecellulairequiseraanalystrsprochainement par les techniques de mtabolomique dveloppes par l'quipe 1. L'quipe 2 a galement analys des mutants de la sous-unit catalytique HoxH de l'hydrognase ainsi que de 2 sous-units de la partie diaphorase (HoxE et HoxF). Des mesures de l'activit de l'hydrognase ex vivo dans divers extraits cellulaires des souches mutantes etsauvageontpermisdemontrer,pourlapremirefois,queleNADPHjoueprfrentiellementunrle d'activateur de l'enzyme, tandis que le NADH sert plutt de donneur d'lectrons vers la sous-unit catalytique HoxH.L'quipe2aussimontrquelapartiecatalytique(HoxHY)del'ydrognasepeuts'assembler indpendammentdelaprsencedelasous-unitHoxE,quisertpluttderelaisdanslachanedetransfert dlectrons;tandisquelasous-unitHoxFjoueunrleessentielpourlactivationetletransfertdlectrons produisantl'hydrogne.Cesrsultatssontimportantspourunemeilleurecomprhensiondel'activationde l'hydrognase. L'ensembledenosrsultats(souchesmutantes,nouvellesconnaissancesdel'hydrognaseetprotocolede mtabolomique) sont importants pour une future reprogrammation du mtabolisme cyanobactrien permettant une meilleure photoproduction d'hydrogne par voie biologique. 2121 21 LIPALGProducti ondel i pi desparmi croal gues:di versi teti nfl uencedescondi ti onsde cul ture Coordonnateur : Jrmy Pruvost, GEPEA, Lab. Gnie des Procds Environnement Agroalimentaire, UMR 6144, Saint-Nazaire Les partenaires : voir dtails page 108 Yanic Marty, CEMCA Lab. de Chimie lectrochimie molculaire et Chimie analytique, UMR 6521, Brest Gilles Peltier, LB3M, Lab. de Bionergtique et Biotechnologie des Bactries et Microalgues, UMR 6191, Saint-Paul-lez-Durance Les microalgues prsentent un potentiel lev pour la production de biocarburant liquide. Cette bioressource se caractrisetoutefoisparsagrandediversit,lenombredespcestantestimplusieurscentainesde milliers.Ainsi, mme si certaines de ces microalgues sont aujourdhui envisages comme nouvelle source de lipides pour leur rendement de production suprieur aux plantes olagineuses, les lipides synthtiss peuvent tredenaturediverseaussibiendupointdevuemolculaire(hydrocarburesouacylsglycerol),classede lipides(neutres, phosphoou glycolipides) quede lacompositionenacidesgras.Lecaractreinnovantde ce projet rside dans la volont dtudier les profils lipidiques complets de diffrentes souches de microalgues et deleurpossiblevolutionenfonctiondesconditionsdeproduction,puisdediscutercesrsultatspourdes applicationsentantquebiodieseloubiokrosne.Celapasseparledveloppementdunensemblede mthodologiesquiconstituelecurduprogrammeLIPALG:analysedtailledeslipides,miseaupointde banc spcifique de criblage haut dbit, tude en photobioracteurs contrls. Lapremirepartiedeceprogrammeaeupourbutprincipaldtudierquantitativementetqualitativementles profils lipidiques de diffrentes souches de microalgues. Les efforts ont port principalement sur la prcision et lareproductibilitdelanalyseetce,enrelationtroiteentrelestroispartenairesafindedfinirdespratiques communesauniveauanalytique(intercalibrationdesprotocolesprexistants).Unsystmespcifiquede criblagehautdbitdesouchesagalementtmisenplacechezlepartenaireLB3M(culturesur microplaques de 96 puits en conditions de production de lipides). La mthode valide a tapplique sur une centainedesouchesdugenreChlamydomonas.Demaniresurprenante,ilatconstatlexistencedune variabilit intra-spcifique importante des capacits daccumulation de TAG avec identification l'issue du crible de3souchesdintrtprsentantdescontenusenlipideslevs.Cessouchesontalorsfaitl'objet dexpriences complmentaires montrant par exemple que le contenu intracellulaire en amidon est plus lev chez les souches accumulant le plus de TAG (contrairement une ide rpandue dans littrature). Plusieurssouchesd'intrtontfaitl'objetd'tudessystmatiquesenphotobioracteurs(souchesissuesdu crible du LB3M et une souche marine). Ces tudes ont montr que, malgr une accumulation plus marque de lipidespourcertainessouches(notammentcellesissuesducrible),uneproductivitenbiomasseinfrieure pouvait tre obtenue. Ce type dapproche est donc un complmentaire oblig aux tudes de criblage amont. La miseenplacedelanalyseenroutinedeslipidessurphotobioracteursapermisgalementdemieux comprendre la rponse du mtabolisme la carence en azote. Ainsi, une carence instantane en azote induit uneaugmentationducontenudesacidesgrastotauxquiestprincipalementlersultatdelaugmentationdu contenu des TAG. Cette augmentation explique galement lvolution des profils lipidiques. Au final, le contenu lipidique devient plus satur (volution favorable lapplication biodiesel). Ce phnomne a t observ sur les souchestypes(eaudouceetmarine),cequipourraitindiqueruncomportementgnraldesmicroalgues similaire face un stress azot. Cela reste nanmoins confirmer lors de la deuxime partie du programme par une tude largie de la biodiversit. 2222 22 Bi opi l es Mi crofl ui di ques Bi opi l es enzymati ques mi crofl ui di ques al cool s. Coordonnateur : Christophe Innocent, Institut Europen des Membranes, UMR 5635, Montpellier Les partenaires : voir dtails page 111 Louis Renaud, Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), UMR 5270 Amael Caillard, Groupe de Recherche sur lEnergtique des Milieux Ioniss (GREMI), UMR 6606, Orlans Llaborationdesourcesdnergieminiatures,autonomes,pourlalimentationdquipementslectroniques portatifs(calculette,tlphonesportables...)faitlobjetdenombreuxtravaux.Ledveloppementdesource dnergie alternative utilisant des catalyseurs biologiques, les biopiles, est un domaine en pleine expansion. Le systme que nous proposons dtudier est une biopile microfluidique capable de produire de llectricit en utilisant des catalyseurs enzymatiques. Le fonctionnement est assur par le jeu de deux ractions dlectrodes: lanode,loxydationcatalytiqueduncarburantparexempledelalcool(figure1)parlenzymeAlcool Dshydrognase (ADH)) et la cathode, la rduction de loxygne par lenzyme Laccase ou Bilirubin Oxydase. Departlesdimensionsgomtriquesdecesdispositifs,lesfluxdessolutionsdecarburantetdecomburant (oxygne dissous) circulent en parallle (rgime laminaire) dans un micro-canal sans mlange convectif. Letravailderechercheconsisteamliorerlesperformanceslectriques(transfertlectronique, stabilitdes enzymes) de ces micro-systmes. Lobjectif est de dvelopper des lectrodes mtalliques nanostructures en carbone, obtenuesparPVD(PhysicalVaporDeposition).Unecouchedenanotubesde carboneseraensuite dposeparCVDlasurfacedesdptsmtalliquespoursimultanmentimmobiliseretconnecterles enzymes. La structure de la couche (paisseur, densit) sera value en fonction de divers paramtres (nature du catalyseur et temprature) et caractrise par MEB. Les enzymes seront immobilises soit par greffage soit parpigeagedansunpolymre.Lefficacitdeslectrodesnanostructurescatalytiquesbasedenzymes sera teste dans une biopile microfluidique. Figure 1 : Schma de loxydation de lthanol Une thse finance par le ministre (MERS) a dbut sur ce sujet en octobre 2010 (Vincent TECHER). thanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrodethanolactaldhydeADHMedredNAD+NADHDiMedoxlectrode 2323 23 DIALOG DIAtomes: Li pi des et/Ou assi mi l ati on du Gaz carboni que Coordonnateur : Brigitte Gontero-Meunier, BIP-CNRS, UPR 9036, Marseille Les partenaires : voir dtails page 108 Frderic Carriere, EIPL-CNRS, UPR 9025, Marseille Le dioxyde de carbone ou CO2 atmosphrique a augment de 1860 (280 ppm) nos jours (360 ppm) de 28 % gnrant une augmentation de leffet de serre et une augmentation de la temprature moyenne de lair. Si cette augmentationsepoursuit,onpeutsattendreuneconcentrationde700ppmen2050.Deplus,leCO2 atmosphriquemmesionarrtaitdeleproduireresterait50100ansdanslatmosphre.Ltudede microalgues telles que les diatomes qui sont de vritables pompes carbone prsente donc un intrt majeur. En relation avec cette observation de laugmentation de la concentration du dioxyde de carbone, un des dfis essentiels de ce sicle concerne les nergies renouvelables et en particulier, un espoir repose sur le biodiesel. De nouveau, les microalgues ont un fort potentiel dans ce domaine. En effet, les algues linstar des plantes olagineusesontdveloppunmtabolismequileurpermetdaccumulerdeslipidessousformede triacylglycrols(TAG).Deplus,colonisantlesmilieuxaquatiques,ellesprsententunavantagevidentpar rapportauxplantescarellesnempitentpassurlaproductionagricoletraditionnelle.Notreprojetapourbut dtudier au niveau fondamental une diatome, Asterionella formosa. Le cycle de Calvin ou cycle responsable delassimilationduCO2estcentraletsesintermdiaires(mtabolites)aucarrefourdenombreusesvoies (synthse des acides amins, des glucides, du shikimate, des lipides et de la glycolyse). Cependant chez les diatomes,ilnexistequasimentpasdedonnesbiochimiquessurcecycle,malgrsonrlecrucial.Telest donclenjeudeceprojet:dcryptercettevoiemtaboliqueetsargulationchezlesdiatomes.Deplus,en parallle A. formosa, la rgulation de ce cycle chez dautres organismes ncessite dtre tudie. Nous avons tudilargulationdecertainesenzymesducyclechez16espces(MaberlySetal.,2010)pourtenter dextraire des principes gnraux qui permettront par la suite damliorer la fixation du CO2 et la production de lipides.Enfin,enfonctiondediffrentesconditionsenvironnementales,lecontenulipidiqueainsiquela composition en lipides de cette diatome ont t dtermines. Maberly, SC, Courcelle, C, Groben, R & Gontero, B. (2010) Phylogenetically-based variation in the regulation of theCalvincycleenzymes,phosphoribulokinaseandglyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenaseinalgae,J. Exp. Bot. 61 735-745. 2424 24 FUNZYMPLANT Etudedefai sabi l i tdeml angesd enzymeshydrol yti quesi ssuesdu champi gnoni ndustri el Peni ci l l i umfuni cul osumpourl abi odgradati ondecompl exes pol ysacchari di ques de pl antes Coordonnateur : Jean-Marie Franois, Laboratoire d'ingnierie des Systmes Biologiques et Procds (LISBP), UMR 5504 & INRA 792, Toulouse Les partenaires : voir dtails page 109 Thierry Giardina, ISM2/Biosciences, UMR 6263, Marseille Estelle Bonin, BIA UR 1268, INRA, Nantes Marc Maestracci, Adisseo/Cinabio, Toulouse Lobjectifdeceprojetestdexploiterlespotentialitsdesenzymeshydrolytiquesduchampignonindustriel Penicilliumfuniculosumpourlabiodgradationdecomplexespolysaccharidiques.Bienquecepotentiel hydrolytiquesoitdjutilisparAdisseocommeadditifenalimentationanimalesouslaformed'uncocktail d'enzymes appel 'Rovabio', celui-ci apparat largement plus important que prtendu. En effet, les donnes de squenagedugnomedecechampignon,rvlentuntrsgrandnombredegnescodantdesenzymes cellulolytiquesethemicellulolytiquesdontl'activitcatalytiquen'estpascejourcaractrise.Notreintention estdoncdecaractrisercesnouvellesenzymespotentielles,etnousavonsfocalisnotretravailsurdeux catgoriesd'enzymesimportantes:lesarabinofuranosidases(Abf)etlesxylanases(Xyn).Leclonagedes7 ABFetdes5XYNatralisparexpressionhtrologuechezPichiapastoris,suivideleurstudes biochimiques. Ce travail qui correspond aux lots 1 et 2 du projet est ce jour presque termin. Les principales donnes obtenues sont: lesXylanases:XynDdelafamilleGH10sedistinguedesquatreautresdelafamilleGH11paruneplus grande stabilit la T et par une activit optimale pH 5, alors que les autres se situent entre pH 3.5 et 4.0.Ellesprsententtoutesuneactivitsurlesarabinoxylanes(AXdebletmas),avecXynBetXynC ayant les meilleures efficacits catalytiques alors que XynE et XynF sont moins actifs et moins spcifique. Lesproduitsd'hydrolyses(xylooligosaccharides)relargusparchacunedesXynonttanalyss, montrantunmoded'actiondistinct dePfXynDparrapportcellesdelafamilleGH11. Deplus,ilexiste des diffrences d'action catalytique entre les pfXyn de la famille 11. Concernant les Abf: Nous avons constat que deux des 4 enzymes de la famille GH54 (AbfB3& AbfB4) ne montrent pas d'activit sur les AX, et que l'isoforme AbfB1 est celle exprimant la plus forte activit sur une gamme dAX d'origine diverse. D'autre part, la caractrisation des proprits enzymatiques des 3 enzymes de la famille GH62 est en cours. La suite prvue au cours des prochains 6 mois consistera effectuer les combinaisons d'enzymes entre Xyn et Abf,delestestersursubstrats'solubles'detypeAXetensuited'effectuerdesanalysesdedigestionde substratspluscomplexesenracteurtorique,misaupointactuellementparl'quipedeNantes.Cetteaction qui concerne le lot 3 du projet devrait commencer en septembre 2011. 2525 25 GESTION RATIONNELLE DE LA CHALEUR GIMEP Gesti on Intgre Mul ti si te de l ' Energi e etde l a Producti on Coordonnateur : Raphale Hetreux, Laboratoire de Gnie Chimique (LGC), UMR 5503, Toulouse Les partenaires : voir dtails page 105 Gilles Hetreux, Mujtaba Hassan Agha, Laboratoire de Gnie Chimique, UMR 5503, Toulouse Christian Artigues, Pierre Lopez, Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systmes, UPR 8001, Toulouse LeprojetderechercheGIMEPvisemettreaupointunprototypedesystmedegestionquicoupleles changesdnergieetlesactivitsdeproductiondansunrseaumultisite,ensappuyantsurlexprience complmentaireduLGCetduLAASdanslesdomainesdelnergieetdelagestiondelaproductionet des flux. Le projet GIMEP s'inscrit dans la continuit du projet exploratoire PRIME dpos lors de l'appel projet du programme interdisciplinaire nergie du CNRS en 2007. Ce dernier ayant permis de montrer l'intrt de la mise en place d'une gestion intgre de la production des biens et de la production des utilits, le projet GIMEP vise formaliser lapproche en dveloppant plusieurs aspects : Lepremieraspectconsistaittablirunformalismegraphiquegnriquepermettantdemodlisersans ambigutlesfluxmatiresetsurtoutlesfluxnergtiquestraversantlesystmeglobale(unitde productionetcentraledutilits).Celui-cipermetdereprsenterdessystmescomplexestelsquedes centralesdecognration(systmesconsidrsdanscettepartiedestravaux)quiapparaissent aujourdhuicommeunepremirerponsetechnologiquepouramliorerglobalementlerendement nergtique (taux de conversion "nergie primaire/nergie utile") dune installation.SappuyantsurleformalismeERTNainsilabor,lesecondaspectduprojetsestintress limplmentationdunprototypelogicielsappuyantsurcettemthodologieafindelavalidersurdescas dtudeset/oudesinstallationsdepartenairesindustriels.LeformalismeERTNconduitunerelation directeentrelareprsentationgraphiqueetlaformulationmathmatique.Achaquelmentsmantique correspond un ensemble de contraintes mathmatiques. Cette gnricit ouvre donc naturellement la voie audveloppementdunlogicieldemodlisationqui,partirdelareprsentationgraphiquedu comportement du systme, permettrait non seulement de valider le modle en sappuyant sur les rgles de construction dun modle ERTN mais aussi de gnrer de manire automatique le modle mathmatique.Cetoutilformelaensuitepermisdemodliseretdvaluerdiffrentsprocessusdegestiondesutilits. Notamment, le processus de gestion de type Maitre/Esclave classiquement rencontr sur les sites de productionestcomparunprocessus idal consistantgrerdemanireintgreetcohrentele fonctionnementdelunitdeproductionetlacentraledutilitsquilalimente,sachantquune implmentation raliste se situe mi-chemin. Pour dmontrer la faisabilit de cette approche et estimer les gains nergtiques potentiels, la programmation linaire en variables mixtes a t mise en uvre.Enfin, laspect rsolution a t le point trait plus spcifiquement par lquipe du LAAS. En effet, lobjectif vistantunoutildaideladcisionpourlagestionefficacedelnergie,deuxcaractristiques importantesdoiventtresatisfaites.Dabord,lestempsdersolutiondoiventtrecompatiblesavecla dynamique du systme de production et de gestion. Dautre part, il est souhaitable dobtenir un ensemble desolutions(etnonunesolutionunique)danslebutdintgrerlexpertisedugestionnaire,cequipeut constituer un atout important dans le processus de dcision. Sappuyant sur une modlisation restreinte du systme initial, diffrentes stratgies et/ou des techniques de rsolution ont t analyses. Ces diffrentes techniquesonttvalidestraversplusieurscasdtude,cequipermetprsentdenvisagerleur intgration dans loutil logiciel voqu plus haut. 2626 26 MIEMUF Mi cro-changeurs mul ti foncti onnel s Coordonnateur : Bertrand Garnier, Lab. Thermocintique de Nantes (LTN), UMR 6607, Nantes Les partenaires : voir dtails page 108 Herv Willaime, Fabrice Monti, Marie-Caroline Jullien, Lab. Gulliver, UMR 7083, Paris Michel Gradeck, Michel Lebouch, LEMTA, UMR 7563, Nancy Karine Loubire, Laurent Prat, Christophe Gourdon, LGC, UMR 5503, ToulouseBertrand Garnier, Ahmed Ould el Moctar, Hassan Peerhossaini, LTN, UMR 6607, Nantes Lobjectifgnralduprojetderecherche Micro-changeursmultifonctionnels estderendrepossiblele passageaucontinudeprocdsindustrielsderactionschimiquesquioffrentainsiunemeilleureefficacit nergtiqueainsiqu'ungainsurleplanscurit,conomiqueetenvironnemental.Cesmicro-changeurs multifonctionnelsassocientplusieursoprationsdebase :mlange,raction,transfertthermique, sparationsEn outre, la miniaturisation des canaux induit un plus fort rapport surface dchange sur volume delchangeuretunemeilleurematrisedestempratures.Finalement,leconceptde"micro-changeurs multifonctionnels"estparticulirementintressantlorsqu'il s'agitd'coulementsdefluidesavecdesractions fortementexothermiquesetcintiquerapidepourlesquelleslamatrisedesprocessusractionnelsest difficile.

Au cours de ce projet, les aspects hydrodynamique, thermique et chimique sont tudis avec des coulements de ractifs en monophasique ou diphasique avec des ractions modles (neutralisation acide-base, oxydation du thiosulfate de sodium). Dune manire gnrale, les techniques exprimentales constituent un verrou dans ltude et la matrise des processus ractionnels au sein des microracteurs, ceci tant li la faible taille des microsystmes tudis. Ainsi les travaux portent sur la mise au point et le test des techniques danalyse de la structuredelcoulementdanslesmicroracteurs(microPIVpourlechampdevitesse,polarographiepour le gradient parital de vitesse) ainsi que les techniques de mesure de temprature et de flux de chaleur. Pour ces dernires,onaprivilgilesprocdsdunepartlemoinsintrusifpossibleetdautrepartpermettantdes mesureslocalessurlinterfacefluide/paroiouauseindufluide(thermo-rsistanceencoucheminced'or, camra infrarouge, PLIF.). A ce jour, les principaux rsultats obtenus sont l'analyse des effets thermiques de la neutralisation NaOH/HCl grce la ralisation d'un fluxmtre 2D base de couches minces d'or thermorsistives d'paisseur 85nm qui permettent d obtenir des mesures avec des capteurs trs sensibles et trs peu intrusifs. Il est apparu que, pour detelscoulementsmonophasiquesavecdesdbitsderactifscomprisentre0,4et1mL/hetdes concentrationsde0,8mole/L,l'enthalpiederactionestretrouve7%prs,etquele mlangedesractifs pilote la cintique ractionnelle. La mesure de temprature au sein du fluide par -LIF ainsi qu'un procd de cartographie de temprature et de flux de chaleur par camra infrarouge sont en cours de mise au point. Sur le planhydrodynamique,lestravauxinnovantsconcernentl'effetdurapportdeformedesmicrocanauxsur l'coulementdiphasiquederactifs(ractionsengoutte)avecdesmesuresparmicro-PIVainsiquesur l'insertion d'lectrodes parmi les thermorsistances pour la ralisation de mesures par polarographie (gradient de vitesse ou autres). Les travaux ultrieurs porteront sur les coulements au sein de microcanaux structure 3Dpourlesquelsdestestsdefabricationontdjtralissavecsuccs,l'intrttantl'intensificationdu mlange et des transferts. 2727 27 INPACT INtensi fi cati ondes transferts dans l esPompes A Chal eur Thermol ectri ques -Coordonnateur : Julien Ramousse, LOCIE, FRE 3220, Le Bourget du Lac Les partenaires : voir dtails page 107 Gilles Fraisse, Lingai Luo, LOCIE, FRE 3220, Le Bourget du Lac Christophe Goupil, CRISMAT, UMR 6508, Caen Ceprojetexploratoireapermisdidentifierlesprincipauxverrousscientifiquesettechnologiquesla gnralisationdelutilisationdesystmesthermolectriquesenmodePeltierpourlesapplicationsdetype pompe chaleur dans lhabitat. Les principales avances de ce projet concernent lanalyse du fonctionnement du systme et le dveloppement de modles. Une synthse des diffrentes configurations de pompes chaleur thermolectriques releves dans la littrature a t effectue. La diversit des solutions proposes est rvlatrice de la varit des applications envisages. Ondistingueraalorslespompeschaleurthermolectriquesenfonctiondesfluidescaloporteursetdela naturedelcoulementdansleschangeursdechaleur.Cetravailbibliographiqueagalementmisen vidence les diffrentes solutions permettant dintensifier les transferts thermiques dans les changeurs, sans pnaliser lcoulement. Concernantlesaspectsmodlisation,ceprojetapermisdedvelopperunmodlebassurlanalogie lectrique.Lutilisationdunersistancethermiquequivalentepourmodliserlestransfertsdansles changeurs permet de simuler, avec le mme modle, diffrentes configurations dchangeurs. Lanalyse des rsultatsadbouchsurunepropositiondestratgiedegestiondunsystmedepompechaleur thermolectrique,constitudeplusieursunitsthermolectriques.Parlechoixdelaconfigurationapproprie (association cascade ou parallle) en fonction des conditions de fonctionnement, il est possible de maintenir le Coefficient de Performance maximal dune unit thermolectrique pour nimporte quelle demande de puissance (pourunediffrencedetempraturedonne).Lamodularitenfonctiondelademandeestassureparun systme de contrle et un rseau hydraulique modulaire laide dlectrovannes. Ce principe, dvelopp dans lecadredunethseCIFREaveclindustrielACOME,afaitlobjetdundptdebrevetcommun,rfrenc BFF100088,N:FR1053420.Enfin,denombreusessimulationsnumriquesonttentreprisesafinde caractriseretdecomparerdiffrentesconfigurationsdchangeurs.Cestravauxdoiventtreprolongspar uneoptimisationdelagomtrieenfonctiondelanaturedelchangeurretenu.Enfin,unerflexionat entamesur loptimisationdelcoulement fluidiquedanslecasdunchangeurassociplusieursmodules thermolectriques. Dansunderniertemps,diffrentespistesonttproposesafindtablirdescritrespertinentsdes performancesdusystme.NousavonsnotammentmisenvidencelancessitdecalculerleCOPdu systme en fonction des tempratures moyennes des fluides caloporteurs, et non en fonction des tempratures de face des modules thermolectriques, qui sont inconnues. Ce coefficient peut tre encore affin en intgrant laconsommationdesauxiliairesdecirculation,dueauxpertesdechargesdansleschangeurs,dansla puissance lectrique fournie au systme. Le choix de lchangeur de chaleur le plus appropri, en fonction de lapplicationvise,estfonctiondedeuxcritresopposs:uncoefficientdchangelevetdespertesde charges faibles. Pour rpondre ce choix, diffrents auteurs proposent dutiliser le critre defficacit1/ 3/ Nu f Lensemble de ces travaux a permis de renforcer la collaboration dj existante entre le LOCIE et le CRISMAT. Ces deux laboratoires prsentent des comptences clairement complmentaires pour ltude de ces systmes : approchesystmeetintensificationdestransfertspourleLOCIEetsynthseetcaractrisationdematriau thermolectrique pour le CRISMAT. Ces travaux ont donn lieu 4 communications orales, une publication et le dpt dun brevet. Deux autres publications sont en cours de rdaction. 2828 28 CITAMPEContrl eeti ntensi fi cati ondestransf ertsdechal euret demasseparauto -adaptati on de l a morphol ogi e des paroi s d change Coordonnateur :MarcMiscevic,LAboratoirePLAsmaetConversiond'Energie(LAPLACE/GREPHE),UMR 5213, Toulouse Les partenaires : voir dtails page 109 Louns Tadrist, Institut Universitaire des Systmes Thermiques Industriels (IUSTI), UMR 6595, Marseille Bertrand Nogarde, LAboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE/GREM3), Toulouse En termes dintensification des transferts thermiques, on distingue les techniques actives et passives. Mme si despotentialitsdoptimisationdes techniquespassivesdemeurent,lestrsfortsfluxdechaleurdissipspar llectroniquemodernencessiterontcourttermedallerplusloinqueleursimplemiseenuvre. Paralllementauxrecherchessurlintensificationdestransfertsthermiques,dimportantesavancesontt ralisesdansledomainelectromcanique.Le morphinglectroactif estunevoieparticulirement prometteusepouraugmenterlesperturbationsdescoucheslimitestoutenpermettantdavoiruneactionde contrle sur les coulements et les transferts. De plus il sadapte bien au cas des microcanaux de part mme la naturedesconceptsmisenjeu.Danscecontexte,ceprojetapourambitiondeconcevoirdenouveaux systmes de refroidissement auto-adaptatifs pour llectronique embarque, en rupture technologique avec les systmes existants. Pour cela, on se propose dexploiter simultanment : les transferts dnergie importants mis en jeu lors du changement dtat liquide-vapeur, lintensification des transferts provoque par la rduction des dimensions caractristiques (microfluidique), lemorphinglectro-actifdansunobjectifdunepartdintensificationdestransfertsetdautrepartde contrle des instabilits. En consquence, le programme de recherche en cours stablit comme suit : Ralisation dexpriences laide de maquettes de comprhension 1)dansunobjectifdecontrledcoulement:unetapeduprojetconsistedvelopperundispositif exprimental dtude du contrle des coulements pompage capillaire dans une gomtrie simplifie (de type plans parallles) utilisant pour lune des parois au moins un matriau mmoire de forme. 2)dansunobjectifdintensificationdestransferts:unemaquetteestdveloppepermettantdtudier leffetdunemodificationdynamiquedumilieuparutilisationdematriauxpizolectriquessurles transferts.Deplus,afinderendrelesystmeautonome,lespotentialitsd'utilisationdelaproprit pyrolectrique des matriaux pizolectriques pour fournir une source lectrique partir dune source de chaleur sont explores. Dveloppement doutils de modlisation et danalyse. Application au cas du refroidissement de llectronique. On sattachera dans le cadre de ce projet explorer les possibilits dextraction de densits de flux de chaleur trsleves,notammentgrceunefiabilisationdelchangeurdechaleurutilisantleconceptdesurface intelligente . 2929 29 REDINGOTE Rati onal i sati onEnergti quedel aDi sti l l ati onparl ' I Ntensi fi cati onetl a Gesti on Opti mal e des Transferts pour l ' Envi ronnement Coordonnateur : Hubert Monnier, LRGP, UPR 3349, Nancy Les partenaires : voir dtails page 105 Olivier Fudym, RAPSODEE Ecole des Mines dAlbi, Albi Leprojeta consisttudiercommentraliseretgrerdesgradientsthermiquesdans unsystme defaible dimension.Lapplicationvisetait laconceptiondunecolonne distillermicrostructurefilmtombant.Car eneffet,ilestdmontrquedansdenombreuxprocdsdetransformationdelamatire,lesdgradations entropiques, et les consommations nergtiques qui en dcoulent, peuvent tre minimises en rpartissant les fluxdnergiesdanslevolumepluttquauxbornesdusystme :cestlecasdeladistillationdiabatique. Cependant la ralisation et la gestion de profils thermiques contrls (gradients thermiques et tagements de temprature) dans les appareils classiques est difficile mettre en uvre pour des raisons techniques. Lamicrostructurationapermisdemettreenexerguelintrtdesonutilisationpourunetelleoprationde sparationmaisaaussimontrerseslimites.Eneffet,lesfaiblesdimensionsinternesassocieslagrande conductivit thermique du matriau constituant les parois du contacteur entranent lhomognit thermique de lappareil. Le travail a donc t de caractriser lappareil par des mesures thermiques avec un corps pur mais aussi avec unmlangebinairededeuxalcoolspourmontrerlafaisabilitdeladistillationmicrostructure.Afinde caractriser le transfert de chaleur travers le support micro structur, les coefficients de transfert de chaleur ont t dtermins exprimentalement. Les rsultats montrent que pour gnrer une phase vapeur, cela ne doit passeffectuerfortfluxdechaleurpourdesraisonsdasschementdesparois,decalfactionetde confinement. Le fonctionnement a donc lieu une faible diffrence de temprature (peu diffrent de 10C) ce qui est une bonne nouvelle car une faible diffrence de temprature permet de diminuer les irrversibilits. Dit autrement,ilseradansunfuturprochepossibledechaufferavecunfluidecaloporteurbasniveaude temprature. Par ailleurs, les mesures de visualisation thermique partir dune camra IR (RAPSODEE Albi), montreladifficultdegnrerunfilmliquidestablesuruneparoilisse.Lastructurationpermetainside stabiliser le film liquide. Les rsultats de simulations (LRGP Nancy) ont aussi montr que la structuration a un effetsurlecoefficientglobaldchange.Cependant,desexpriencessontncessairespourcorroborerses rsultats.Enfin,lesrsultatsexprimentaux,enprsencedunbinaire,ontdmontrlafaisabilitdune sparation microstructure, mme si celle ci doit tre amliore. La puissance de sparation (cf. Figure) a t calculepourdiffrentesconditions