L’Institut Paul Scherrer dirige deux des pôles de compétence de la Confédération dans le domaine de l’énergie

Le plan d’action « Recherche énergétique suisse coordonnée » prévoit de consacrer au total 72 millions de francs de subsides fédéraux à la création des pôles de compétence. La Commission pour la technologie et l’innovation (CTI) s’est vu confier le mandat d’attribuer ces fonds d’encouragement, et d’évaluer les activités de recherche financées par ce biais. A cet effet, la CTI a institué un comité de pilotage, en collaboration avec le Fonds national suisse (FNS).

Déterrer le trésor local de la biomasse

Des chercheurs, issus de 12 institutions de recherche, poursuivent un objectif ambitieux dans le cadre de BIOSWEET (BIOmass for SWiss Energy FuturE) : faire en sorte qu’à long terme, la biomasse – qui, dans le classement des énergies renouvelables locales, figure en deuxième position derrière l’hydraulique – contribue à hauteur de 100 pétajoules par an à l’approvisionnement énergétique suisse. Cette quantité d'énergie, qui est composé de l'électricité et d'énergie thermique, est à peu près équivalente à 2,7 fois la quantité d'énergie électrique qui est produite annuellement par la centrale nucléaire de Leibstadt. « Pour y parvenir, il faut considérer autant de différents types de biomasse que possible », explique Oliver Kröcher, chef du Laboratoire de bioénergie et de catalyse du PSI, et directeur de ce pôle de compétence. Hormis la biomasse sèche de type bois, il s’agit de mettre à profit la biomasse humide, disponible sous forme de lisier, de déchets et de restes de récolte. En plus, le pôle de compétence a établi une vision pour l’avenir afin d’étudier les algues en tant que sources d’énergie. Il serait en effet possible de produire des carburants de haute qualité à partir de ces organismes, après que les produits chimiques d’haute valeur, utilisés par exemple dans l’industrie cosmétique, ont été extraits de l'algue.

La diversité n’est pas seulement de mise au niveau des types de biomasse. Leur traitement se fait par différentes voies, et ces dernières doivent toutes être étudiées. Les voies thermochimiques – comme celles utilisées pour la production de méthane à partir du bois – auront leur place dans le pôle de compétence, tout comme les procédés de fermentation, sur lesquels reposent la plupart des installations actuelles de biogaz. Certaines thématiques de recherche, comme la production de méthane et de carburants liquides à partir de biomasse sèche (surtout du bois), et la gazéification hydrothermale efficace en termes énergétiques de la biomasse humide, sont déjà traitées aujourd’hui dans le cadre de projets de recherche du PSI. Le pôle de compétence devrait leur conférer de nouvelles impulsions. Actuellement, la fermentation de la biomasse est examinée presque exclusivement entre les murs des HES. Grâce au travail commun sur des procédés thermochimiques et de fermentation dans le SCCER BIOSWEET, une plus profonde compréhension mutuelle sera promue et des développements conjoints seront lancés.

L’une des missions du pôle de compétence BIOSWEET sera également de procéder à une estimation de la disponibilité de la biomasse en Suisse pour ces voies d’utilisation qui font l’objet de recherche dans le SCCER. Une évaluation technico-économique des différents processus de bioénergie devrait également être menée, pour identifier un usage économiquement optimal de la bioénergie. Des fonds d’encouragement de 8 millions de francs seront alloués par la Confédération au BIOSWEET d’ici 2016. Pour Oliver Kröcher, aujourd’hui déjà, les premiers fruits de cette union des forces sont visibles : « Le milieu suisse de la recherche sur la bioénergie s’est retrouvé durant les préparatifs de dépôt de candidature pour le SCCER », souligne-t-il.

Stockage : donner un visage à une thématique centrale

Le pôle de compétence dédié au champ d’action du stockage est doté, quant à lui, d’un budget de 11 millions de francs. Ce montant est complété par les instituts participants et les partenaires industriels. Le budget total s’élève ainsi à 38 millions de francs. Dans ce pôle de compétence, la recherche est subdivisée en cinq domaines de travail. Le PSI, représenté par le Laboratoire d’électrochimie, est impliqué dans trois d’entre eux : « Accumulateurs et matériaux d’accumulateurs avancés », « Production et stockage d’hydrogène », et « Réduction catalytique et électrocatalytique de CO2 ». Ce dernier domaine de travail poursuit l’objectif suivant : non seulement d’éliminer de l’environnement le CO2 issu des émissions d’une installation industrielle, mais aussi de le transformer en précieuses sources d’énergie, comme le méthane. Les autres domaines de travail sont consacrés au stockage thermique, et aux interactions entre différentes technologies de stockage.

Pour Thomas Justus Schmidt, Chef du Laboratoire d'Electrochimie du PSI et Directeur du SCCER Stockage, le regroupement des capacités au sein d’un pôle de compétence présente plusieurs avantages : surtout des synergies, susceptibles de se créer entre des groupes de recherche qui travaillaient isolément jusqu’ici, ce, notamment en raison de l’accès facilité à l’infrastructure des instituts partenaires. Thomas Justus Schmidt est par ailleurs convaincu que le pôle de compétence confèrera un visage institutionnel à la thématique du stockage : « Il sera ainsi plus facile pour les entreprises de repérer le bon expert dans le paysage de la recherche, et de porter leurs questions vers ces spécialistes pour lancer d’éventuelles coopérations de recherche », souligne-t-il. L’amélioration de la visibilité sensibilisera la Suisse pour cet important sujet, tout en facilitant la collaboration scientifique au-delà des frontières de notre pays.

Planning exigé : de la recherche fondamentale au marché

Dans le cas des deux pôles de compétence, la mise au concours exigeait des candidats qu’ils élaborent un planning de l’innovation, indiquant comment couvrir les différents pans thématiques de la recherche, qui vont de la recherche fondamentale aux produits, technologies ou services pratiquement commercialisables. Au final, des résultats tangibles sont donc aussi attendus. La plate-forme de recherche et de transfert de technologie, qui est cofinancée par le Conseil des EPF, va dans cette direction “ Sise également au PSI, elle permettra la collaboration entre les deux pôles de recherche.

Auteur: Leonid Leiva

À propos du PSI

L’Institut Paul Scherrer développe, construit et exploite de grandes installations de recherche complexes et les met à disposition de la communauté nationale et internationale. Les principales recherches de l’Institut sont centrées dans le domaine matière et matériaux, energie et environnement, santé. Avec 1500 collaborateurs et un budget annuel d’environ 300 millions CHF, le PSI est le plus grand centre de recherche de Suisse.