Enseigner, rechercher, bâtir, innover

Les défis des économies

d’énergie à CPE Lyon

Février 2014

01

« La disponibilité d’énergie bon marché a été le moteur essentiel de la première révolution

industrielle, et un élément déterminant de progrès de nos sociétés, au plan de la santé,

du bien-être, de la liberté de mouvement.

Maintenant que nous comprenons la finitude de notre planète, nous devons entrer dans

un cycle nouveau où l’intensité énergétique de nos actions diminuera.

Fidèle à ses valeurs de « faire avant de dire », d’enseigner par l’exemple, CPE Lyon est

engagé dans un plan de réduction de sa consommation énergétique. Après une étude

du bâtiment, nous démarrons une modification radicale du système d’extraction d’air

dans les laboratoires, qui devrait permettre de diviser par trois la surconsommation de

chauffage qui en découle ; de plus, une réduction de bruit, une possibilité de densification

des manipulations, seront obtenues grâce à ces travaux.

Les deux filières de CPE Lyon sont engagées dans des recherches et des enseigne-

ments en lien avec les évolutions de production ou de consommation d’énergie :

la catalyse, l’utilisation de biomasse, les nouveaux réacteurs et le développement de

capteurs économes, la conversion d’énergie. »

« Avec ce dossier spécial, nous souhaitons partager avec vous le travail autour des

économies d’énergie et montrer qu’à l’intérieur de CPE Lyon, les économies d’énergie

ce n’est pas seulement éteindre un interrupteur de temps en temps, mais une vraie

démarche de fond.

Les économies d’énergie forment un thème transversal à l’école, qui interpelle et fédère

toutes ses composantes : les enseignants dans la conception de leurs cours, les élèves

ingénieurs dans le choix de leur futur employeur, la direction sur sa stratégie, les salariés

dans leur vigilance au quotidien, les services financiers sur le choix des investissements,

les services techniques sur l’étude de solutions pour l’amélioration du bâtiment, les cher-

cheurs sur leur thème de recherche.

Ce « cadre de lecture commun Développement Durable » nous souhaitons le diffuser à

l’extérieur du comité de chaire afin de le rendre visible aux parties prenantes de l’école

(étudiants, salariés, partenaires...) grâce à cette publication qui propose un point global

sur notre démarche autour du défi des économies d’énergie au sens large. »

A CPE Lyon, on économise l’énergie, mais pas notre énergie... pour le futur

Le chantier phare de la Chaire aujourd’hui : les économies d’énergie

Gérard PignaultDirecteur de CPE Lyon

Alessandra QuadrelliTitulaire de la Chaire Développement Durable CPE Lyon

ÉDITO

Remerciements

CPE Lyon remercie toutes les personnes

ayant participé à la rédaction de ce dossier :

Nacer Abouchi, Grégory Avenier, Claude de Bellefon,

Solenn Berson, Jacques Bousquet, Pierre Collet,

Jean-Luc Duplan, Fleur Gaultier, Christel Gozzi,

Christian Jallut, Daniel Lauze, Christine Liatard,

Gérard Pignault, Gaël Pillonnet, Gérard Privat,

Louis Roy, Catherine Santini, Valérie Thoraval,

Chloé Thieuleux, Mamadou Traoré

03

01 Le Développement durable à CPE Lyon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05

02 Sensibiliser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 Une participation à la semaine du Développement Durable, retour sur l’édition 2013

La transition énergétique : vers une société plus sobre

03 Enseigner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Une sensibilisation transversale et des approfondissements en spécialisation

Chimie, génie des procédés et économies d’énergie

Vers une électronique durable

La place centrale de l’Analyse du Cycle de Vie (ACV)

La Chimie Verte, un cours pour tous les chimistes

Vision…

d’un enseignant, d’un intervenant

de la Formation Continue CPE Lyon

des étudiants CPE Lyon

du département des sciences humaines et sociales

04 Rechercher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Exemples de recherche en matière d’économie d’énergie à CPE Lyon

Efficacité énergétique et gestion de la chaleur dans les réacteurs catalytiques au LGPC

Recherche CPE Lyon- INL sur les économies d’énergie

Exemple de R&D favorisant les économies d’énergie en téléphonie mobile

Exemples de thèses de doctorants

Des DELs plus lumineuses grâce aux lucioles

Les recherches en micro-électronique pour la réduction de consommation d’énergie dans les circuits intégrés

Recherches sur les économies d’énergie au sein du C2P2

Implication dans un projet « Energie renouvelable à partir de biomasse »

Les liquides ioniques : un milieu innovant pour le stockage d’énergie

Conversion du CO2 en carburant et molécules à plus haute valeur ajoutée

Action phare de la Chaire : Le CO2 Forum

05 Bâtir et améliorer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Un bilan énergétique pour aller plus loin dans les économies d’énergie

La gestion des énergies dans le bâtiment

L’air

L’eau

Le chauffage de l’air et de l’eau chaude

L’électricité

06 Travailler dans le domaine de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 L’énergie : leur activité au quotidien

Solenn Bersonn (CPE Lyon C 2004), INES CEA

Jean-Luc Duplan (CPE Lyon Escil 1986), IFP Energies nouvelles

Grégory Avenier (CPE Lyon E 2002), STMicroelectronics

07 Participer à des projets collectifs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 La gestion des énergies sur le Campus Lyon-Tech-La Doua

Interview de Daniel Lauze (Président du Service Interuniversitaire du Domaine de la Doua)

Les grands enjeux énergétiques du campus

A travers les réseaux

Ideel, l’Institut des énergies décarbonnées et écotechnologies de Lyon

Axel’One : une plateforme d’innovation collaborative dédiée à la chimie et à l’environnement

SOMMAIRE

Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

Introduction

01La collégialité rend aussi plus tangible

le sens de l’engagement

et augmente la portée des actions.

07Créée en 2009, en collaboration avec la société Dow

Chemical, la chaire a, dans un premier temps, servi

à fédérer les actions « Développement Durable »

de l’établissement.

L’école était en effet déjà imprégnée de cette culture

et beaucoup d'acteurs de l’école menaient des

actions conceptuellement liées au Développement

Durable.

Une montée en puissance depuis 2009

Exemples des actions pré-existantes à la chaire :

➜ une majeure « Chimie et procédés appliqués à l’envi-

ronnement » pour les étudiants en chimie,

➜ de nombreux programmes de recherche des labo-

ratoires de chimie et d’électronique de CPE Lyon

sur des thématiques telles que la « chimie verte » ou

l’aide à la conception de circuits de gestion d’éner-

gies d’applications nomades (téléphone cellulaire,

lecteur DVD, GPS, ...),

➜ une politique forte de tri des déchets à l’intérieur de

l’école et dans les laboratoires,

➜ une participation active depuis 2008 à la semaine du

Développement Durable.

Actions renforcées depuis la création de la Chaire :

➜ l’introduction de cours sur l’Analyse de Cycle de Vie

(ACV) en tronc commun pour tous les étudiants de

CPE Lyon (filières CGP, ETI et IRC),

➜ la création d’un colloque international sur la valorisa-

tion du CO2,

➜ la participation au programme doctoral « SINCHEM

Sustainable Industrial Chemistry » (Diplôme de doc-

torat en chimie) visant à établir une formation euro-

péenne d’excellence multi-sites pour des doctorants

dans le domaine de la chimie durable et de la chimie

verte,

➜ le bilan énergétique des bâtiments.

La Chaire Développement Durable CPE Lyon, dont Ales-

sandra Quadrelli est titulaire, s’appuie fortement sur le

travail collégial. Les réunions de chaire en elles-mêmes

sont des moments de partage d’informations, d’analyse

commune et de prise de décisions collectives.

En fédérant ainsi plusieurs acteurs de l’école activement

engagés dans le développement durable dans leur champ

de compétences (la direction, l’enseignement, la commu-

nication et les relations entreprises, les achats, les services

techniques, la recherche, ...), la chaire contribue à donner

une cohérence et une dynamique d’ensemble à toutes ces

initiatives diffuses. La collégialité rend aussi plus tangible

le sens de l’engagement et augmente la portée de ces

actions.

La chaire 06

Le Développement DurableInterview de Gérard Pignault dans le journal Partners (Juillet 2012)

Interview

Que signifie pour vous le développement durable au sein de l’école ?

GP : Le développement durable à CPE Lyon, c’est à la fois une ambition pédagogique, celle de préparer les futurs ingénieurs à un monde dans lequel ces principes seront à l’œuvre, dans lequel ils devront être des moteurs de progrès, et aussi une gestion de notre système – effectifs, bâtiment, pratiques, qui sera un exemple et un laboratoire d’essais. C’est quelque chose dans lequel nous croyons et que nous voulons transmettre.

Quels sont les défis que doit relever l’école dans ses missions majeures d’enseignement et de recherche, sur les sujets de l’économie d’énergie ?

GP : Il faut, dans ce domaine, gérer les économies sans mettre en péril l’équilibre financier ; et commu-niquer car les systèmes techniques ne sont rien sans ceux qui en sont les utilisateurs. Il faut surtout Apprendre à appréhender les sujets dans l’état d’es-prit des analyses de cycle de vie, c’est-à-dire en en examinant tous les effets, largement, au sens du temps et des parties prenantes.

Sous quelles formes CPE Lyon travaille sur sa propre efficacité énergétique ?

GP : CPE Lyon a déjà réalisé des opérations d’éco-nomie d’eau potable – en utilisant de l’eau de la nappe pour les usages non critiques, et expérimente un chauffe-eau solaire sur la plate forme Nanochimie. L’enjeu principal maintenant, après un diagnostic énergétique, est de réduire la consommation de gaz et d’électricité en modifiant les hottes des labora-toires de chimie afin de les rendre plus sobres. Elles concourent à la moitié de notre consommation de gaz naturel, un gain d’un facteur trois est atteignable.

Qu’apportent les travaux de la Chaire Développement Durable CPE Lyon sur cette problématique ?

GP : La chaire permet des échanges entre plusieurs équipes de l’école - enseignants, scientifiques et SHS, chercheurs, services généraux- et elle permet de co-financer un colloque bisannuel sur la valorisa-tion du CO2, qui réunit scientifiques, industriels, et poli-tiques. Cette chaire nous permet d’avancer dans un chemin complexe et de bénéficier des conseils d’un industriel reconnu, Dow France, qui nous a aidé à la création de la chaire. C’est aussi un outil de rayonne-ment de notre école.

Photo : Tri des déchets DEEE à CPE Lyon

La chaire

Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

Sensibiliser

02La transition

énergétique est le passage à

une société plus sobre et plus écologique.

1111

La transition énergétique : vers une société plus sobre

La transition énergétique, qu’est-ce que c'est ?1 La transition énergétique est le passage d’une

société fondée sur la consommation abondante

d’énergies fossiles, à une société plus sobre et plus

écologique.

Concrètement, il faut faire des économies d’énergie,

optimiser nos systèmes de production et utiliser le

plus possible les énergies renouvelables. Aller vers

un modèle énergétique qui permette de satisfaire

de manière durable, équitable et sûre, pour les

hommes et leur environnement, les besoins en

énergie des citoyens et de l’économie française

dans une société sobre en énergie et en carbone.

C’est un nouveau modèle à inventer : plus juste,

porteur d’emplois et d’activités économiques.

L’énergie, nécessaire à tous les domaines de la vie

quotidienne, devient de plus en plus chère, rare et

polluante. Un nouveau modèle de production et de

consommation doit émerger1.

CPE Lyon a conçu pour son exposition,

un poster présentant le point de vue

institutionnel donné par le ministère,

dont voici une synthèse1 :

www.transition-energetique.gouv.fr

Climatologue et membre du conseil d’administration du groupe d’experts inter-gouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) ; fait partie du comité de pilo-tage du « conseil national du débat sur la transition énergétique ».

Le conseil national est l’instance qui doit fixer les orientations du débat national et organiser la formulation des recommandations qui servent de base à la loi

de programmation pour la transition énergétique, prévue pour l’automne 2013.

Jean Jouzel CPE Lyon • Promotion ESCIL 1968

Sensibiliser

1 www.transition-energetique.gouv.fr

10

Thème 2013 : la transition énergetique

Exposition de posters dans le hall de CPE Lyon présen-

tant le thème de la transition énergétique, le diagnostic

énergétique des bâtiments et son plan d’action en faveur

des économies d’énergie au sein de l’école.

Rénovation écologique

Présentation du livre de Pierre Lévy

sur la rénovation écologique

en présence de l’auteur.

Transport doux

Gilets fluos CPE Lyon offerts aux étudiants cyclistes

Analyse du Cycle de Vie (ACV)

Cours aux année 3 assuré par un intervenant de l’IFP Energies

Nouvelles (IFPEN) : Pierre Collet (voir article ACV page 18)

Ateliers de sensibilisation ludiques :

ateliers conçus par les étudiants de l’Institut Génie de l’Envi-

ronnement Eco-développement de l’Université Claude Bernard

Lyon 1 : traitement de l’eau, déchets, énergie et transport…

Une participation régulière à la semaine nationale du développement durable

Depuis 2008, CPE Lyon participe à la Semaine du

Développement Durable du Ministère de l’Ecologie,

de l’Energie, du Développement Durable et

de l’Aménagement du territoire autour d’animations

et de rencontres. En 2013, diverses actions autour

de la transition énergétique, thème choisi par

le Ministère, ont été mises en place.

Sensibiliser

Photo : Animations durant la semaine du développement durable 2013

1312

Consommation d’énergie finale en France1

Au cours de la période 1973 - 2011, la part de l’industrie (y compris sidérurgie) diminue fortement, de 36 % à 21 %, celle du secteur résidentiel-tertiaire gagne deux points, en passant de 42 % à 44 %, alors que le secteur des trans-ports progresse significativement de 19 % à 32 %.

La France est dépendante à :

99 % des importations pour sa consommation de pétrole

98 % pour sa consommation de gaz

11,5 milliards d’euros d’importations en 2011 pour le gaz naturel

50 milliards d’euros d’importations en 2011 pour le pétrole

Le taux d’indépendance énergétique relatif à l’électricité est de 112,5 % en 2011.

Les énergies renouvelables restent aujourd’hui minori-taires dans la consommation et la production d’énergie en France.

2011, production primaire de l’ensemble des énergies renouvelables (électriques et thermiques) : 19,5 Mtep3.

46 % bois-énergie

20 % hydraulique

10 % biocarburants

7 % les pompes à chaleur

Les autres filières totalisent les 17 % restants.

Les enjeux de la transition énergétique sont triples :

➤ Écologiques : réduire nos émissions de gaz à effet de serre et maîtriser l’ensemble des impacts environ-nementaux et sanitaires.

➤ Économiques : réduire notre dépendance énergé-tique, gagner en compétitivité et créer de l’emploi.

➤ Social : maîtriser le prix de l’énergie pour lutter contre la précarité énergétique.

La France reste majoritairement consommatrice de pétrole (43 %) et d’énergie fossile en général (65 %).

Face à ces contraintes, la France doit aujourd’hui réduire ses importations d’énergies fossiles et respecter ses enga-gements européens.

La France est tenue par trois objectifs d’ici à 2020 :

➤ Réduire de 20 % ses émissions de gaz à effet de serre.

➤ Réaliser 20 % d’économies d’énergie.

➤ Porter la part des énergies renouvelables à 20 % de la consommation d’énergie.

43 %de pétrole

65 %d’énergie fossile

3 Mtep : million de tonnes équivalent pétrole

Sensibiliser

En chiffres1

Consommation d’énergie finale

en 20112

32 % 21 %

44 %3 %

Répartition par forme d’énergie

en 2011

24 %

9 %

43 %

4 %

21 %

Production d’énergie

renouvable en 2011

3,92,1

1,3

3,3

1,3 %

1,1 %

0,3 %0,3 %0,2 %

0,1 %

Déchets urbains renouvables

éolien

biogaz

résidus agricoles

solaire thermique

géothermie

Industrie (sidérurgie compris)

Biocarburants

PétroleAgriculture

Bois-énergie

Électricité

Résidentiel tertiaire

Pompes à chaleur

Autres

Charbon

Gaz

Transport

Hydraulique

Énergies renouvables

8,9

1 www.transition-energetique.gouv.fr2 Hors usages non énergétiques

Sensibiliser

Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

Enseigner

03La problématique de l’énergie a été intégrée aux cursus, notamment avec un cours

spécifique sur l’analyse du cycle de vie. Enseignants et étudiants, intervenants dans le cadre de la

formation continue, tous ont le défi des économies d’énergie à relever.

1716

Les réactions chimiques consomment de l’énergie, soit pour pouvoir se faire, soit simplement pour

l’amorçage lorsqu’elles peuvent se faire « naturellement ». Dans tous les cas, la température est un

facteur favorable à la cinétique de la réaction.

Les enjeux d’économie d’énergie et de développement durable sont donc fortement pris en compte

dans l’industrie et dans la recherche dans différents domaines de la chimie.

A CPE Lyon, ces questions sont abordées dans le tronc commun de la formation des ingénieurs en

chimie et procédés, dans les aspects théoriques et dans la mise en situation professionnelle, lors des

projets. La compréhension de la cinétique, du processus d’action des catalyseurs, la recherche et

l’utilisation de nouveaux catalyseurs, de nouveaux solvants, voire l’abandon quelquefois de solvant,

permettent de réduire significativement le besoin énergétique.

Ces aspects sont détaillés dans différents enseignements : synthèse, phénomènes de transferts,

cinétique, catalyse et leurs applications dans le dimensionnement et l’optimisation des performances

des installations, en prenant en compte les contraintes d’environnement et de coût, à l’occasion de

projets.

Enfin, dans l’approche expérimentale, la réduction des quantités de réactifs et de solvant en main-

tenant les objectifs qualitatifs et quantitatifs, la prise en compte du cycle de vie et du recyclage

des produits contribuent à cette même problématique de développement durable et de conception

éco-responsable.

Des projets de fin d’études d’étudiants sont régulièrement sélectionnés pour des récompenses dans

le domaine de l’environnement et du développement durable (prix des amis de l’Université de Lyon).

Une électronique durable est une électronique fiable qui maîtrise le cycle de vie des produits qu’elle

met sur le marché avec des modèles économiques viables et durables. CPE Lyon oriente sa forma-

tion vers cet objectif afin que nos futurs ingénieurs contribuent au changement des modèles d’inno-

vation. CPE Lyon investit également avec ses enseignant-chercheurs sur cette thématique.

Nous sensibilisons les futurs chercheurs et concepteurs électroniciens à la totalité du cycle de

vie des produits qu’ils développent. Les enjeux auxquels nous voulons sensibiliser nos étudiants

sont notamment la diminution de la consommation des circuits, la durée de vie et le recyclage des

produits, ainsi que l’étude de la toxicité des composants intégrant les circuits électroniques.

L’étude de l’électronique durable est transverse aux différents modules étudiés à CPE Lyon, dont les

systèmes embarqués, les cours d’électronique de puissance et la gestion de l’énergie et les réseaux

de capteurs.

Des travaux de recherche au sein du département Electronique-Télécommunications-Informatique

sont en lien direct avec l’électronique durable, notamment par l’étude de la réduction de la consom-

mation d’énergie des systèmes électroniques miniatures.

Chimie, génie des procédés et économies d’énergie

Vers une électronique durable

Mamadou Traoré Directeur de la filière Chimie-Génie des ProcédésDirecteur des Etudes

Nacer AbouchiDirecteur de la filière Electronique-Télécommunications-Informatique

Enseigner

“

“

Une sensibilisation transversale et des approfondissements

en specialisation

Dans les deux filières d’ingénieurs CPE Lyon,

les directeurs pédagogiques sensibilisent les étudiants aux

enjeux de l’énergie. Nous avons demandé à chacun

comment cette problématique traversait les enseignements.

Voici leur vision.

Enseigner

1918

Le cours spécifique sur l’ACV faisait déjà partie de la Majeure « Chimie et procédés appli-qués à l’environnement » conduite par Françoise Bélières. Désormais, tous les étudiants en année 3 sont initiés à l’ACV. Dans ce cadre, Pierre Collet (IFPEN) a animé un cours de deux heures auprès des étudiants en 2013. Voici son point de vue en tant que docteur en ACV bioénergie.

La place des impacts environnementaux liés à l’activité humaine occupe de plus en plus le devant de la scène. L’Analyse de Cycle de Vie est un outil d’évaluation qui se focalise sur les impacts environnementaux liés aux biens ou services consommés. Cette approche permet de déterminer les priorités d’action à mener pour diminuer les impacts liés à la satisfaction d’un besoin. Il s’agit d’une méthode normalisée (ISO 14040 et 14044) d’évaluation d’un système (produit ou service).

La définition fournie par la norme est la suivante : « L’ACV est un outil d’évaluation des impacts sur l’environnement d’un système incluant l’ensemble des activités liées à ce système depuis l’extraction des matières premières jusqu’au dépôt et traitement des déchets. ».

Tous les impacts potentiels sur l’environnement sont quantifiés, depuis l’extraction des matières premières jusqu’au traitement des déchets (« du berceau à la tombe » selon l’expression consacrée). Il s’agit donc d’une approche globale. Elle est multi-étapes (l’en-semble du cycle de vie associé au produit ou service étudié est considéré), ce qui permet d’identifier les transferts éventuels de pollution entre différentes étapes. Dans l’exemple de la figure ci-dessous, le processus le plus impactant dans la configuration (1) est la fabrication. La diminution de son impact dans la configuration (2) entraîne un transfert d’impact entre le processus « fabrication » et les processus « extraction de matières premières » et « valorisation », mais pas nécessairement une amélioration du bilan global.

Cette approche est aussi multicritères (plusieurs catégories d’impact sur l’environnement sont évaluées). La comparaison entre deux technologies remplissant une même fonction permet donc également d’identifier et éventuellement d’éviter les transferts de pollution entre différents impacts.

Cet outil d’analyse environnementale est utilisé dans de nombreux domaines, dont celui du développement de l’utilisation d’énergies nouvelles.

L’ACV est donc devenu un outil indispensable dans l’évaluation des impacts des nouveaux systèmes énergétiques. Le développement de collaborations avec d’autres domaines de compétences comme le génie des procédés et la modélisation économique est aujourd’hui étudié afin de rendre cet outil plus complet et d’élargir le champ d’étude de l’approche ACV classique.

ACV, un cours spécifique

L’ACV est un

outil d’évaluation

des impacts sur

l’environnement

d’un système

incluant l’ensemble

des activités liées

à ce système depuis

l’extraction des

matières premières

jusqu’au dépôt

et traitement

des déchets.

Impacts

Impacts

Matièrespremières

Fabrication Distibution Utilisation Valorisation

Matièrespremières

Fabrication Distibution Utilisation Valorisation

1

2

Enseigner

Exemple de l’évolution d’un processus guidé par l’ACV (voir texte)

La place centrale de l’Analyse

de Cycle de Vie (ACV)

Dès la création de la Chaire Développement Durable,

un état des lieux a été établi sur l’approche à mener pour intégrer

intelligemment différents concepts dans le cursus des futurs

ingénieurs. Les membres de la Chaire ont unanimement décidé que l’ACV devait constituer le socle

commun, dans les deux filières, de la sensibilisation

au Développement Durable.

Enseigner

2120

La « chimie verte » un cours pour tous les chimistes

Depuis 2010, tous les élèves ingénieurs chimistes CPE Lyon apprennent les 12 principes de la « chimie verte » en tronc commun pendant le cours « chimie organométallique ». Le concept de la « chimie verte » traverse l’en-seignement et des focus ont lieu au cours de conférences de spécialistes. Cette année, une intervention sur « la chimie verte en chimie médicinale » a été donnée par Matthew Campbell-Crawford, chercheur (GSK).

La « chimie verte » peut se voir comme une réponse à plusieurs variables pour un

problème complexe- on pourrait dire une réponse systémique- à la question : « Vers où

diriger la chimie pour améliorer son impact sur l’environnement ? ». L’un des piliers des

principes de la chimie verte est la réduction de la consommation d’énergie, en particulier

à partir des ressources fossiles.

Naissance de la « chimie verte » en 1998

Paul Anastas et John C. Warner, de l’agence Américaine de la protection de l’environne-

ment formalisent, en 1998, des voies directrices pour l’avancement de la chimie indus-

trielle -et plus largement de la chimie- vers des procédés et des voies de synthèse plus

respectueux de l’environnement. Ils traduisent en termes chimiques ce que veut dire

« plus de respect pour l’environnement » : il s’agit, par exemple, de concevoir des voies

de synthèse directe vers les produits voulus (en minimisant les co-produits qui sont de

facto des déchets de la réaction, et donc synonymes de gâchis de matière et d’éner-

gies), de généraliser l’utilisation des catalyseurs, ces molécules et matériaux capables

de trouver des chemins réactionnels moins coûteux en énergies et plus efficaces – ou

encore d’arriver, par la chimie, à stocker les énergies renouvelables.

Les « 12 principes » de la chimie verte ont été largement relayés depuis.

L’un des piliers

des principes de

la chimie verte est

la réduction de

la consommation

d’énergie, en

particulier à partir

des ressources

fossiles.

Le cœur de la chimie verte tient en un mot : « réduction »

non renouvables Ressources

Solvant

Éner

gie

CoûtsDéchets Risque

s

Enseigner

Rencontre avec Pierre Collet

Pierre Collet (IFPEN) jeune ingénieur agronome, spécialisé

en gestion de l’eau, des milieux cultivés et de l’environne-

ment et docteur en ACV bioénergie, détaché au sein de

l’IDEEL, l’Institut des énergies décarbonées et écotechno-

logies de Lyon. (voir page 59)

Après une formation d’ingénieur agronome (Montpellier

SupAgro), Pierre Collet travaille sur sa thèse au Laboratoire

de Biotechnologie de l’Environnement (INRA Narbonne) qui

portait déjà sur l’ACV et sur les biotechnologies de l’en-

vironnement par la production de bioénergie à partir de

micro-algues. « Ce que j’aime dans l’ACV, c’est que c’est

pluridisciplinaire et que cela nourrit directement les choix

technologiques des industriels et des PME », explique Pierre

Collet. Au sein de l’IFP Energies Nouvelles, dans le Dépar-

tement Economie et Evaluation Environnementale (D3E)

depuis 2012, il est récemment détaché au sein d’IDEEL :

« Après avoir travaillé dans de grandes structures, l’IDEEL

m’intéressait pour l’aspect intégration. Il y a tout à bâtir.

J’aime bien l’idée de faire naître un projet et de le porter

autour de la vallée de la chimie lyonnaise. Nous sommes

une petite équipe de sept personnes réparties sur trois

plateaux. Je travaille sur l’évaluation environnementale. ».

Concilier science et conscience de l’environnement ? Pierre

Collet apprécie de « faire d’une pierre deux coups », faire

de la recherche appliquée et apporter des réponses aux

enjeux sociétaux actuels auxquels il est personnellement

sensible.

ACV d’un email…

En moyenne, 247 milliards de courriers électroniques

ont été envoyés par jour dans le monde en 2009

en prenant en compte les spams. Un chiffre de 507

milliards était projeté pour 2013.

1 mail d’1 Mo à 1 pers. = 20 g eq CO2

5 g eq Fer

5 g eq pétrole

+ 6 g eq CO2 / destinataire supplémentaire

Les scénarii ont montré que chaque collaborateur

d’une entreprise française de 100 personnes reçoit en

moyenne 58 courriels et en envoie en moyenne 33 par

jour, dont la taille moyenne est d’environ 1 Mo. Ces

envois de courriels entraînent des émissions de gaz

à effet de serre. Sur la base de 220 jours ouvrés par

an, ces dernières représentent 13,6 tonnes équivalent

CO2.

Réduire de 10 % l’envoi de courriels incluant systé-

matiquement son responsable et un de ses collègues

au sein d’une entreprise de 100 personnes pourrait

permettre un gain d’environ 1 tonne équivalent CO2

sur l’année, soit environ un aller-retour Paris/New-York !

Ceci dit, le calcul des économies d’énergie n’est pas

simple : la taille de l’infrastructure (serveurs, réseaux…)

et les coûts fixes associés ne seront pas automatique-

ment réduits en enlevant quelques destinataires de

nos mails ou en réduisant leur nombre.

Enseigner

Un concept important est à remettre en question : notre société de l’informatique et de l’information n’est pas

neutre en consommation d’énergie, les avantages environnementaux attendus (baisse de la consommation de

papier, diminution des déplacements) ne sont pas vraiment au rendez-vous.

Les technologies de l’information et de la communication (TIC) génèrent des impacts spécifiques, en croissance

rapide du fait de leur succès : la consommation électrique due aux TIC augmente de 10 % par an depuis 10 ans.

(source ADEME - Avril 2012 - Etre éco citoyen au bureau)

2322

Sans génie des procédés et catalyse, pas de transformation de la matière éco-responsableOn ne pourra pas se passer de créer de nouveaux produits ou d’améliorer l’existant, en

modernisant ou changeant des procédés physiques, chimiques ou biotechnologiques.

Ces développements ne seront acceptés de nos concitoyens que s’ils se traduisent

effectivement par des économies d’énergie et/ou de matières premières et apparaîtront

conformes aux principes généraux d’une économie durable. Dans ce contexte, qu’est-on

en droit d’attendre des ingénieurs chimistes ?

Tout d’abord, que nos élèves deviennent des citoyens éduqués et instruits, désireux de

mettre en œuvre, pour eux-mêmes et leurs proches, un mode de vie éco-responsable.

Pour cela, il est intéressant qu’ils soient confrontés pendant leurs études, le plus souvent

possible, à des problèmes capables de leur faire sentir ce que sera la « vraie vie »…

En tant que professionnels acteurs du développement industriel de produits ou procédés

de toutes natures, nos jeunes ingénieurs chimistes ont une responsabilité particulière.

S’agissant de développement durable en général, la première exigence à avoir est le

professionnalisme caractérisé par des mots clés : rigueur, honnêteté, ouverture aux

autres, aptitude au travail en groupe et à l’exercice de la pluridisciplinarité. Des qualités

d’autant plus indispensables dans une société qui exige toujours plus de résultats avec

moins de moyens…

Pour viser les économies d’énergie, il est évident que nos étudiants doivent pouvoir s’ap-

puyer sur une solide formation de base en thermodynamique et cinétique, science des

transferts, catalyse, instrumentation, analyse statistique… plus récemment complétée

par les nouvelles approches de l’ACV ou de l’éco-conception.

Nos jeunes diplômés pourront ainsi, avec des scientifiques d’autres disciplines, lutter

contre les croyances ou annonces erronées qui se répandent si vite dans les médias

pouvant faire croire au mouvement perpétuel, à l’existence de mines d’hydrogène, au

moteur à eau ou à la suprématie du « vert » par rapport au « chimique »…et autres

naïvetés.

Pour revenir au cursus de formation des ingénieurs chimistes CPE Lyon aujourd’hui,

il va de soi que « génie des procédés » et « catalyse » interviennent presque toujours

pour gérer utilement les bilans fondamentaux partout où l’on transforme des matières

ou des objets pour satisfaire les besoins de nos concitoyens sensibles au développe-

ment durable. C’est dans cet esprit que nombre de nos programmes de formation aux

sciences et techniques de l’ingénieur sont conçus.

Jacques Bousquet Intervenant dans les majeures « Environnement» et « Génie des Procédés » sur le thème : «Industrie durable»

Nos élèves

deviennent des

citoyens éduqués et

instruits, désireux

de mettre en œuvre,

pour eux-mêmes et

leurs proches, un

mode de vie éco-

responsable.

• la conception et l’exploitation de piles à combustibles destinées à fournir de l’énergie

électrique à partir d’énergie chimique ;

• la conception et l’exploitation de bioprocédés de méthanisation pour la valorisation

de déchets organiques divers (ordures ménagères, déchets agricoles...) en produi-

sant du méthane qui est ensuite utilisé comme combustible.

Les compétences des ingénieurs en Génie des Procédés sont tout à fait adaptées pour

traiter de ces questions.

Enseigner

La problématique de l’énergie dans l’enseignement en chimiegénie des procédés

Dans sa formation « Génie des Procédés », et en particulier en tronc commun de la spécialité Chimie-Génie des Procédés, l’étudiant CPE Lyon acquiert toutes les connais-sances et compétences pour prendre en compte la problématique de l’énergie dans le domaine du Génie des Procédés.

Le Génie des Procédés, c’est en effet l’application systématique des principes de conser-vation, en particulier de l’énergie, aux procédés industriels en vue de leur conception, de leur exploitation et de leur amélioration. La thermodynamique est donc une discipline très importante mais dans son activité, l’ingénieur en Génie des Procédés s’appuie aussi sur de nombreuses autres disciplines comme la mécanique des fluides, les transferts ther-miques et de matière, la cinétique chimique et la catalyse, la modélisation des opérations industrielles (génie de la réaction chimique, conception des échangeurs de chaleur et de matière, etc.).

L’aspect énergétique dans le métier de l’ingénieur en Génie des Procédés est en rapport avec deux problématiques principales. La première problématique est celle des écono-mies d’énergie dans les procédés industriels existants ou à concevoir. La deuxième problématique concerne l’utilisation de procédés chimiques ou biologiques pour la satis-faction de besoins énergétiques. On peut citer deux exemples :

Vision d’un enseignantet d’un intervenant

Christian JallutProfesseur à l’Université Claude Bernard Lyon 1, enseignant à CPE Lyon

Enseigner

Photo : Deux réacteurs pour la formation en génie des procédés à l’école

2524

Vision de la formation continueNous proposons des formations complètes sur le sujet. Parmi celles-ci, citons « Chimie

de l’environnement », « Chimie verte et procédés durables » ou « Microréacteurs et micro-

technologies ».

Depuis longtemps la problématique du traitement des eaux fait partie des objectifs de

formation des industriels de la chimie.

Tous les acteurs sont devenus plus conscients de la rareté de l’eau et sensibles à la

réduction des coûts. Ils deviennent plus vigilants et mettent davantage en œuvre des

procédés pour recycler l’eau, filtrer, traiter les eaux résiduaires industrielles et les effluents

… Les techniques ne sont pas nouvelles, c’est l’implication qui est plus forte, poussée

également par les réglementations plus strictes.

Du côté des grands acteurs de l’énergie, IFP, Total… la demande est motivée par la

recherche de l’après pétrole dans l’optique des éco-énergies, tout ce qui tourne autour

de « la chimie du végétal ». Cette tendance s’accentue fortement.

Comme nous développons depuis plus de 10 ans des formations en biotechnologies,

nous sommes prêts à relever le défi : nous venons d’ouvrir un Mastère « Génie des

Procédés Biotechnologiques », co-organisé avec l’ENSIC et accrédité par La Conférence

des Grandes Ecoles. Cette formation apporte une spécialisation ou une double compé-

tence répondant à la demande des industries de plus en plus nombreuses à mettre en

œuvre des procédés de bioproduction : pharmacie, cosmétique, agroalimentaire, chimie,

énergie (biocarburants), environnement.

Dans le domaine de

l’industrie chimique

la demande

de formation

se concentre

sur la recherche

de procédés

économiques

et « plus verts ».

Cette formation

apporte

une spécialisation

ou une double

compétence

répondant

à la demande

des industries

de plus en plus

nombreuses à

mettre en œuvre

des procédés

de bioproduction.

2 500 hommes et femmes formés en stage chaque année

300 modules de formation

40 nouveaux programmes en 2013

4 formations diplômantes

Enseigner

Des demandes soutenues en vue du remplacement

des énergies fossiles et en faveur des économies d’eau

La formation continue

des ingénieurs et

des techniciens est

en première ligne pour sentir

les évolutions et les pratiques

des industriels en matière

d’énergie. Rencontre avec

Valérie Thoraval, Directrice

de la Formation Continue

CPE Lyon.

Enseigner

2726

« Autolight » : adapter la luminosité d’une pièce en fonction de la luminosité ambiante

Genèse de l’idée : Tous les jours nous entendons parler de développement durable, de pouvoir d’achat, du prix croissant de l’énergie… En alliant ces paramètres, nous nous sommes lancés dans un projet économisant de l’électricité, tout en prenant en compte le confort du consommateur. Nous avons souhaité adapter une technologie existante au sein des collectivités pour les particuliers,

Principe adopté : Autolight est constitué d’un socle qui se glisse entre le culot de l’am-poule et la lampe, d’un diamètre adaptable en fonction du diamètre de l’ampoule, et d’une taille assez mince pour se glisser entre le pied de la lampe et l’abat jour. Il sera composé de photorésistances, d’un capteur de luminosité et d’un capteur de présence.

Avantages : Un produit prêt à l’emploi pour l’utilisateur, simple à utiliser, sans installa-tion préalable, alliant deux technologies déjà existantes : le capteur de présence et le gradateur de luminosité. Un coût faible se distinguant des produits déjà présents sur le marché. Ce produit répond très bien aux contraintes actuelles en proposant de faire des économies d’énergie et des économies sur sa facture.

Vel’ectrocyle : charger un smartphone au cours d’un trajet à velo

Genèse de l’idée : Deux sujets nous tenaient à cœur : d’une part, la volonté de répondre à un véritable besoin de notre époque, celui d’être connecté en permanence à son réseau via son téléphone mobile, et d’autre part, le respect de l’environnement. S’appuyer sur la popularité du vélo en ville, notamment les vélos en libre-service, pour installer un chargeur de smartphone nous a semblé être une excellente solution.

Principe adopté : Le système pour les vélos en libre-service est constitué de deux éléments : • Un circuit électronique caché dans la coque du guidon et relié à la dynamo du vélo

permet d’adapter le signal électrique et de charger le téléphone. • Un boîtier fixé au guidon par des bandes Velcro en polypropylène sur les côtés et

polycarbonate (transparent et résistant aux chocs, aux intempéries et aux UV) sur le dessus. Le téléphone est relié au circuit électronique par le câble USB de l’utilisateur.

Ce dispositif peut également être adapté aux vélos particuliers.

Avantages : Ce système permet à ses utilisateurs de charger la batterie de leur télé-phone sur leur trajet de retour en fin de journée, de manière à rester joignable en perma-nence. Il offre également la possibilité d’utiliser le smartphone comme GPS sans risquer de le décharger, et ainsi permet de promouvoir ce mode de transport au sein d’une ville. Par ailleurs, circuit électronique et boîtier sont recyclables par l’intermédiaire de sociétés spécialisées. Des bornes de récupération seront donc mises en place.

Zoom sur 5 projets d’étudiantssur le thème de la sobriété énergetique

Projet 2012-2013 Claire Duquesne, Hugues Le Bec, Constance Prost-Boucle, Samuel Rigault, Romain Roumiguière, Baptiste Sichère Coach : Yves Legrand

Projet 2012-2013 Julie Salvé, Candice Pichan, Gaëlle Reix, Alexandre Cochard, Benjamin Nermel, Nicolas Fanjat Coach : Annie Legrand

Enseigner

Le « Projet de Création d’Entreprise » (PCE), une source d’inspiration pour des innovations !

Ce programme est au cœur du cursus d’enseignement de l’entrepreneu-riat dispensé à CPE Lyon. Le challenge s’adresse à l’ensemble des élèves d’année 3 : 8 mois pour réaliser un projet de création d’entreprise répon-dant à des critères de faisabilité et de rentabilité. Plus de 50 entreprises virtuelles innovantes sont proposées chaque année. Parmi les produits et services inventés par les différentes équipes, certains sont de véritables solutions d’avenir pour économiser notre énergie ou trouver d’autres sources énergétiques.

Le PCE a pour objectif de sensibiliser les étudiants ingénieurs à tous les aspects de la

création d’entreprise : idée, analyse du marché et de la concurrence, notion de propriété

intellectuelle, production, plan de financement et commercialisation. Les participants sont

encadrés par des professeurs suiveurs issus du monde de l’entreprise et d’associations

professionnelles régionales (OTECI, ECTI…). L’aventure se termine par une soutenance

de leur business plan devant un jury composé d’industriels et d’entrepreneurs, la remise

d’un prix et de contacts privilégiés au sein des entreprises partenaires.

Vision des étudiants CPE Lyon

8 mois pour réaliser un projet

50 entreprises virtuelles innovantes

23 prix remportés dans l’histoire du concours Campus Création

Chistine LiatardCoordinatrice du programme PCE

Enseigner

2928

« Green road » : produire de l’électricité grâce à la circulation automobile.Projet : Green Road propose de développer une technologie produisant de l’électricité grâce au passage des véhicules sur la route au moyen de capteurs piézoélectriques.

Principe adopté : Le principe est de convertir une énergie mécanique en énergie élec-trique.La piézoélectricité désigne la propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et ainsi de générer de l’énergie électrique à partir d’une énergie mécanique de pression. Lorsqu’un véhicule passe sur une route, il exerce une pression et celle-ci se déforme. L’installation de plusieurs capteurs piézoélectriques permettrait de convertir l’énergie induite par la déformation de la route en énergie électrique

Avantages : Générer une « électricité verte » totalement propre, sans effort et sans coût pour le consommateur. L’énergie des voitures pourrait être renvoyée directement dans le réseau électrique ou utilisée pour alimenter les barrières de parking ou de péage, l’éclai-rage des péages…

L’énergie humaine renouvelable ?

« Dans une réflexion portant sur les ressources matérielles et énergétiques, nous aurions

bien tort d’omettre les Ressources Humaines sans lesquelles tout le reste demeure,

après tout, insensé !

Dans les recherches de technologies innovantes qui animent le Développement Durable,

l’être humain, avec ses valeurs et ses questionnements, n’est pas simplement un obstacle

ou une variable d’ajustement. C’est bien pour lui que le « Développement » se poursuit et

c’est aussi pour lui qu’il se voudrait « Durable ».

La Formation Humaine dispensée à CPE Lyon en années 3, 4, et 5 a bien pour fonc-

tion de faire comprendre que l’être humain est un formidable moteur d’innovations et

de progrès dès lors que l’on s’ouvre à ses préoccupations véritables et qu’on libère sa

dimension créative.

Le génie humain est la première et la plus précieuse de toutes les énergies renouvelables :

donnons-lui des appuis pour se mouvoir ! »

Vision du département des sciences humaines et sociales

Louis RoyPhilosophe, Directeur adjoint du Département de Formation Humaine - Université Catholique de Lyon

Projet 2010-2011 Ronan Audouze, Foudil Mameri, Maxime Ponnelle, Marc Robin Naidir Zga. Coach : Francis Martin

Enseigner

Smart fl’o : maîtriser sa consommation d’eau en temps reelGenèse de l’idée : Sensibilisés aux enjeux énergétiques que notre monde connaît actuellement, témoins de l’essor des nouvelles technologies et de leur utilisation crois-sante dans la vie courante, nos recherches se sont naturellement tournées vers le déve-loppement durable. Plutôt que de réaliser un projet visant à réduire les déchets, nous nous sommes penchés sur l’économie d’une ressource indispensable : l’eau. Ainsi est née l’idée de projet de création d’entreprise dans le domaine de la domotique : Ek’o qui propose un produit Smart Fl’o dont la fonctionnalité principale est la communication de la consommation d’eau en temps réel.

Le principe adopté : Smart Fl’o est un débitmètre muni d’un capteur de température ainsi que d’un transmetteur Bluetooth destiné à communiquer avec un Smartphone. Ce dispositif permet de limiter la taille du boîtier puisque tous les calculs sont réalisés par l’application dédiée au débitmètre. Il nous est apparu que la solution la plus intéressante était d’adapter ce débitmètre pour l’installer en sortie d’un mitigeur de douche standard.Le capteur de débit utilise la méthode thermique : le débit de fluide fait chauffer une résistance et la température de cette résistance donne le débit. La sortie numérique est simplement reliée au transmetteur Bluetooth, sans traitement particulier des données.

De la même manière, le capteur de température à sortie numérique est relié électrique-ment au transmetteur. Le module Bluetooth envoie les données qu’il reçoit, sans traite-ment. Il sera synchronisé avec l’application du Smartphone de l’utilisateur qui réalise tous les calculs.L’utilisateur muni d’un code pourra télécharger cet outil et entrer ses données person-nelles de chauffage, sa localisation géographique afin d’obtenir le prix de sa douche en temps réel.

Avantages : Via l’application Smartphone, Smart Fl’o permet à l’utilisateur de connaître sa consommation d’eau lors de douches ainsi que la température de l’eau et le prix de sa douche. Il pourra également se fixer l’objectif de réduire la quantité d’eau consommée en le programmant dans l’application. Lorsque la quantité d’eau consommée est supé-rieure à celle fixée, une alarme sonore se déclenche automatiquement pour en avertir l’utilisateur. Au-delà de sensibiliser aux économies d’eau, Smart Fl’o permet à l’utilisateur de prendre réellement en main sa consommation. Les enfants qui consomment incon-sciemment trop d’eau chaude pourront se prendre au jeu de terminer leur douche avant l’alarme sonore, et ce pour le plus grand bonheur des parents.

« Thermotec » : convertir l’énergie acoustique en énergie thermiqueGenèse de l’idée : Un des étudiants du groupe avait étudié la thermoacoustique lors de son Travail d’Initiative Personnel Encadré (TIPE) en prépa, l’équipe a décidé d’approfondir le sujet. Leur projet consistait à fabriquer la partie du climatisateur qui produit le froid, en se basant sur un principe découvert par les souffleurs de verre et formalisé par les cher-cheurs en 1982 : la conversion d’énergie acoustique en énergie thermique est possible.

Principe adopté : un haut parleur fournit une onde sonore, qui se propage dans un résonateur. La résonance plus ou moins forte entraine une compression ou une dilation d’un gaz inerte (air ou hélium) qui va elle-même entraîner soit un réchauffement soit un refroidissement de l’eau. La partie refroidie est récupérée et véhiculée vers l’espace à climatiser…

Avantages : un montage facile à réaliser avec peu de pièces (coût de production réduit, facilité de maintenance) et pas de gaz toxique tel que le fréon (prise en compte de l’im-pact sur l’environnement).

Projet 2012-2013 Amélie Tribot, Diane Leval, Maxime Mollo, Anthony Messere, Luke Grumeau, Adrien Murillon Coach : Jean Vallon

Projet 2010-2011Bastien Turlier, Marine Jacquet, Camille Spigolis, Alexandre Schmitt, Mehdi Ben Makhlouf, Ghayth Ayari Coach : Jacques Ardisson

Enseigner

Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

RechercherLaboratoires dont CPE Lyon est cotutelle :

LGPC - UMR5285Laboratoire de Génie des Procédés Catalytiques

CNRS, CPE LyonDirecteur : Claude de Bellefon

INL - UMR5270Institut des Nanotechnologies de Lyon

CNRS, UCBL, INSA Lyon, ECL, CPE LyonDirecteur : Catherine Bru-Chevallier

Responsable de l’antenne CPE Lyon : Nacer Abouchi

ICBMS - UMR5246Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires

CNRS, UCBL, INSA Lyon, CPE LyonDirecteur : Loïc Blum

LAGEP - UMR5007Laboratoire d’Automatique et de Génie des Procédés

CNRS, UCBL, CPE LyonDirecteur : Hatem Fessi

C2P2 - UMR5265Chimie, Catalyse et Procédés de Polymérisation

CNRS, UCBL, CPE LyonDirecteur : Timothy McKenna

04L’école est cotutelle de plusieurs laboratoires

de recherche formant un vaste réseau. C’est

ce maillage fort d’acteurs locaux qui assure

la pérennité et la qualité de la recherche.

3332

de 100°C pour permettre d’atteindre une efficacité globale du système de plus de 60 %.

Plus récemment, le laboratoire a engagé des travaux sur la structuration des réacteurs

catalytiques afin, d’une part d’intensifier les transferts de matière, et d’autre part d’évaluer

les effets des structurations innovantes sur la réduction de la consommation énergétique

globale des procédés, consommation énergétique induite en partie par les compres-

seurs.

D’autres projets portant sur l’intensification des écoulements par micro-fluidique, la struc-

turation macroscopique des catalyseurs, sur le traitement de l’eau, sur la valorisation des

bio-ressources sont consultables sur www.lgpc.fr.

L’équipe INL/CPE Lyon se consacre à des recherches sur ; • La gestion d’énergie dans les SoC/SiP (Système On Chip- System In

package). • La conception de circuits intégrés faible puissance (optimisation du

rapport consommation/performance selon l’application visée)

Exemple de R&D favorisant les économies d’énergie en téléphonie mobile

Ce travail propose une nouvelle topologie d’amplificateur pour le haut parleur d’un télé-

phone portable qui permet d’économiser 15 % d’énergie (75 % de rendement au lieu de

60 %) à la puissance acoustique de 0,1 W (niveau d’écoute normal).

Quelles conséquences ?

La téléphonie mobile en chiffres :

• 73,1 millions de téléphones mobiles en activité en France (source ARCEP* - déc 2012).

• 21 minutes de communications par jour et par personne en moyenne (source : cellphone.org).

Un calcul simple donne :

Puissance économisé PE : 75 % de rendement au lieu de 60 % à 0,1 W utile soit PE = 0.1*(1/0,6-1/0,75) = 0,033 W

Energie moyenne économisée par téléphone sur 1 an EE :EE = PE* temps d’utilisation = PE* 365 jours* 0,33 heures = 3,65 Wh

Energie moyenne économisée par l’ensemble du parc français de téléphones EET :EET = EE* nombre de téléphones = 267 000 kWh

En France, à 0,13 € le kWh, cet économie représente 34,7 k€.

C’est également la consommation électrique d’un village de 35 000 habitants sur 1 an (un français consomme en moyenne 7,7 kWh par an d’énergie électrique) !

Recherche CPE Lyon-INL (Institut des Nanotechnologies de Lyon) sur les économies d’énergie

Pour en savoir plus

www.lgpc.fr

Pour en savoir plus

www.arcep.fr/index.php?id=35

cellphone.org

www.arcep.fr

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnu-mber=6341345

Références de la publication (ESSCIRC 2012) :A synchronized self oscillating Class-D amplifier for mobile applicationpar R.Cellier (INL/CPE Lyon), Gaël Pillonnet (CPE Lyon Département Electronique TélécommunicationsInformatique jusqu’en 2013), N. Abouchi (INL/CPE Lyon) et A. Nagari (ST-Ericsson)

* ARCEP : Autorité de Régulation des Communications Electroniques et des Postes

Rechercher

La gestion de l’énergie au sein des réacteurs catalytiques est restée pendant longtemps exclusivement dans le domaine du contrôle et de la sécurité des procédés. Ces dernières années, elle est devenue un réel enjeu lié à la réduction des consommations énergétiques mais aussi à la mise en œuvre des chimies rapides et de forte thermicité, impossible dans des réacteurs classiques.

Les réactions chimiques, présentant ces caractéristiques, qui ont été étudiées au Labo-

ratoire de Génie des Procédés Catalytiques, sont entre autres, la réaction de Fischer-

Tropsch, la production de l’hydrogène par vapo-reformage du méthane, le stockage de

l’hydrogène dans les hydrocarbures, l’hydrosilylation des huiles silicones,... Pour ces

réactions, les réacteurs développés ou étudiés au laboratoire présentent de fortes capa-

cités de transferts de chaleur car ils intègrent dans leurs structures des technologies

innovantes inspirées des échangeurs de chaleur à plaques.

Pour le procédé de stockage d’hydrogène, l’étude énergétique a été très poussée. En

effet, le procédé a été entièrement conçu au LGPC en prenant en compte l’efficacité

énergétique globale du système comme préalable à la conception du réacteur cataly-

tique. Cela a impliqué, par exemple, de baisser les températures d’entrée du réacteur

Exemples de recherches en matière d’économie d’énergie à CPE Lyon

400 Chercheurs

75 thèses par an

24 000 m2

d’enseignement et de recherche

Rechercher

Efficacité énergétique et gestion de la chaleur dans les réacteurs catalytiques au laboratoire de génie des procédés catalytiques (LGPC)

Claude de BellefonDirecteur scientifique de la filière chimie – génie des procédés, Directeur du LGPC

3534

Des DELs plus lumineuses grâce aux lucioles

Des chercheurs du Laboratoire nanotechnologies et nanosystèmes (CNRS/Université de

Sherbrooke/INSA Lyon/Ecole centrale de Lyon/CPE Lyon/Université Grenoble 1), l’Uni-

versité de Namur et l’Université catholique de Louvain en Belgique ont réussi à augmenter

de 55 % l’intensité lumineuse des diodes électroluminescentes (DELs).

Ils se sont inspirés de la structure de l’abdomen des lucioles pour développer un modèle

complet sur l’extraction de lumière. Ils l’ont ensuite appliqué à une nouvelle couche de

matériaux qui optimise l’efficacité des DELs.

Les équipes de chercheurs de CPE Lyon en micro-électronique s’attachent à minimiser la consommation des circuits intégrés par millions de Watt dans tous les objets nomades (quelques millièmes de Watts* en moins pour réduire la facture énergétique...).

Les téléphones portables se sont complexifiés ces dernières années. Parallèlement, les faibles avancées de la capacité des batteries ont fortement réduit l’autonomie de ces objets nomades. Mieux gérer la consommation est donc nécessaire pour répondre à la demande croissante de fonctionnalités intégrées dans cet objet indispensable dans notre société ultra-connectée.

« Nous menons des travaux dans cette direction au sein du département d’électronique de CPE Lyon », explique Gaël Pillonnet. « Nous travaillons autour de la récupération de l’énergie ambiante pour recharger la batterie, la gestion intelligente de l’alimentation de chaque fonction et le développement de circuits de faible consommation », poursuit-il.

En collaboration avec de grands centres de recherche nationaux et internationaux, notam-ment avec UC Berkeley, de nouvelles méthodes de conception sont en cours d’étude. Les chercheurs de CPE Lyon ont proposé de nouvelles architectures de conversion de micro-énergie. Le but ? Réduire les pertes énergétiques dans la distribution d’énergie de la batterie aux différentes fonctions des systèmes embarqués (microprocesseur, GPS, haut-parleur…).

Ils ont également démontré l’intérêt d’utiliser la technologie « Silicium » pour les haut-parleurs intégrés aux téléphones portables afin d’augmenter la durée d’écoute. « Enfin, nous travaillons en collaboration avec des acteurs majeurs de la microélectronique, notamment STMicroelectronics, pour le transfert technologique de ces recherches en vue de leurs industrialisations » conclut Gaël Pillonnet.

Matrice de DELs sur échantillon test intégrant les structures bioinspirées

Les recherches en micro-électronique pour la réduction de consommation d’énergie dans les circuits intégrés

Article complet : www.cnrs.fr/insis/recherche/-labos/2011/Lucioles.htm

www.dr7.cnrs.fr

* Unité mesurant la consommation

Gaël Pillonnet

CPE Lyon Département Electronique Télécommunications Informatique (jusqu'en 2013)

Enseignant-chercheur, en échange à UC Berkeley en 2012

Rechercher

Exemples de thèses de doctorat

Les travaux d’Eric Sturtzer et Patrice Russo, récemment titulaires de thèse de doctorat,

ont porté sur l’amélioration du rendement énergétique des systèmes de reproduction

sonore intégrés.

« Modélisation en vue de l’intégration d’un système audio de micro puissance comprenant un haut-parleur MEMS et son amplificateur »

n Thèse soutenue par Eric Strutzer devant l’INSA de Lyon le 25 avril 2013, école docto-rale E.E.A. de Lyon, spécialité Micro et Nano Technologies.

nLaboratoire de recherche : INL – Institut des Nanotechnologies de Lyon (UMR CNRS 5270) Directeur de thèse : Nacer Abouchi (Directeur de la filière Electronique-Télécom-munications-Informatique CPE Lyon-INL)

« Cette thèse propose l’optimisation de l’ensemble de la chaîne de reproduction sonore

dans un système embarqué (…) Une étude globale d’un point de vue énergétique démontre

qu’un des facteurs clés pour améliorer l’efficacité énergétique du côté de l’amplificateur

audio est la minimalisation de la consommation statique en courant, en maximalisant le

rendement à puissance nominale. Pour les autres spécifications, l’approche globale se

base sur l’étude de l’impact de la spécification d’un amplificateur sur la partie acoustique.

Cela nous a par exemple permis de réduire la contrainte en bruit de 300 %... »

« Contribution à l’amélioration de la gestion de l’énergie dans les applica-tions audio embarquées »

n Thèse soutenue par Patrice Russo devant l’INSA de Lyon Le 24 mai 2013, école doctorale E.E.A. de Lyon, spécialité Micro et Nano Technologies.

n Laboratoire de recherche : INL – Institut des Nanotechnologies de Lyon (UMR CNRS 5270), Directeur de thèse : Nacer Abouchi (Directeur de la filière Electronique-Télécom-munications-Informatique CPE Lyon-INL)

« … Avec comme finalité la réduction de la consommation, cette thèse explore l’utilisation

d’amplificateur de classe G multi-niveaux de tensions d’alimentation et sa généralisa-

tion vers des amplificateurs possédant des alimentations quasi-continues, proche des

classes H. Basée sur une détection intelligente de l’enveloppe du signal audio, les résul-

tats de simulations de cette dernière ont montré une amélioration du rendement de 18 %

à 100 μW et 8 % à 500 μW sans dégrader la qualité sonore comparé à l’amplificateur de

classe G à quatre niveaux d’alimentations... »

Rechercher

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Les liquides ioniques, un milieu innovant pour le stockage d’énergie

Ce projet a été mené au sein de la plate-forme Nanochimie, créée en 2010 et issue

d’une collaboration de CPE Lyon avec le CEA.

Le stockage de l’énergie est au cœur des enjeux actuels, qu’il s’agisse d’optimiser les

ressources énergétiques ou d’en favoriser l’accès. La « batterie ion-lithium » est la tech-

nique la plus répandue (63 % du marché mondial) pour alimenter en électricité les appa-

reils nomades (appareil photo, téléphone mobile). Cette batterie libère de l’électricité par

échange réversible des ions lithium entre deux électrodes : une anode en graphite et une

cathode en oxyde métallique. Cet échange se fait au sein d’un électrolyte liquide basé

sur des carbonates, composés volatiles inflammables. Pour remplacer ces électrolytes,

des sels fondus, liquides à température ambiante, appelés liquides ioniques, sont des

candidats potentiels. Composés d’un cation, souvent issu d’une amine, et d’un anion,

ces sels ont une stabilité thermique élevée, sont plus sécuritaires (faible inflammabilité,

basse pression de vapeur saturante, un haut point éclair), présentent une large fenêtre

électrochimique et sont liquides dans une large gamme de température.

L’équipe COMS du laboratoire C2P2, au sein d’une plateforme commune CEA-CPE

Lyon, est acteur du développement de ces nouveaux électrolytes. Une de ses missions

est de concevoir de nouvelles voies de synthèses plus économes et de nouveaux liquides

ioniques afin de moduler leurs propriétés physico-chimiques pour optimiser leurs perfor-

mances dans les batteries.

Au regard de leur utilisation grand public, est aussi étudiée la compréhension de leurs

décompositions thermique et électrochimique en usage abusif (combustion, surcharge).

Batterie ion-lithium

Liquides ioniques

Dr. Catherine Santini

Laboratoire de Chimie, Catalyse et Procédés de Polymérisation (C2P2), équipe COMS

UMR 5265 CNRS UCB Lyon 1 - CPE Lyon

La plate-forme Nanochimie

La création de cette plate-forme en 2010 scelle une coopération commencée entre le CEA (Centre de l’Energie

Atomique) de Grenoble et le COMS, équipe de recherche en chimie organométallique de surface du laboratoire

C2P2, dans le domaine de la chimie organométallique de surface et de la catalyse pour les nanotechnologies

(nanochimie).

Cette coopération vise à renforcer les capacités d’innovation du CEA dans les domaines des nanotechnologies,

tout en permettant au laboratoire situé à CPE Lyon d’expérimenter de nouvelles applications industrielles. A

l’échelle nanométrique, la matière offre des propriétés singulières à même de faire émerger des ruptures techno-

logiques stratégiques, pour de nombreuses applications :

•Ennanoélectronique,pourcontrôlerlacroissancein-situetl’intégrationdenanostructuresauto-organisées

pour la réalisation de fonctions élémentaires (interrupteurs, mémoires).

•Dansledomainedel’énergie,pourlasynthèsedenanocatalyseursefficacesetbonsmarchéspourlespiles

à combustible ou pour la production d’électrolytes plus sûrs et performants pour les prochaines généra-

tions d’accumulateurs au lithium pour les véhicules électriques.

Cette initiative revêt un caractère exceptionnel : elle marque en effet la première implantation du CEA à Lyon, et

incarne une collaboration à la fois géographique (Lyon / Grenoble), scientifique (à la croisée de la physique et de

la chimie), et humaine, avec la collaboration d’équipes de différents horizons.

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Recherches sur les économies d’énergies au sein du laboratoire de chimie, catalyse et procédés de polymérisation (C2P2)

Implication dans un projet « énergie renouvelable à partir de biomasse »

Les procédés permettant d’obtenir des carburants de seconde génération à partir de

ressources renouvelables, issues de parties non alimentaires de la plante comme des

végétaux non comestibles, sont en plein développement. A ce titre, la mise au point de

procédés biologiques ou catalytiques multi-étapes a permis l’obtention de carburants de

bonne qualité. Toutefois, ces procédés nécessitent l’utilisation de réacteurs complexes,

ce qui rend leur application industrielle onéreuse et difficile.

Une Start-Up SYNTHOPETROL, hébergée pour sa partie recherche au sein de l’équipe

COMS de l’UMR C2P2, employant 3 ingénieurs R&D, développe de nouveaux cata-

lyseurs pour la transformation directe de la matière lignocellulosique en carburant de

composition compatible avec les technologies actuelles (< 5 % massique d’oxygène).

Les catalyseurs développés font l’objet d’un brevet d’extension mondiale. Combinant

deux métaux en particules de tailles nanométriques déposées sur un acide solide, ces

catalyseurs permettent, dans des conditions de température et de pression d’hydrogène

modérées, de transformer directement la sciure de pin en un liquide faiblement oxygéné

(< 4 %) possédant la même capacité calorifique que le diesel. A l’heure actuelle, les

recherches effectuées au sein du groupe portent sur l’application de cette technologie

innovante aux déchets de l’industrie du bois dont la valorisation présente un plus grand

intérêt écologique et économique que le bois.

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Photos : Deux salles de la plate-forme nanochimie

3938

Action phare de la chaire : CO2 forum, pour une énergie durableL’identification des technologies vertes est fondamentale à l’heure où la production

d’énergie devient un enjeu fort. Dans ce contexte, CPE Lyon organise le forum scienti-

fique « Revalorisation du CO2 à large échelle », dont la deuxième édition s’est déroulée les

27 et 28 septembre 2012. La 3e édition aura lieu les 25 et 26 septembre 2014.

Cet événement est organisé dans le cadre de la chaire de Développement Durable de

l’école. Cette action est menée en faveur de l’identification de technologies innovantes

du développement durable applicables à la réduction des émissions de CO2. Avec un but

ultime : répondre au défi majeur du développement durable.

Pour sa 2e édition, le forum a présenté les dernières avancées en termes de réutilisa-

tion du CO2. Ces avancées, présentées par des spécialistes d’envergure mondiale, sont

issues de l’innovation dans les domaines des ressources renouvelables et des procédés

chimiques et biochimiques durables.

L’objectif étant de proposer un programme de haut niveau avec, potentiellement, un

impact tangible sur l’identification des technologies vertes émergentes dans le cadre

d’une politique de réduction des émissions de CO2.

Une séance posters élargie et de courtes contributions orales donnent un aperçu des

recherches en cours dans les laboratoires.

L’objectif, à terme, est de construire une feuille de route sur les technologies de recy-

clage du CO2 en vue d’une amélioration des efficacités énergétiques et de l’utilisation

des ressources.

262 participants

27 pays représentés

21 conférences plénières

4 tables rondes d'échanges entre spécialistes internationnaux

50 % des participants issus du milieu académique

40 % du secteur industriel

10 % d’instances gouvernementales

Rendez-vous

pour la 3e édition

les 25 et 26

septembre 2014

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Conversion du CO2 en carburant et molécules à plus haute valeur ajoutée

Dans le cadre du réchauffement climatique et du développement durable, la diminution

des émissions de gaz à effet de serre (CO2, méthane…) est devenue un enjeu majeur

qui devra être résolu dans les prochaines dizaines d’années. Pour cela, il sera néces-

saire de développer des approches multiples. Alors que limiter les émissions de CO2 à

la source par réduction de la consommation de ressources fossiles doit rester la priorité,

il existe des solutions alternatives qui pourraient également avoir un impact favorable.

Parmi celles-ci, l’utilisation du CO2 comme source de carbone pour l’industrie chimique

a pris une plus grande place.

Dans ce contexte, le laboratoire C2P2 s’intéresse, depuis quelques années, à deux axes

principaux pour la valorisation chimique du CO2 : i) la réduction du CO2 en formamides

(produits intermédiaires clefs pour l’industrie chimique) et ii) la ré-utilisation du CO2 et du

méthane, principaux sous-produits issus des unités industrielles « Fisher-Tropsch » de

production de carburants, afin d’augmenter l’efficacité énergétique et économique de

ces unités.

Ces axes de recherches, soutenus par deux projets européens (ACENET Era-Chemistry,

ERANET), ont conduit au développement de nouveaux catalyseurs hétérogènes bien

définis et hautement actifs. A titre d’exemple, en réduction du CO2 en formamide, des

systèmes catalytiques à base de carbènes de ruthénium [Ru(NHC)1 et Ru(bis-NHC)] ont

été développés. Ils ont montré une importante stabilité et des performances catalytiques

s’approchant du meilleur catalyseur homogène de ruthénium reporté à ce jour. Dans le

cadre de la production de carburants, des méthodologies de synthèse originales ont

permis de développer des catalyseurs contenant de très petites nanoparticules de nickel

et présentant des performances catalytiques importantes en transformation à basse

température du CO2 et du méthane en gaz de synthèse (CO2 + CH4 → 2H2 + 2CO (gaz

de synthèse) →(unité Fisher Tropsch) → essence).2,3

1. Baffert M., Maishal T. K., Mathey M., Copéret C.,* Thieuleux C.* ChemSusChem 2011, 4, 1762-1765

2. Baudouin D., Rodemerck U., Krumeich F., De mallmann A., Szeto K. C., Veyre L., Candy J. P., Thieuleux C.,* Coperet C.* J. Catal. 2013, 297, 27-34

3. Baudouin D., Szeto K. C., Laurent P., De Mallmann A., Fenet B., Veyre L., Rodemerck U., Copéret C.,* Thieuleux C.* J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20624-20627

CO2 + CH4 2 CO + 2 H2

La réaction du réformage du CO2 en gaz de synthèse

Dr. Chloé Thieuleux

Laboratoire de Chimie, Catalyse et Procédés de Polymérisation (C2P2), équipe COMS

UMR 5265 CNRS – UCB Lyon 1 - CPE Lyon

Chargée de Recherche CNRS

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Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

Bâtir et améliorer

05Le secteur du bâtiment est, parmi les secteurs

économiques, le plus gros consommateur en énergie.

Il représente plus de 40 % des consommations énergétiques nationales.

4342

w

Cahier des chargesl’étude a été réalisée par un organisme indépendant, conformément aux critères de l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie) qui a cofinancée l’étude.

Un des outils utilisé pour le diagnostic : la thermographie à infrarouge

Les caractéristiques techniques obtenues suite aux enquêtes et à l’étude des données architecturales et des installations techniques du bâtiment, ont été complétées par une étude de thermographie infrarouge réalisée sur le site. Cette étude a permis de visualiser des ponts thermiques au niveau des dalles, sur certaines zones de façades, et pour certaines fenêtres ou zones de ventilation.

Résultats du diagnostic énergétique

Conclusions de l’analyse :

• L’enveloppe du bâtiment est assez bonne. • La consommation d’énergie est essentiellement liée au renouvellement d’air par la

CTA - Centrale de Traitement d’Air – qui alimente les sorbonnes aspirantes et hottes des laboratoires.

• La note en DPE (entre E et F) reflète cette situation.

Répartitionglobale

des consommationsénergétiques

du site

Répartitiondes déperditions

par poste

Renouvellement d’airFen bat metal DV 4.6.4

ChauffageÉlectricité

54 %

50 %

23 %

7 %

6 %5 %4 %

3 %2 %46 %

Pont thermique

Plancher bas

Murs extérieurs façades

Infiltrations

Plancher haut

Porte métallique

Bâtir et améliorer

Photos : A gauche : local des chaudières - A droite : gaines des sorbonnes dans la toiture du bâtiment G

Thermographies de façades de CPE Lyon

Le bâtiment CPE Lyon, conçu par le cabinet d’architecte Laurent Benzac et Vurpas

a été construit en 1994. Ses 13 354 m2 abritent salles d’enseignement, amphi-

théâtres, laboratoires et salles de recherche, administration générale, bibliothèque,

parking en sous-sol et salle œcuménique. Il a été bâti selon les réglementations

thermiques conformes des années 90 (isolant, double vitrage…). La réglementa-

tion est passée entre temps aux normes HQE (Haute Qualité Environnementale)

et aujourd’hui, nous sommes dans la conception de bâtiments aux normes BBC

(Bâtiment Basse Consommation). Avec l’augmentation du prix des énergies et la

prise de conscience écologique, CPE Lyon travaille à l’amélioration de la perfor-

mance énergétique de ce bâtiment avec ses particularités liées aux enseignements

et à la recherche.

L’activité chimie et électronique implique, dans les process, une utilisation spécifique

de l’énergie :

• Une utilisation importante de l’eau dans les manipulations chimiques et les TP.

• Une importante consommation d’air (sorbonnes) et des besoins de compensation.

• Un réseau interne d’air comprimé à usage scientifique.

Avant de décider tout plan d’action, il était logique de faire un point sur l’état technique du

site. La direction de l’école a décidé, en 2010, de réaliser un diagnostic de performance

énergétique (DPE) des bâtiments E, F et G du site. Des études sur les possibilités d’amé-

liorations en termes de « consommation énergétique » ont ensuite permis de programmer

un plan des actions prioritaires à mener sous la direction de spécialistes et de Gérard

Privat, responsable des services techniques de CPE Lyon.

Un bilan énergétique pour aller plus loin dans les économies d’énergies

Bâtiment Air Eau Électricité Gaz

Ce diagnostic a permis d’avoir une vision globale sur la consommation d’énergie

Bâtir et améliorer

4544

L’air Le diagnostic : déperdition d’air dans les sorbonnes des laboratoires qui tournent

en continu.La solution : installation de sorbonnes à débit variable.

Chaque sorbonne est équipée d’un système de contrôle de vitesse frontale et de gestion de débit autonome. Le contrôle de vitesse frontale ajuste le débit d’air de façon à toujours assurer la norme exigée de confinement d’entrée d’air - en minimisant ainsi l’effort de la CTA (Centrale de Traitement d’Air). 151 sorbonnes, dans les laboratoires de chimie, consomment 900 m3 d’air /heure/sorbonne.Avec des sorbonnes à deux vitesses, on passe à 200 m3 d’air /heure.

Le programme pluri-annuel de substitution des sorbonnes est en cours, permet-tant la réduction de consommation d’énergie et l’élargissement de la surface des paillasses.

50 % des substitutions ont déjà été réalisées au niveau de l’école : 17 hottes sur un total de 21.

L’eauLe diagnostic : utilisation massive de l’eau dans les procédés chimiques.La solution : économie d’eau et nouveaux procédés mis en application.

Les besoins en eau sont importants, notamment dans les laboratoires de recherche où l’eau froide est nécessaire aux manipulations et refroidissement.

« Les procédés ont été appelés à évoluer afin de trouver une alternative à l’utilisation abondante et systématique de l’eau pour ses priorités mécaniques. Les « trompes à eau » des laboratoires ont été remplacées par des pompes à vide utilisant beaucoup moins d’eau (débit divisé au moins par 2). Le vide est généré par des systèmes isolés du circuit d’eau pour limiter également les rejets de solvants dans l’environnement. » explique Christel Gozzi (Enseignante CPE Lyon, responsable 4 CGP) « Aujourd’hui, l’essentiel de l’eau utilisée dans les laboratoires sert au refroidissement ».

Point de vigilance sur la provenance et le traitement de l’eau :Priorité à l’eau industrielle non traitée dans les laboratoires, les toilettes et pour le refroi-dissement.10 % de l’eau consommée est de l’eau potable.L’eau de climatisation est issue de la nappe et renvoyée vers elle.85 % de l’eau utilisée pour les toilettes et les laboratoires est de l’eau issue de la nappe phréatique.

Laboratoires de recherche LGPC et C2P2

Travaux prévus sur 3 ans en 3 tranches

Démarrage 1re tranche : mai 2013

Bâtir et améliorer

Photos : A gauche : Centrale de Traitement d’Air (CTA) du petit amphithéâtre - A droite : patio de l’école

L’un des grands axes de progrès en matière d’économies d’énergie est basé sur l’ins-tallation de variateurs de vitesse sur des installations déjà existantes afin de réguler intel-ligemment la dépense d’énergie par rapport à son utilisation réelle. Il s’agit de produire l’énergie dont on a besoin en temps réel et non en continu 24h/24, 7 jours sur 7.

• Installation de variateurs sur les chaudières pour optimiser le circuit de chauffage : au lieu de tourner à 100%, la centrale d’air utilise désormais la quantité d’énergie nécessaire toujours optimale par rapport aux besoins. Cette évolution a également fait baisser de 40% l’apport d’eau.

• Projet d’installation d’un variateur sur le compresseur servant à produire de l’air comprimé à usage scientifique : consommation d’énergie électrique divisée par deux.

La gestion des énergies dans le bâtiment : faire évoluer les équipements et les pratiques des usagers

Le défi : réguler la

production d’énergie

dont on a besoin et

non plus la produire

en continu.

Rencontre avec Gérard Privat, responsable des services techniques de CPE Lyon… Ce qui l’a passionné dans ce projet, ce sont les échanges avec les spécialistes (Jean-

Louis Guerry, ATIS System), les chercheurs et notamment la rencontre avec Pierre Levy

dont il partage le raisonnement et les visions : « Un architecte et diagnostiqueur de génie.

Un homme brillant dont nous avons présenté le livre qui fait référence en matière de

rénovation écologique ».

(Voir page 10)

Gérard Privat

Bâtir et améliorer

Le secteur du bâtiment est, parmi les secteurs économiques, le plus gros consommateur en énergie. Il représente plus de 40 % des consommations éner-gétiques nationales, soit 660 TWh, et près de 20 % des émissions de CO2. Cela correspond à une tonne d’équivalent pétrole consommée, à une 1/2 tonne de carbone et près de 2 tonnes de CO2 émises dans l’atmosphère par an et par habitant.

4746

Les panneaux solaires installésen 2009, un système prototype qui a fait école !Les panneaux solaires installés sur le toit de l’école ont été développés spécifiquement par la société Carrier : CPE Lyon a eu la primeur de cette installation en France. Leur particularité est d’être « bi-énergie ». En cas d’absence de soleil, au lieu d’être équipés d’un système de relais électrique classique énergivore, ces panneaux disposent d’une pompe à chaleur qui utilise les calories de l’air pour chauffer l’eau. Cela divise par 4 la consommation électrique. Aujourd’hui, Carrier développe ces panneaux bi-énergie dans le monde entier.

La génération de l’eau chaude par panneaux solaires (voir photos ci-contre) : L’eau chaude sanitaire de CPE Lyon est créée à partir de 6 panneaux solaires de 2 m2. Le système fonctionne bien et génère des économies d’énergie par rapport à l’électricité. Une étude s’est donc intéressée à l’extension du réseau des canalisations d’eau chaude pour alimenter les laboratoires. Mais la création d’un tel réseau s’est avérée coûteuse et la perte d’énergie générée par la distance annule le gain. Les solutions de production d’eau chaude à proximité du lieu d’utilisation seront donc privilégiées.

L’électricitéLe diagnostic : l’électricité représente 46 % de l’énergie consommée dans le bâti-ment, une consommation incontournable pour les appareils des laboratoires et les ordinateurs (500 postes pour l’école).La solution : équipements plus économes et nouvelles habitudes au quotidien.

Les nouveaux équipements mis en place :

• utilisation d’ampoules fluorescentes a basse consommation

• installation d’éclairage LED économique dans les amphithéâtres, certains bureaux et lieux de vie

• extinction automatique, chaque soir, des ordinateurs des salles informatiques de l’école.

De nouvelles habitudes à adopter dans les bureaux et les laboratoires:

• extinction des éclairages dans les pièces non occupées et en cas d’absence

• extinction des ordinateurs la veille du week-end et durant les congés

• extinction de l’écran d’ordinateur chaque soir

• fermeture des sorbonnes non utilisées

• travail portes fermées dans les laboratoires…

L’électricité

représente

46 % de l’énergie

consommée

dans le bâtiment

Bâtir et améliorer

Figure de gauche : Système actuel de chauffage à CPE LyonFigure de droite : Projet à l’étude pour l’installation d’une pompe à chaleur (Voir texte)

Au niveau du plan campus, une séparation des réseaux va être réalisée (eau vannes/ eau pluviale/ eau de process).

Mesure d’économies de l’eau :

Robinetteries à déclenchement par cellule photosensible munies de mousseurs assurant une économie de 30 % de consommation d’eau.

Le chauffage de l’air et de l’eauLe diagnostic : un système à optimiser.La solution : pompe à chaleur à l’étude et optimisation des panneaux solaires en place.

Système actuel

Le système de chauffage de CPE Lyon, dans la partie laboratoires, est à air pulsé : une chaufferie gaz, composée de 4 chaudières (Guillot 1995) d’une puissance de 370 kW, chauffe l’eau (à 80 °C) qui elle-même chauffe de l’air rediffusé dans la partie laboratoire du bâtiment.Les laboratoires utilisent 100 000 m3 d’air par heure.Dans la partie administrative, le chauffage est assuré par des radiateurs, une VMC est suffisante pour le renouvellement de l’air.

Projet à l’étude :Suppression de 3 chaudières à gaz et installation d’une pompe à chaleur à variation de vitesse pour assurer le chauffage des laboratoires. (Voir figures ci-contre)

Economie d’énergie potentielle générée par la pompe à chaleur :1 pompe produit 1 MGW de chaud en ne consommant que 250 kWh d’électricité.

10 % d’eau potable

85 %de l’eau issue de la nappe phréatique

30 % d’économie de consommation d’eau

Bâtir et améliorer

Photos : Les panneaux solaires bi-énergies innovants de CPE Lyon

Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

Travaillerdans le domaine

de l’énergie

06L’énergie est un secteur

d’emploi offrant de multiples opportunités

pour nos élèves ingénieurs.

5150

tives des dispositifs pour pouvoir les mettre en œuvre par jet d’encre ou par enduc-tion au déroulé. Notre objectif principal est d’augmenter les rendements et la stabilité des modules OPV. Aujourd’hui les meilleures performances du laboratoire atteignent 7% (10% au niveau mondial) ; quant aux stabilités elles sont de 3 à 5 ans. Ces performances permettent d’envisager les premières applications et de développer la production d’une telle technologie.

En quoi votre activité a-t-elle à voir avec les économies d’énergies ? Facilement disponible, écologiquement non polluante, l’énergie solaire, contrairement à toute autre énergie renouvelable, est inépuisable et disponible partout sur la Terre. L’Eu-rope reçoit chaque jour en moyenne 3 kWh par mètre carré. Cette énergie renouvelable doit constituer la solution pour des applications stationnaires consommatrices d’énergie comme les habitations et amener l’électricité dans les endroits les plus reculés du monde, ou encore elle peut être la solution pour des applications nomades comme les télé-phones portables, etc.Avec le photovoltaïque organique flexible et léger, on peut rêver un peu plus et s’imaginer que toute surface pourra être transformée en capteur solaire !

Quel parcours avez-vous suivi à CPE Lyon ? J’ai suivi la formation supérieure de CPE Lyon, de 2000 à 2004, au sein de la filière Chimie-Génie des Procédés. J’ai opté pour l’année en entreprise, de 2002 à 2003, avant de me spécialiser en dernière année en effectuant un Master Recherche « Matériaux Polymères et Composites ». Les stages déterminants ont été pour moi l’année en entreprise réalisée aux Etats-Unis dans le centre de recherche d’Atofina Chemicals (aujourd’hui Arkema) sur le développe-ment de membranes polymères pour les piles à combustible ; puis le stage de dernière année effectué chez Rhodia Silicones en collaboration avec le Laboratoire de Chimie et Procédés de Polymérisation de l’école (LCPP) sur le développement de polysiloxanes et la polymérisation en miniémulsion.

Comment en êtes-vous arrivée à travailler sur ces sujets ? Qu’est-ce qui vous passionne dans ce domaine ?Suite aux différents stages effectués lors de ma formation à CPE Lyon, j’ai souhaité pour-suivre par une thèse au CEA de Grenoble, de 2004 à 2007, en recherche fondamentale déjà sur le photovoltaïque organique avec la synthèse et la nanostructuration de dérivés du polythiophène. Après avoir effectué un stage post-doctoral, en 2008, à Strasbourg, en collaboration avec Hutchinson sur le développement de films polymères transparents conducteurs pour l’optoélectronique, j’ai réintégré le CEA pour travailler sur le photovol-taïque organique mais cette fois-ci au CEA-Tech (recherche technologique) au sein du Département des Technologies Solaires qui se trouve à l’INES au Bourget du Lac. Ce qui est passionnant dans le domaine du PV organique, en plus du fait de travailler dans le domaine des énergies renouvelables, c’est que tout est à construire ! Cette tech-nologie est très récente par rapport au photovoltaïque à base de silicium. Il reste encore de nombreux défis à relever qui sont de développer de nouveaux matériaux plus perfor-mants, de nouvelles architectures de cellules plus efficaces et plus stables, de modifier les procédés afin qu’ils soient industrialisables… et également de créer les nouveaux marchés qui intégreront ces dispositifs.

Ce qui est

passionnant dans

le domaine du

PV organique,

en plus du fait

de travailler

dans le domaine

des énergies

renouvelables,

c’est que tout est

à construire !

Travailler dans le domaine de l’énergie

L’énergie : leur activité au quotidien…

Ils témoignent…

L’énergie est un secteur d’emploi offrant de multiples opportunités pour nos élèves ingénieurs.

Ils intègrent les grands groupes et acteurs de l’énergie en France et dans le monde (Total, EDF, IFP, Alstom…).

Les étudiants issus de la Majeure Environnement travaillent aussi en bureaux d’études en tant que consultants, dans les éco industries à la recherche d’alternatives (bio énergie), dans les services « environnement » de grands groupes comme Air Liquide, STMicroelectronics.

Indirectement, nombres d’entre eux interviennent sur la thématique « écono-mies d’énergie » dans des secteurs variés, que ce soit dans la recherche de procédés plus performants ou la création de produits innovants comme le béton isolant (Lafarge), les matériaux isolants (Dow, BASF…).

Solenn BersonDiplômée CPE Lyon C 2004Ingénieur-Chercheur au CEA Grenoble - Institut National de l’Energie Solaire (INES)

Quelle est l’activité de votre société ou laboratoire ?Les activités du Département des Technologies Solaires du CEA couvrent toute la filière solaire Photovoltaïque (matériaux, cellules, modules, stockage de l’électricité,…) ainsi que le solaire thermique, l’intégration du solaire dans le bâtiment et la mobilité solaire. En ce qui me concerne, je travaille au sein du Laboratoire des technologies pour les Modules PhotoVoltaïques (LMPV), dirigé par Stéphane Guillerez, dans la filière Modules PhotoVoltaïques Organiques (OPV). Cette filière fait partie des technologies dites de 3ème génération encore peu présentes sur le marché aujourd’hui. L’objectif est de déve-lopper une technologie sur substrat souple polymère dont le cœur actif est à base de matériaux organiques (polymères, fullerènes, « petites molécules »), compatible avec des procédés d’impression (jet d’encre, enduction Roll to Roll, …) qui permettront de produire des cellules photovoltaïques à bas coût, légères et flexibles. Ces dispositifs pourront s’intégrer, dans un premier temps, sur des applications nomades ou d’intérieures et plus tard sur le bâtiment.

Quelle est votre fonction ?Je suis Ingénieur-Chercheur CEA ; ma fonction est de gérer différents projets de recherche financés soit par des institutionnels nationaux ou européens, soit directement par des industriels - l’objectif premier du CEA étant le transfert technologique vers l’industrie fran-çaise.

En quoi consiste votre métier ? Quels objectifs poursuivez-vous ?Au laboratoire, nous développons nos propres matériaux ou mettons en place des colla-borations universitaires et industrielles pour accéder à de nouveaux produits ; ensuite nous nous efforçons d’améliorer les formulations des différentes couches constitu-

Travailler dans le domaine de l’énergie

5352

s’agit de définir les étapes de la fabrication des plaquettes de silicium. Dans mon métier, l’objectif est de mettre au point un processus de fabrication stable et contrôlé dans un premier temps. Dans un deuxième temps, nous qualifions la technologie par une série de tests qui garantiront la qualité du processus de fabrication et des circuits fabriqués.

En quoi votre activité a-t-elle à voir avec les économies d’énergies ? Dans mon métier, nous travaillons sur des technologies dont les performances sont systé-matiquement pondérées par la consommation des circuits qui seront fabriqués. Ceci est d’autant plus vrai lorsque les circuits sont amenés à être utilisés dans des systèmes fonctionnant sur batterie, comme les téléphones portables par exemple.Sur un autre plan, les procédés que nous développons se doivent d’être économes en énergie et matières premières utilisées : gaz et solutions chimiques, silicium, pièces et consommables d’équipement de fabrication. Ces procédés doivent également avoir un impact environnemental réduit. Cela signifie une réduction et un traitement systématique des rejets gazeux et aqueux de l’usine. ST s’engage à contrôler et réduire chaque année sa consommation de matières premières et d’énergie ainsi que son empreinte environnementale.

Quel parcours avez-vous suivi à CPE Lyon ? Je suis l’un des rares ingénieurs de CPE Lyon à travailler en développement de technolo-gies chez STMicroelectronics. Pourtant, mon parcours est assez commun. Je suis entré à CPE Lyon dans la spécialité Electronique et Traitement de l’Information en 1998. J’ai effectué une année de césure chez STMicroelectronics entre la 4e et la dernière année. Ceci a conforté mon choix de l’option Architecture et Microélectronique en dernière année. J’ai par ailleurs couplé ma dernière année avec le DEA Dispositifs de l’Electro-nique Intégrée de l’INSA.

Comment en êtes-vous arrivé à travailler sur ces sujets ? Qu’est-ce qui vous passionne dans ce domaine ?Suite à ma formation CPE Lyon, j’ai effectué un DEA Microélectronique à l’Univer-sité Joseph Fourier de Grenoble qui m’a permis d’acquérir les compétences qui me manquaient en science des matériaux et physique des procédés de la microélectronique. Grâce à cette formation complémentaire, j’ai pu rentrer en tant que stagiaire, puis docto-rant CIFRE dans le service de R&D de STMicroelectronics à Crolles. Aujourd’hui, j’ai été embauché dans ce service comme je le souhaitais. Mon métier est très varié et touche à de nombreux domaines, comme la caractérisation électrique ou physique, la conception de circuits intégrés, la science des matériaux et des procédés, la gestion de projets, le traitement statistique des données, la qualité. J’apprends de nouvelles choses tous les jours et je côtoie des spécialistes de tous ces domaines. Par ailleurs, les technologies que je développe sont à la pointe de l’innovation dans de nombreux secteurs, ce qui est très motivant

Je côtoie des

spécialistes

de tous ces

domaines. Par

ailleurs, les

technologies que

je développe sont

à la pointe de

l’innovation dans

de nombreux

secteurs, ce qui

est très motivant.

Travailler dans le domaine de l’énergie

Jean-Luc DuplanDiplômé CPE Lyon, promotion ESCIL 1986Chargé de mission «Cleantech» - Direction de l’établissement de Lyon - IFP Ener-gies nouvelles

Quelle est l’activité de votre société ou laboratoire ?Etablissement public à Caractère Industriel et Commercial impliqué dans la recherche et l’Innovation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement.

Dans votre fonction de chargé de mission « Cleantech », quels objectifs poursuivez-vous ?Représenter la Direction de l’établissement de Lyon auprès des acteurs institutionnels, du milieu académique et des industriels. Apporter aux acteurs publics et à l’industrie une expertise scientifique et technico-économique en vue de relever les défis relatifs à la transition énergétique. Identifier de nouvelles filières industrielles valorisant les écotechnologies.Développer de nouvelles technologies de l’énergie respectueuses de l’environnement.

En quoi votre activité a-t-elle à voir avec les économies d’énergies ? Tous nos projets R&D prennent en compte l’efficacité énergétique, identifiée comme une solution prioritaire à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Quel parcours avez-vous suivi à l’ESCIL/CPE Lyon ? A l’ESCIL, j’ai effectué un stage de 3 mois pendant l’été à l’issue des 2 premières années de formation dans le groupe TOTAL et à l’IFPEN. Ensuite, j’ai effectué ma 3e année, option «Industrialisation des procédés» et je me suis inscrit personnellement au DEA de catalyse (non prévu à l’époque dans la scolarité).

Comment en êtes-vous arrivé à travailler sur ces sujets ? Qu’est-ce qui vous passionne dans ce domaine ?Après une thèse concernant la post combustion automobile, j’ai intégré IFPEN dans le domaine des procédés industriels (génie chimique). Le développement des nouvelles technologies de l’énergie permet d’associer l’innovation industrielle aux défis sociétaux liés au changement climatique. Chercheur dans l’âme, je suis également passionné par le développement économique et les enjeux sociétaux.

Grégory AvenierDiplômé CPE Lyon E 2002Ingénieur R&D. STMicroelectronics, Crolles, France

Quelle est l’activité de votre société ou laboratoire ?STMicroelectronics est un fabricant de circuits électroniques à semi-conducteurs. Les « puces » fabriquées par ST servent dans de multiples domaines et applications comme les téléphones portables, les décodeurs TV, l’automobile, les communications fibre-op-tique et bien d’autres.

Quelle est votre fonction ?Je travaille au centre de recherche et développement de Crolles, en Isère, au développe-ment de nouvelles technologies silicium. Ces technologies sont utilisées pour fabriquer les circuits que nous vendons. Chaque nouvelle technologie permet une avancée dans la performance des circuits fabriqués en termes de vitesse, de consommation, etc.

En quoi consiste votre métier ? Quels objectifs poursuivez-vous ?Mon travail consiste à mettre au point le processus de fabrication des circuits intégrés. Il

Chercheur

dans l’âme,

je suis également

passionné par

le développement

économique

et les enjeux

sociétaux

Travailler dans le domaine de l’énergie

Les défis des économies d’énergie à CPE Lyon

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07CPE Lyon est implantée

sur le Campus LyonTech-La Doua qui vise à devenir

une référence mondiale en matière de cleantech.

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➜La gestion de l’eau

Projet en réflexion sur les eaux propres : aller vers un usage de l’eau phréatique contrôlé. Les eaux de la nappe sont pompées essentiellement pour du refroidissement de machines. Le centre de calcul sur le campus génère notamment de grosses sources de chaleur. Il s’agit de récupérer cette chaleur, pour du chauffage l’hiver et un système de climatisation inversée l’été…

Projet global lancé pour les eaux de pluie : déconnecter les eaux pluviales du réseau d’assainissement. Actuellement, les eaux de pluie s’évacuent dans le réseau et saturent régulièrement les stations d’épuration en cas d’orage. Demain, elles seront ré-infiltrées dans le sol. Cela implique d’inclure en amont, dans les projets d’aménage-ment des espaces et de voiries, des espaces d’infiltration et de conserver des surfaces qui ne seront jamais bâties.

➜Les déplacements

La problématique des déplacements dans le campus est étroitement liée à celle de son ouverture sur la ville. A l’origine, le campus faisait figure de grande cité scolaire, c’était un espace fermé. Progressivement, avec l’arrivée des bus en 1994 et surtout du tramway en 2001, le territoire s’est ouvert. Aujourd’hui, selon les prévisions, quelques rues principales du domaine devraient entrer dans le domaine routier du Grand Lyon : ce serait un signal fort d’intégration du campus dans le territoire municipal, il serait mieux identifié et le gain financier ne serait pas négligeable.

Avec de telles voies communautaires, il sera possible d’assurer la continuité, par rapport à la ville, des axes de déplacement en « mode doux » (voies piétonnes, pistes cyclables).

La question de la place donnée à la voiture, à travers l’offre de places de parkings, est également une réflexion continue. Le nombre de places disponibles a tendance à dimi-nuer, au profit d’axes verts, véritables « zones de respiration ».

Dans le cadre des nouveaux projets qui vont démarrer, une attention toute particulière sera apportée à l’accueil des visiteurs.

➜Les sources d’énergie

Le chauffage d’une partie du campus est assuré par une grande chaufferie à gaz située en face de la médiathèque de l’INSA. Ce dispositif est géré par le rectorat (via une délé-gation de service public). Un prestataire réalise actuellement une étude afin de réduire

Les grands « enjeux énergie » du campus

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Photos : Gauche : Vue du campus - Centre : Patio de CPE Lyon - Droite : Garage à vélo devant l’école

Directeur du SIDD (Service Interuniversitaire du Domaine de la Doua)

Comment est géré le territoire du Campus ?L’ensemble du territoire du campus appartient au ministère de l’enseignement supé-rieur et de la recherche et relève donc du domaine public de l’Etat. Bien qu’ouvert à la circulation publique, il ne relève pas des pouvoirs du maire de Villeurbanne pour sa gestion quotidienne : signalisation routière, entretien de la voierie ou des espaces verts, par exemple. Les bâtiments, quant à eux, sont gérés par la Direction du Patrimoine de chaque établissement.

Quel sont les missions du SIDD ? Le Service Interuniversitaire du Domaine de la Doua (SIDD) est une structure très légère qui a, néanmoins, des missions assez lourdes comme le portage des opérations d’amé-nagement du site. Actuellement nous gérons l’opération « Axe vert » dans le cadre de l’Ecocampus, et, au quotidien, nous gérons les voiries et espaces verts.

Quels sont les grands enjeux dans le cadre des projets d’aménagement de l’opération campus ?L’enjeu de taille, c’est de mettre au point un schéma directeur d’aménagement du campus, qui fixe, pour les années à venir et de manière raisonnée, les règles d’implan-tation des futurs projets immobiliers. Cette opération est déjà bien avancée. L’objectif est de construire ce « plan local d’urbanisme » avec une vision du site dans sa globalité, comme un « règlement de copropriété », comprenant un schéma général de gestion des eaux pluviales, des déplacements tous modes et des réseaux dans leur ensemble…La volonté politique est clairement affichée : l’éco-campus LyonTech - La Doua de demain se veut unitaire et « démonstrateur » c’est-à-dire exemplaire et pédagogique. Une des difficultés de mettre en place un tel schéma directeur est que les acteurs, notamment au niveau de la maîtrise d’ouvrage, varient d’un projet à l’autre, les interlocuteurs sont nombreux : le Grand Lyon, l’Université de Lyon, les établissements (INSA, UCB Lyon 1, CPE Lyon…).

La gestion des énergies sur le campus : devenir unitaire et exemplaire

Rencontre avec Daniel Lauze

CPE Lyon est implantée sur le Campus LyonTech-La Doua qui vise à

devenir une référence mondiale en matière de cleantech, en s’appuyant sur

les deux domaines d’excellence du site : chimie et ingénierie au service du

développement durable. L’ensemble des 220 000 m2 réhabilités répondront

aux critères de Haute Qualité Environnementale. Les modes de transport

doux seront privilégiés, avec un réseau cyclable et une large place faite

aux piétons.

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IDEEL, Institut des énergies décarbonées et écotechnologies de LyonIDEEL est un Institut d’excellence en énergies décarbonées, structure créée dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir. IDEEL est une société de recherche technologique, associant des actionnaires privés (SOLVAY, SUEZ, SUEZ ENVIRONNEMENT, ARKEMA) et public (l’IFPEN, l’Université de Lyon, le CNRS).

Sa mission est de mener des recherches technologiques visant à développer tous les aspects des nouvelles technologies qui vont révolutionner l’industrie et créer l’usine de demain : le recyclage de l’énergie et des matières, le pilotage fin des procédés, les maté-riaux bio-sourcés, la simulation, les mesures et la compréhension des relations avec l’en-vironnement. Original par la large association qu’il représente, IDEEL permettra ainsi de réaliser de véritables innovations technologiques, dont on sait bien qu’elles requièrent des compé-tences multiples ; et ce, dans une vision dès le départ économique, afin de rendre le plus probable les développements souhaités.L’Université de Lyon, qui rassemble tous les établissements d’enseignement supérieur de Lyon et de Saint-Etienne, participe à cette aventure, et CPE Lyon la représente au conseil d’administration.

Thématique des projets IDEEL : • Valorisation des déchets • Développement de procédés réduisant les émissions de CO2 et les consomma-

tions de ressources • Production de bioénergies

A travers les réseaux

IDEEL, l’Institut

des énergies

décarbonées et

écotechnologies

de Lyon, a été

lancé le 5 octobre

2012.

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Photos : Gauche : Pose de la 1re pierre du bâtiment Matériaux Innovants Centre : Bâtiment Axel’One – Ideel Droite : Esplanade devant CPE Lyon

l’empreinte carbone de cette chaufferie et d’augmenter l’indépendance énergétique, en passant à un système à bois.

L’un des premiers objectifs du Plan Campus est la réhabilitation des bâtiments dans le respect de la réglementation thermique (réhabilitation : RT Globale), avec pour objectif d’attendre le niveau réglementaire -10 %. Par rapport à « l’étiquette énergétique », cela signifie remonter de la note « D » à « B ». Au total, une vingtaine de bâtiments sont concernés, tous construits à la fin des années 60.

Il s’agira principalement d’améliorer « le clos et couvert », c’est-à-dire les façades (rempla-cement complet des façades rideaux ou changement des châssis et isolation par l’exté-rieur) et les toitures (réfections d’isolation et d’étanchéité).

En 2013, un diagnostic a permis d’établir un état des lieux de la performance énergétique de chaque bâtiment, de projeter les travaux utiles par rapport à la performance énergé-tique souhaitée et de définir les investissements nécessaires.

Fleur Gaultier, Chargée d’opérations (Service développement et aménagement des campus Université de Lyon), coordonne le projet : « Les travaux de réhabilitation des bâti-ments seront réalisés dans le cadre d’un contrat global Conception Réalisation Exploi-tation Maintenance, prévu par le Code des Marchés Publics. Nous recruterons, par une procédure de dialogue compétitif (procédure durant 1 à 2 ans) un groupement capable de prendre en charge l’étude, la conception, la réalisation et la maintenance. Il s’agit d’obtenir un réel engagement du constructeur sur la performance énergétique atteinte après travaux. » L’objectif final étant une baisse significative de la facture de chauffage de chaque établissement du Campus.

➜Les éclairages La volonté est permanente d’économiser de l’énergie, à travers notamment l’éclairage public. On peut agir sur :

• La qualité des sources lumineuses (LED, halogène à basse consommation).

• Les réflecteurs.

• Les modes de gestion (éteindre la nuit, varier les intensités…).

A noter que l’ambiance créée à partir des éclairages influe de manière non négligeable sur les comportements. Cette dimension est à prendre en compte lors de la conception des projets.

➜Un campus « démonstrateur » : l’actualité sur ces thèmes en 2013

Les projets d’aménagement de l’éco-campus LyonTech - La Doua comportent égale-ment des volets de « démonstration », à visée pédagogique et de sensibilisation auprès du grand public. Dans ce cadre, le travail est effectué en collaboration avec les cher-cheurs.

Ainsi des « planches d’essai » pour les laboratoires seront mises en place (secteur de la Résidence I):

• Dans le domaine de la gestion de l’eau et de la ré-infiltration, des espaces seront prévus pour l’installation de complexes de sol, afin de tester les matériaux. Les eaux seront récupérées après infiltration dans le sol, pour analyse et suivi.

• Dans le domaine de la biodiversité, des études seront menées par les botanistes sur la « gestion différenciée » des espaces verts : des zones seront laissées en prairie, les plantes seront analysées pour leur apport au sol, leur capacité à neutraliser la pollution… D’autres initiatives sont envisagées, comme des hôtels à abeilles ou des jardins potagers partagés (entre étudiants et personnels logés sur le campus).

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AXEL’ONE, une plate-forme d’innovation collaborative dédiée à la chimie et à l’environnementLe développement de nouveaux procédés moins énergivores ainsi que de nouveaux matériaux plus performants énergétiquement peut s’appuyer sur une nouvelle plate-forme collaborative d’innovation : au total 3 sites, dont « Axel’One Campus » à proximité de CPE Lyon.

La mission d’Axel’One (association loi 1901) est la mise en commun de moyens (locaux, équipements, compétences) au travers de l’hébergement de projets collaboratifs portant sur deux thématiques d’excellence : les procédés propres et les matériaux innovants. Elle compte huit membres fondateurs : CNRS, CPE Lyon (CPE-FCR), ENS Lyon, IFP Énergies nouvelles, INSA (INSAValor), Rhodia-Solvay, Suez Environnement et l’UCB Lyon 1.

A terme, Axel’One aura à disposition environ 10 000 m2 de locaux répartis sur 3 sites :

➜ Axel’One Procédés Innovants, localisée à Solaize qui traite des procédés éco-conçus, de l’interface procédé/biotechnologie, de simulation numérique et de système analy-tiques industriels. Disposant aujourd’hui de 700 m2, une capacité finale de plus de 3 000 m2 sera atteinte en 2015.

➜ Axel’One Matériaux Innovants, qui ouvrira une capacité de près de 5 000 m2 à Saint-Fons pour les biomatériaux, les matériaux composites, de construction, d’enduction et le recyclage, dont la 1re pierre a été posée le 15 avril 2013.

➜ Axel’One Campus, localisé à 50 m de CPE Lyon, qui ouvrira en 2016 une capacité de 1 500 m2, complètera les deux plateformes précédentes dédiées au passage à l’échelle industrielle.

Axel’One Campus : un outil de recherche collaboratif proche de CPE Lyon

Cette dernière plate-forme concerne encore plus directement les chercheurs de labo-ratoires de CPE Lyon, elle sera dédiée aux travaux plus fondamentaux sur les procédés et matériaux innovants et notamment à l’intensification des procédés et aux matériaux polymères. Axel’One Campus est née de la réflexion de quelques chercheurs lors du congrès international de catalyse de 2008 suivi d’une rencontre avec les partenaires industriels, notamment membres du pôle Axelera, qui avaient entamé cette démarche indépendamment. Une des ambitions est de pouvoir conduire au sein du Campus Lyon-Tech-La Doua des expérimentations à temps long - avec changement d’échelle dans les meilleures conditions de sécurité - et ainsi doter le site lyonnais d’un nouvel outil de recherche.

Avec sa répartition sur 3 sites, son modèle économique original, ses connections avec les pôles de compétitivité Axelera, Plastipolis, Tenerdis et Techtera et surtout ses ambitions scientifiques et industrielles, Axel’One est à la fois un résultat exemplaire de partenariat poussé à grande échelle entre le secteur industriel et académique en région Rhône-Alpes et une démonstration de la capacité d’action, de concertation et de projection des établissements lyonnais publics et privés d’enseignement supérieur.

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Directeur de la publication : Christine Legrand

Rédacteur en chef : Alessandra Quadrelli

Coordination, rédaction : Emmanuelle Almendra, Claire Chabert

Crédits Photos : CPE Lyon Service Communication. Romain Etienne/itemcorporate. Association Shoot Time, P. Avavian CEA, Pascal Muradian

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CPE Lyon Ecole Supérieure de Chimie Physique Electronique de LyonDomaine Scientifique de la Doua - Bât. Hubert Curien

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