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Carburants solaires, photoscience, santé : 40 millions d’euros pour exploiter la lumière

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Dans le cadre du plan d’investissement France 2030, le gouvernement, le CEA et le CNRS viennent de donner le coup d’envoi officiel d’un « ambitieux programme de recherche pour explorer la lumière de manière inédite ». Un des axes concerne les carburants solaires.

Il s’agit d’un nouveau PEPR (Programmes et équipements prioritaires de recherche) baptisé LUMA (Lumière-Matière) dont le but est d’« exploiter les propriétés de la lumière pour explorer et contrôler de nombreux systèmes physicochimiques et biologiques ».

Le projet vient d’être officiellement lancé (même s’il existe depuis longtemps) avec un financement de 40,38 millions d’euros sur sept ans, dans le cadre de France 2030. Il est co-piloté par le CEA et le CNRS. 1 000 chercheurs sont mobilisés et 28 universités impliquées.

De vastes débouchés

Les débouchés potentiels sont nombreux, comme l’explique le CNRS : traitement et stockage de l'information, matériaux durables (chimie verte, recyclage, écoconception), exploitation énergétique (solaire) et photomédicaments (méthodes non-invasives, thérapie photodynamique, traitement du cancer).

Attention à ne pas mettre la charrue avant les bœufs : on parle de recherche fondamentale, pas de remède miracle à court terme. Catalin Miron (directeur de recherche CEA et co-dirigeant de ce projet), précise d’ailleurs qu’il s’agit d’un « PEPR exploratoire, qui anime donc de la recherche amont », on n’est pas dans une phase d’industrialisation, mais de recherche pure.

Le centre de recherche en profite pour affirmer que la France est le leader international dans la valorisation des interactions lumière-matière avec pas moins de cinq prix Nobel depuis 2016 : Jean-Pierre Sauvage (2016), Gérard Mourou (2018), Alain Aspect (2022), Pierre Agostini et Anne L'Huillier (2023 tous les deux). Pour le ministère de la Recherche, la France doit « maintenir et consolider son positionnement, à la fois académique et industriel ».

Photoscience intelligente, technologies vertes et protection

Trois axes de développement sont mis en avant avec LUMA :

  • Photons for Green, « qui vise à l’émergence de nouvelles technologies "vertes" haute performance pour l'énergie et l'industrie de demain ». Il est notamment question de « la conversion efficiente de l’énergie solaire en énergie chimique, en produisant des carburants solaires ».
  • Light for Protection vise de son côté à « utiliser la lumière pour une meilleure préservation de la santé, de l’environnement ou des objets de notre patrimoine ». L’enjeu n'est rien de moins que de diagnostiquer et soigner grâce à la lumière.
  • Enfin, Smart Photoscience ambitionne de « décrypter des systèmes et des dynamiques complexes en chimie, physique, biologie, pour les faire fonctionner par des processus de photo-activation sophistiqués ».

Le programme propose aussi des actions ciblées de recherche, sélectionnées via un appel à manifestations d’intérêt. Quatre axes de développement sont mis en avant : la chiralité, la photochimie et les matériaux, l’énergie et l’environnement, la santé. Des appels à projets collaboratifs sont également dans les cartons.

Deux révolutions scientifiques et techniques

L’année dernière, Rémi Métivier justifiait ce projet par deux « révolutions scientifiques et techniques majeures, survenues ces dernières années », offrant de « nouvelles perspectives quant à l’utilisation de la lumière ».

La première vient du contrôle de la lumière : « Nous avons accès à des sources lumineuses très performantes, notamment avec des lasers à impulsions ultra-courtes (femtoseconde ou attoseconde) ». LUMA s’intéressera à la structuration de la matière « aux échelles ultimes de temps et d’espace (attoseconde et nanomètre) ».

On parlait récemment de l’attoseconde : c’est un milliardième de milliardième de seconde (10⁻¹⁸ seconde). À titre d’exemple : « il y a autant d’attosecondes dans une seconde que de secondes depuis le Big Bang ».

La seconde « révolution » concerne la maitrise par les scientifiques de la conception et de l’assemblage « complexe de molécules aux propriétés complémentaires ». Cela ouvre la voie à « des matériaux organiques et hybrides de nouvelle génération, capables de capturer et d’utiliser la lumière de façon intelligente et performante ».

Concernant le solaire, Rémi Métivier (directeur de recherche CNRS et co-dirigeant du PEPR), explique que nous « avons besoin de résoudre des questions fondamentales telles que l'augmentation de l'efficacité, de la conversion lumineuse ou encore la durabilité des dispositifs que nous concevons ».

Minute papillon, c’est quoi des « carburants solaires » ?

Revenons quelques instants sur les carburants solaires. Engie rappelle qu’il s’agit de « combustibles fabriqués à partir de substances courantes comme l’eau et le dioxyde de carbone grâce à l’énergie de la lumière solaire, utilisée soit par récupération de chaleur soit par génération de charge électrique ».

On peut ainsi produire de l’hydrogène à partir de l’eau (H₂O), mais aussi du gaz de synthèse, du méthane/méthanol et d’autres « carburants » à partir de CO₂ ou de CO₂ + H₂O.

Dans une interview à Newstank, Catalin Miron détaille les attentes sur ce point : « L’idée est de capturer le CO₂ de l’atmosphère pour produire des carburants chimiques pouvant être stockés. Nous pensons avec LUMA pouvoir passer de l’échelle du centimètre au mètre carré pour les cellules de ces dispositifs. Ces recherches pourront aussi apporter des réponses concrètes aux besoins de la société ».

Commentaires (17)


Très interressant.

Reflexion d'un simplet [Moi]
Pour moi la vrai problèmatique n'est plus la production d'énérgie, mais bien son stockage stable à moyen, long terme.
Donc être capable efficacessement l'équivalent à l'essence. (au sens large du terme), c'est la meilleur piste à suivre.
« capturer et d’utiliser la lumière de façon intelligente et performante »
Question de vocable pour moi mais depuis l’arrivée grand public de l’IA et donc du marketing j’ai tendance à froncer les sourcils quand le terme « intelligent » apparaît, à fortiori lorsqu’on parle de matière. Ça signifie quoi « intelligente » dans ce cadre ? Qu’on le faisait de façon débile avant ? 🙄
Je me demande si refabriquer du carburant à partir du CO₂ capturé pour le retransformer en CO₂ qui pourrait partir ensuite dans l'atmosphère est une idée brillante par rapport au réchauffement climatique.
J'ai le même doute sur toutes les énergies renouvelables mais qui produisent du CO₂ lors de la production d'énergie (bois et dérivés, biogaz, bioéthanol,...)
C'est une bonne idée car ça pourrait nous permettre d'arrêter/réduire l'extraction du carbone fossile.
En gros, il faut s'imaginer qu'un kg de CO2 issu de combustion d'énergie issue de fossile (pétrole, charbon, gaz naturel...), c'est comme si on avait pris du CO2 d'une autre planète pour le rajouter à celui de l'atmosphère terrestre.

La réutilisation du CO2 présent dans l'atmosphère n'en rajoute pas, lui. C'est pour ça que c'est intéressant.

potn

C'est une bonne idée car ça pourrait nous permettre d'arrêter/réduire l'extraction du carbone fossile.
En gros, il faut s'imaginer qu'un kg de CO2 issu de combustion d'énergie issue de fossile (pétrole, charbon, gaz naturel...), c'est comme si on avait pris du CO2 d'une autre planète pour le rajouter à celui de l'atmosphère terrestre.

La réutilisation du CO2 présent dans l'atmosphère n'en rajoute pas, lui. C'est pour ça que c'est intéressant.
J'avais cru comprendre qu'il y avait déjà trop de CO₂. Donc le CO₂ que l'on arrive à capturer, il ne faut pas le rejeter à nouveau dans l'atmosphère en ayant entre temps fabriqué un hydrocarbure avec.

fred42

J'avais cru comprendre qu'il y avait déjà trop de CO₂. Donc le CO₂ que l'on arrive à capturer, il ne faut pas le rejeter à nouveau dans l'atmosphère en ayant entre temps fabriqué un hydrocarbure avec.
Nous sommes d'accord qu'il y en a déjà trop, mais actuellement on en rajoute encore (coucou l'Allemagne, le Japon, la Chine, avec vos centrales à charbon).
Si on pouvait arrêter d'en ajouter, ça serait déjà un grand pas.
Les énergies carbonées renouvelables correspondent à du carbone qui est dans le cycle actuel, relâcher ce carbone sous forme de CO2 ne perturbe donc pas le cycle du carbone.
Les énergies fossiles ont emprisonné leur carbone à leur formation, il y a environ 200 millions d'années. Ce carbone n'est plus dans le cycle du carbone, sa libération aujourd'hui perturbe ce cycle et c'est ça qui pose problème.
Réussir à fabriquer du carburant à partir de CO2 atmosphérique est une sorte de pierre philosophale : ça permet d'utiliser exclusivement du carbone qui est dans le cycle "actif" et de ne plus en injecter de nouveau. En termes d'émissions, sur le papier, c'est neutre.
Seul petit souci : l'Union Européenne a interdit la commercialisation de toute type de véhicule à combustion en 2035. Du coup, même un carburant dont la production utiliserait plus de CO2 qu'elle n'en émettrait n'aurait aucun avenir ici, s'il est destiné à un moteur à combustion (sauf éventuellement dans l'aviation). Ou comment la politique est capable de paver l'enfer des meilleures intentions du monde.

anagrys

Les énergies carbonées renouvelables correspondent à du carbone qui est dans le cycle actuel, relâcher ce carbone sous forme de CO2 ne perturbe donc pas le cycle du carbone.
Les énergies fossiles ont emprisonné leur carbone à leur formation, il y a environ 200 millions d'années. Ce carbone n'est plus dans le cycle du carbone, sa libération aujourd'hui perturbe ce cycle et c'est ça qui pose problème.
Réussir à fabriquer du carburant à partir de CO2 atmosphérique est une sorte de pierre philosophale : ça permet d'utiliser exclusivement du carbone qui est dans le cycle "actif" et de ne plus en injecter de nouveau. En termes d'émissions, sur le papier, c'est neutre.
Seul petit souci : l'Union Européenne a interdit la commercialisation de toute type de véhicule à combustion en 2035. Du coup, même un carburant dont la production utiliserait plus de CO2 qu'elle n'en émettrait n'aurait aucun avenir ici, s'il est destiné à un moteur à combustion (sauf éventuellement dans l'aviation). Ou comment la politique est capable de paver l'enfer des meilleures intentions du monde.
Que les constructeurs auto démontrent leur capacité réelle à faire de tels carburants sans effetssecondaires (eg. qualité de l'air).
On pourra toujours renégocier.

Vu de l'intérieur de l'industrie, les dirigeants ont en tête de finir la traite et les arguments ne sont pas solides. Les solutions "non fossiles" pour les voitures sont depuis plus de 15 ans soit PAC soit électrique. Donc arrêtons de croire à une solution miracle.

En plus l'Europe a autorisé les carburants synthétiques sous la pression des lobbies au final... Une erreur à mon avis.
Qu'on soit clairs, je soutiens l'industrie, européenne surtout. Mais, vu de l'intérieur de ces multinationales, on a besoin de motiver nos décideurs pour autre chose que "next quarter".

anagrys

Les énergies carbonées renouvelables correspondent à du carbone qui est dans le cycle actuel, relâcher ce carbone sous forme de CO2 ne perturbe donc pas le cycle du carbone.
Les énergies fossiles ont emprisonné leur carbone à leur formation, il y a environ 200 millions d'années. Ce carbone n'est plus dans le cycle du carbone, sa libération aujourd'hui perturbe ce cycle et c'est ça qui pose problème.
Réussir à fabriquer du carburant à partir de CO2 atmosphérique est une sorte de pierre philosophale : ça permet d'utiliser exclusivement du carbone qui est dans le cycle "actif" et de ne plus en injecter de nouveau. En termes d'émissions, sur le papier, c'est neutre.
Seul petit souci : l'Union Européenne a interdit la commercialisation de toute type de véhicule à combustion en 2035. Du coup, même un carburant dont la production utiliserait plus de CO2 qu'elle n'en émettrait n'aurait aucun avenir ici, s'il est destiné à un moteur à combustion (sauf éventuellement dans l'aviation). Ou comment la politique est capable de paver l'enfer des meilleures intentions du monde.
l'Union Européenne a interdit la commercialisation de toute type de véhicule à combustion en 2035. Du coup, même un carburant dont la production utiliserait plus de CO2 qu'elle n'en émettrait n'aurait aucun avenir ici, s'il est destiné à un moteur à combustion

Il y a une exception pour les carburants de synthèse neutres en CO2 (carburants toutefois coûteux et peu développés pour le moment).
Interessant dans l'idée.

Par contre 40 Millions sur étalés sur 7 ans, c'est quand même pas très lourd pour un "ambitieux projet de recherche"
Mais bon, on fait avec les moyens du bord quoi ;)
Je me faisais la même réflexion : 40 millions pour 1000 chercheurs, ça fait pas beaucoup...

potn

Je me faisais la même réflexion : 40 millions pour 1000 chercheurs, ça fait pas beaucoup...
C'est sûr que 476€ par mois et par chercheur, ça va le faire...

Oui je sais, c'est vite résumé. Tous ne sont pas forcément en permanence dessus, mais ça ne semble pas si "prioritaire" chiffré ainsi
Modifié le 07/06/2024 à 12h41

Historique des modifications :

Posté le 07/06/2024 à 12h39


C'est sûr que 476€ par mois et par chercheur, ça va le faire...

C'est sur. Si on en croit Pierre Rondeau, un économiste du sport, la cérémonie d'ouverture des JO (je parle bien de la cérémonie d'ouverture, pas des JO eux-mêmes) couterait entre 350 et 500 millions d'€, pour un événement ponctuel.

Par contre, pour de la recherche sur 7 ans, octroyer seulement 40 millions d'€, j'ai du mal à qualifier le projet d'ambitieux.
Modifié le 07/06/2024 à 14h06

Historique des modifications :

Posté le 07/06/2024 à 14h05


C'est sur. Si on en croit Pierre Rondeau, un économiste du sport. La cérémonie d'ouverture des JO (je parle bien de la cérémonie d'ouverture, pas des JO eux-mêmes) couterait entre 350 et 500 millions d'€, pour un événement ponctuel.

Par contre, pour de la recherche sur 7 ans, octroyer seulement 40 millions d'€, j'ai du mal à qualifier le projet d'ambitieux.

fdorin

C'est sur. Si on en croit Pierre Rondeau, un économiste du sport, la cérémonie d'ouverture des JO (je parle bien de la cérémonie d'ouverture, pas des JO eux-mêmes) couterait entre 350 et 500 millions d'€, pour un événement ponctuel.

Par contre, pour de la recherche sur 7 ans, octroyer seulement 40 millions d'€, j'ai du mal à qualifier le projet d'ambitieux.
Boarf.. nettoyer la seine a coûté 1.4M :D

https://www.latribune.fr/entreprises-finance/services/transport-logistique/paris-2024-la-seine-sera-t-elle-baignable-et-navigable-pendant-les-jo-986971.html

C'est juste 35 fois moins pour les chercheurs.. (espérons que çà soient des trouveurs)

Timanu69

Boarf.. nettoyer la seine a coûté 1.4M :D

https://www.latribune.fr/entreprises-finance/services/transport-logistique/paris-2024-la-seine-sera-t-elle-baignable-et-navigable-pendant-les-jo-986971.html

C'est juste 35 fois moins pour les chercheurs.. (espérons que çà soient des trouveurs)
Ce qui est sûr, c'est que si on te propose 0 moyen, on ne trouvera jamais rien... et pourtant, le fruit de la recherche, à court, moyen et long terme, ce sont souvent les industriels qui en profitent (pas l'état)

War Machine

Ce qui est sûr, c'est que si on te propose 0 moyen, on ne trouvera jamais rien... et pourtant, le fruit de la recherche, à court, moyen et long terme, ce sont souvent les industriels qui en profitent (pas l'état)
Si les industriels en profitent, l’État aussi, et pas qu'un peu...

anagrys

Si les industriels en profitent, l’État aussi, et pas qu'un peu...
Effectivement, mais généralement, on ne quantifie pas ce qu'on peut y gagner indirectement... la première chose que voient les citoyens, ce sont les coûts directs.
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