Mieux que les batteries ? Cette technologie de l'âge de bronze pourrait aider à lutter contre le réchauffement climatique

Fabriquer du ciment, du verre, du fer ou de l'acier demande énormément d'énergie. Si ces industries se détournent peu à peu des énergies fossiles, ces activités énergivores pèsent sur la production d'électricité. Certains sites industriels tentent de réduire cet impact en installant des éoliennes ou des panneaux solaires, mais une autre solution pourrait être encore plus efficace, indique Interesting Engineering.

Dans une étude parue dans PNAS Nexus, des scientifiques ont tenté de savoir si l'énergie ne pourrait pas être mieux redistribuée en la stockant sous forme de chaleur plutôt qu'en électricité. Ils se sont donc penchés sur une technologie datant de l'âge de bronze : les briques réfractaires.

Stocker de la chaleur plutôt que de l'électricité avec des objets dix fois moins couteux

Ces blocs sont composés de céramique, ce qui les rend capables de résister à des chaleurs intenses. C'est notamment ce matériau qui est utilisé pour concevoir les fours dans lesquels le verre est fabriqué à des températures dépassant les 1 500°C. Mais selon les chercheurs de la Stanford Doerr School, spécialisée dans l'ingénierie et l'écologie, il pourrait également servir à emprisonner de l'énergie sous forme de chaleur.

"La différence entre le stockage par briques réfractaires et le stockage par batteries est que les briques stockent la chaleur plutôt que l'électricité et que leur coût est dix fois moins élevé que celui des batteries", explique Mark Jacobson, principal auteur de l'étude et professeur de génie civil et environnemental.

Les recherches ont permis de montrer que les conteneurs isolés remplis de briques réfractaires pouvaient retenir la chaleur issue de panneaux solaires ou d'éoliennes de manière stable. Ce qui permet d'envisager des utilisations industrielles de cette énergie.

Un bénéfice prouvé dans 90% des 149 pays les plus émetteurs en carbone

Pour ce faire, il faut créer un circuit pour faire passer de l'air à travers les piles de briques. En se réchauffant, il est ensuite possible d'utiliser cette chaleur à des endroits spécifiques d'un site de production. Cela permettrait de réduire fortement les émissions de CO2, causées à 17% par la production de chaleur utilisant des énergies fossiles.

Afin de vérifier l'efficacité de cette technologie, un modèle informatique de simulation a été construit. Parmi les 149 pays grands émetteurs de carbone, l'usage de pierres réfractaires s'affiche comme la solution la plus bénéfique dans 90% des cas par rapport à l'installation de panneaux solaires d'éoliennes ou même au recours à l'hydroélectricité.

Ce chiffre s'explique par les économies d'énergie réalisées en conservant directement de la chaleur. La technique envisagée évite de convertir l'énergie électrique en chaleur, dont le processus engendre des déperditions. L'étude prévoit une réduction de la dépendance aux batteries de 14,5%, de l'hydrogène de 31% et du stockage souterrain de la chaleur de 27,3%.

Cette technologie pourrait avoir un impact très important à faible coût

À ces résultats s'ajoutent des besoins de ressources moindres. En passant des batteries aux pierres réfractaires, la tension sur les besoins d'extractions de métaux rares est fortement diminuée. D'autant plus que les blocs réfractaires, composés de céramique, ne requiert que de la terre pour être façonnés.

"Ce qui m'enthousiasme, c'est que l'impact est très important, alors que beaucoup de technologies que j'ai étudiées ont des impacts marginaux", insiste Mark Jacobson. "Ici, je peux voir un avantage substantiel à faible coût sous de multiples angles, qu'il s'agisse d'aider à réduire la mortalité due à la pollution de l'air ou de faciliter la transition du monde vers des énergies renouvelables propres."

L'étude pointe enfin que des entreprises commercialisent d'ores et déjà des systèmes de stockage d'énergie thermique, tels que les pierres réfractaires. Ainsi, son déploiement à grande échelle en serait facilité. Un déploiement qui permettrait d'atteindre des émissions nettes nulles d'ici à 2050, assurent les chercheurs.