Une équipe de chercheurs canadiens envisage d’alimenter les moteurs de nos voitures à l’aide de poudres métalliques, fines comme de la farine. © JaulaDeArdilla, Flickr, CC by-NC-ND 2.0

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Carburant propre : de la poudre de fer dans nos réservoirs !

ActualitéClassé sous :énergie , poudre métalliques , gaz à effet de serre.

Et si les véhicules du futur étaient finalement alimentés, non pas par de l'hydrogène, non pas par des biocarburants, non pas par de l'électricité... mais par de la poudre de fer ? C'est la proposition étonnante de chercheurs canadiens.

Les combustibles fossiles ont vécu : voici un point sur lequel à peu près tout le monde semble s'accorder. Même si la majorité des véhicules roulent encore aujourd'hui au pétrole, chercheurs et ingénieurs travaillent à trouver un ou plusieurs remplaçants à ce combustible émetteur de gaz à effet de serre et dont les sources pourraient se tarir à plus ou moins court terme. L'idée soulevée par des chercheurs de l'université McGill (Canada) dans une étude publiée dans la revue Applied Energy, consiste à produire des poudres métalliques - celles-là même qui sont utilisées pour la fabrication des feux d’artifices, par exemple - à partir de sources d'énergie renouvelables et à utiliser ensuite ces poudres pour faire fonctionner des moteurs à combustion externe.

Lorsque l'on parle transition énergétique, il est beaucoup question d'électricité propre, produite à l'aide de panneaux solaires ou d'éoliennes. Sans doute des solutions d'avenir lorsqu'il s'agit de chauffer des bureaux ou une maison, même si les technologies demandent encore à être améliorées. Lorsque l'on aborde la question de la mobilité, les choses se compliquent encore. Bien sûr, on commence à voir sur les routes quelques voitures électriques mais leur autonomie laisse toujours à désirer. Les piles à combustibles et autres biocarburants pourraient également avoir leur rôle à jouer même si, là aussi, des innovations sont encore à attendre.

Dans ce contexte, Jeffrey Bergthorson, professeur à l'université McGill, estime que « l'utilisation de poudres métalliques comme carburant représente une solution des plus prometteuses ». Celles-ci servent d'ores et déjà d'agent propulseur à des fusées à combustibles solides. Son équipe vient en effet de démontrer, grâce à un brûleur conçu sur mesure, que les flammes issues de la combustion de fines particules métalliques - de la taille des grains de farine ou de sucre en poudre - peuvent être stabilisées et ressemblent à s'y méprendre à celles que l'on obtient en brûlant des hydrocarbures, les émissions de CO2 en moins. Car en brûlant, les poudres métalliques réagissent avec l'air pour former des oxydes solides, non toxiques et, qui plus est, recyclables.

Quelques exemples de flammes stabilisées produites par la combustion de poudres métalliques (fer, aluminium, bore-aluminium et zirconium) au contact de l'air et la comparaison avec une flamme produite par la combustion de méthane. © Alternative Fuels Laboratory, université McGill

Des moteurs à combustion externe

En revanche, pour utiliser des poudres métalliques comme carburants, il faudra passer des moteurs à combustion interne, qui équipent aujourd'hui nos voitures, à des moteurs à combustion externe, bâtis sur le principe de ceux qui faisaient avancer les locomotives à vapeur d'antan. « Les densités d'énergie et de puissance qu'afficheront les éventuels moteurs alimentés par des métaux devraient être semblables à celles des actuels moteurs alimentés par la combustion interne de combustibles fossiles. Par conséquent, cette technologie sera attrayante pour une société cherchant à réduire son empreinte carbone », assure Jeffrey Bergthorson.

Les chercheurs canadiens tiennent pour cela leur candidat idéal : le fer. En effet, les industries métallurgique, chimique et électronique utilisent déjà des millions de tonnes de poudre de fer chaque année et les technologies de recyclage du fer sont éprouvées. Ne reste plus qu'à rendre plus vertes les techniques traditionnelles de fabrication de ces poudres.

Après le succès des expériences menées en laboratoire, il faudra tout de même que l'équipe de McGill passe le test du prototype industriel d'un brûleur fixé à un moteur thermique. David Jarvis, responsable de la stratégie et des nouvelles technologies à l'Agence spatiale européenne, s'enthousiasme déjà : « Cette technologie nous intéresse au plus haut point puisqu'elle ouvre la porte à de nouveaux systèmes de propulsion dont nous pourrons tirer profit dans l'espace et sur Terre. La combustion de métaux peu coûteux, comme la poudre de fer, représente une solution de rechange avantageuse à l'essence et au diesel. Si nous sommes en mesure de produire, pour la première fois, un moteur alimenté au fer émettant une quantité presque nulle de dioxyde de carbone, nous estimons que cette découverte pourrait ouvrir la voie à d'autres innovations et permettre une réduction des coûts à court terme ».

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