Stocker de l'énergie solaire et éolienne n'est pas toujours simple. Quand le vent souffle fort, par exemple, les éoliennes produisent plus d'électricité que les habitants n'en ont besoin. Il s'agit de stocker cet excédent énergétique et de le restituer lorsque le vent faiblit. Enairys Powertech, une start-up en cours de création, a développé une méthode pour stocker et restituer l'énergie par air comprimé.
L'ingénieur et fondateur d'Enairys, Sylvain Lemofouet, a conçu avec le professeur Alfred Rufer, directeur du Laboratoire d'électronique industriel de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et le professeur Daniel Favrat, directeur du Laboratoire d'énergétique industrielle, une batterie qui ne contient pas de métaux lourds. Explications de Sylvain Lemofouet: «L'air, comme tous les gaz, est compressible. En d'autres termes, il peut prendre le volume qu'on lui impose. En l'obligeant à occuper un plus petit espace, sa pression augmente et crée un potentiel d'énergie comparable à l'élévation de l'eau dans un barrage hydroélectrique.»
Le stockage d'énergie par air comprimé n'est en soi pas nouveau mais cette technique n'a pour ainsi dire jamais été exploitée, du fait du faible rendement des machines à air existantes. En effet, l'air s'échauffe quand on le comprime et cette chaleur, une fois évacuée, génère des pertes importantes. La quantité d'énergie récupérée à la détente de l'air est faible par rapport à celle qui a été initialement stockée. On parle d'un rendement de l'ordre de 20 à 30%.
La machine à air comprimé d'Enairys fonctionne non pas avec un piston mécanique mais grâce à un concept de compression et de détente d'air basé sur le principe du «piston liquide». L'eau refroidit l'air pendant la phase de compression et le réchauffe pendant la phase de détente permettant de réduire les pertes thermiques au minimum et donc d'avoir un bien meilleur rendement. Dans le système d'Enairys, l'électricité est employée pour comprimer l'air en alimentant un moteur électrique couplé à un compresseur hydropneumatique.
L'air est ensuite stocké dans des bonbonnes, reliées les unes aux autres. Lorsqu'il y a une demande en électricité, l'air comprimé est utilisé pour faire tourner la même machine hydropneumatique et entraîne la machine électrique qui fonctionne alors en alternateur pour reproduire du courant. «Le rendement énergétique de notre système est de l'ordre de 60-65% et s'approche ainsi du rendement des batteries au plomb qui est de 70%», souligne Sylvain Lemofouet.
Le grand avantage d'un tel système est qu'il est écologique et économique. Aujourd'hui, le stockage de l'énergie solaire ou éolienne se fait par des batteries d'accumulateurs électrochimiques. Celles-ci contiennent des métaux lourds qui sont polluants. En outre, leur durée de vie n'est que de quelques années. «Sur le long terme, notre système est moins coûteux», précise l'ingénieur.
Des brevets ont été déposés par l'EPFL et Enairys en détient une licence exclusive. Le premier prototype est aujourd'hui terminé. La start-up développe un prototype industriel qui servira de démonstrateur. De telles installations seront essentiellement destinées à l'alimentation en énergie d'applications autonomes en région isolées à partir de panneaux photovoltaïques et d'éoliennes par exemple, ou encore comme alimentation de secours pour les applications sensibles connectées à des réseaux électriques instables.
«Nous visons également le marché de la production d'air comprimé à haute pression et à plus long terme celui des voitures urbaines à air comprimé», souligne Sylvain Lemofouet qui recherche actuellement 0,5 million de francs pour développer les premiers produits commerciaux. Puis, il devra encore lever entre 2 à 3 millions de francs pour passer à la phase d'industrialisation.
Le projet a déjà bénéficié de plusieurs aides. Coup de coeur du jury lors du trophée Perl 2008 (Prix Entreprendre Région Lausanne), Enairys a également été primé par Venturelab et bénéficie du coaching de la CTI Start-up. Le marché du stockage énergétique est bel et bien présent. Selon le cabinet de recherche Lux Research, le marché est estimé à 60 milliards de dollars.
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