Une pompe à chaleur pour lutter contre le réchauffement climatique

Les trois ingénieurs d'Airthium présents à l'édition 2022 de VivaTech, le 15 juin 2022. Guillaume Maurin est à droite. © Léopold Picot

La transition énergétique fait partie des préoccupations de certaines jeunes entreprises présentes au salon des nouvelles technologies VivaTech. C'est le cas de Airthium : ces ingénieurs développent une technologie pour soutenir la production d'électricité renouvelable et la restituer dans l'heure… des mois après.

Dans le salon VivaTech consacré à l'innovation et aux start-ups à Paris, l'écologie tente de prendre un peu de place. Or, l'un des principaux enjeux pour la transition énergétique est d'arriver à compenser les baisses de production des panneaux solaires et des éoliennes.

C'est ce que rappelle Guillaume Maurin, ingénieur chez Airthium, une entreprise qui développe une pompe à chaleur révolutionnaire : « L'un des premiers objectifs, c'est de permettre d'avoir de l'électricité 100% renouvelable disponible toute l'année. Sauf que l'on sait que par exemple, le solaire et l'éolien, il y en a plus l'été moins l'hiver ou que le solaire, il y en a la journée, mais il n'y en a pas la nuit. »

Une machine multi-fonction

D'où l'intérêt de la machine d'Airthium. Elle est capable de restituer l'électricité en quelques heures, comme sur plusieurs mois. Pour le court terme, par exemple pour le soir même, la machine stocke directement l'électricité sous forme de chaleur.

Entouré de deux de ses collègues, Guillaume Maurin poursuit : « Le surplus de production que j'ai via mon champ de panneaux solaires entre 12 h et 16 h, alors que mon pic de la consommation électrique, lui, va être à partir de 18 h jusqu'à 23 h, on va dire, je le fais passer dans ma machine, qui fait de la chaleur et que je stocke dans un énorme thermos. Et le soir, la chaleur que j'ai stockée dans cet énorme thermos je la restitue dans ma machine, je fais du mouvement et à nouveau de l'électricité. »

Mais le vrai souci, c'est l'hiver. Pour compenser la baisse d'énergie hivernale, le surplus d'électricité de l'été doit être stocké pendant des mois, c'est ce qu'on appelle le stockage d'énergie saisonnier. « Pour la solution été hiver, il faut avoir un stockage de longue durée. C'est pour ça qu'on passerait par de l'ammoniaque liquide, une forme de stockage chimique parce que c'est assez facile à faire et on peut le conserver longtemps », explique le jeune ingénieur.

Ensuite, il faut être capable de restituer l'énergie stockée : c'est ce que fait le prototype de pompe développé par Airthium, en brûlant de l'ammoniaque liquide. « Le surplus d'énergie qu'on a à un moment, on l'utilise pour produire ce carburant de synthèse. Et puis plus tard, on peut le brûler : c'est ça l'avantage. Et par rapport à du carburant type hydrocarbures, l'avantage, c'est que quand on brûle, on ne produit pas de CO2, pas de gaz à effet de serre », s'enflamme Guillaume Maurin.

Enfin ça, c'est en théorie : il reste encore des limitations techniques à résoudre. Par exemple, le stockage avec de l'ammoniaque liquide. S'il est mal brûlé, ce dernier dégage des particules fines polluantes.

Une autre application prévue pour cette pompe, c'est de décarboner une partie de l'industrie : celles qui chauffent beaucoup, comme la métallurgie. La machine d'Airthium monte à des températures élevées, jusqu'à 500 degrés, c'est deux fois plus que les pompes à chaleur actuelles.

Il serait ainsi possible de faire du traitement thermique dans l'industrie, simplement en utilisant de l'énergie électrique renouvelable. Guillaume Maurin montre du doigt le plafond du hall des expositions. « Vous voyez, toutes les poutres qui sont là-haut sont en acier galvanisé. Pour faire cela, le zinc doit être chauffé à 450°C. C'est pile la température où notre machine est dans sa zone de confort », explique le scientifique.

Malgré les défis à relever, les ingénieurs de l'entreprise sont confiants : leur pompe à chaleur devrait être commercialisée d'ici à trois ans pour les industriels et le stockage longue durée sera prêt dans cinq ans.

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