«Cinq projets? Il va falloir être sacrément succinct», sourit Yasmine Calisesi, directrice opérationnelle du Centre de l’énergie (CEN) de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Alors que la crise énergétique est au cœur de l’actualité, la haute école est à la tête de multiples projets destinés à façonner le système énergétique de demain. «Nonante laboratoires traitent de près ou de loin le thème de l’énergie et chacun d’entre eux travaille sur de multiples projets», précise celle qui est également titulaire d’un doctorat ès sciences de l’Université de Berne.
L’hydraulique
Quand on aborde le thème de l’énergie renouvelable, un domaine est particulièrement important – car historique – pour l’EPFL, il s’agit de la force hydraulique. «La Plateforme des constructions hydrauliques a notamment travaillé sur la troisième correction du coude du Rhône à Martigny et la Plateforme des machines hydrauliques constitue l’un des pôles mondiaux d’expertise dans le domaine des turbines hydrauliques. Cette dernière essaie par exemple de comprendre comment les centrales hydrauliques vont pouvoir s’intégrer dans le nouveau paysage énergétique qui intègre une production d’électricité renouvelable fluctuante. Les machines actuelles ne sont pas encore adaptées à cela, c’est donc tout le défi», explique Yasmine Calisesi. Les différentes techniques sont testées sur sept sites de démonstration répartis entre la Suisse, la France et l’Espagne.
Le photovoltaïque
Produire du courant électrique par transformation directe de l’énergie du soleil: la technologie n’est bien sûr pas nouvelle, mais elle tend à se rendre plus efficiente, d’une part par l’optimisation des procédés de fabrication, d’autre par l’augmentation du rendement des cellules. «Un exemple est le record de rendement récemment atteint par une cellule «tandem» silicium-pérovskite, certifié à plus de 30% à l’issue d’une collaboration entre l’EPFL et le CSEM (centre suisse d’électronique et de microtechnique).
Réseau de CO2
On le sait, les réseaux de chaleur à distance sont appelés à jouer un rôle important dans la transition énergétique. Là aussi, l’EPFL tente d’avancer vers des systèmes plus adaptés. «Dans un réseau de chaleur (ou de froid) à distance traditionnel, c’est l’eau qui transporte la chaleur. Ici, l’idée est de remplacer l’eau par du CO2, et d’exploiter non pas la capacité de l’eau à stocker ou à rendre de la chaleur, mais la chaleur latente d’évaporation ou de condensation du CO2. Cela permet de dimensionner des conduites beaucoup plus fines et donc d’installer ces réseaux plus efficients dans des quartiers denses», précise la directrice opérationnelle du CEN.
Concept de mobilité
Nos moyens de transport sont également un élément essentiel si l’on souhaite tendre vers l’efficacité énergétique. C’est pour cette raison que l’institution lausannoise travaille, en collaboration avec sa spin-off Swisspod, sur un système Hyperloop, considéré comme le cinquième mode de transport: un tube sous vide dans lequel on pourrait transporter passagers et marchandises à grande vitesse.
«Nos chercheurs ont construit un anneau de 40 m de diamètre et 120 m de longueur sur le campus de l’EPFL afin d’étudier de nouvelles idées pour la structure du tube et du pod, et d’évaluer la viabilité du concept pour le transport à très grande vitesse. L’objectif est d’atteindre une consommation de 10 à 50 wattheures par kilomètre et par passager. Il faut savoir qu’une voiture électrique consomme le double.»
Swiss plasma center
Il s’agit d’un des principaux laboratoires de recherche sur la fusion. Pour rappel, cette dernière s’attèle à reproduire les réactions qui génèrent l’énergie du soleil et elle a le potentiel de fournir une source d’énergie tangible au niveau mondial.
«Dans tous ces projets, il y a bien sûr l’aspect recherche, mais également le volet enseignement, car il est primordial de former les générations qui déploieront le système énergétique du futur» rajoute Yasmine Calisesi. Des projets qui peuvent faire rêver et qui placent l’EPFL parmi les meilleures écoles du monde dans le domaine de l’énergie.
Le lac pour remplacer le fuel
L’EPFL a inauguré début septembre une nouvelle centrale thermique. L’infrastructure, qui aura nécessité trois ans de travaux, permet dorénavant à la haute école de se passer de mazout. Concrètement, cela signifie que le campus se refroidit et se chauffe uniquement grâce à l’eau du lac et la chaleur de son data center.
La nouvelle station de pompage capte l’eau par 75 m de fond (elle y est à 7 degrés toute l’année) et un nouveau réseau de 1,2 m de diamètre. Filtrée, elle permet ensuite d’assurer le refroidissement de l’EPFL, via un réseau revu et une injection à quatre pompes. Elle circule également dans des réseaux soigneusement installés dans les parois des serveurs de l’immense data center de l’école.
Cette récente réalisation est le résultat d’une réunion de plusieurs technologies déjà bien connues, mais l’EPFL ne souhaite pas s’arrêter là. En effet, un centre de calcul piloté par le Centre de l’énergie de l’institution et des chercheurs d’EcoCloud doit y voir le jour. À cela s’ajoutera la gestion des quelque 370 kilowattheures de panneaux solaires qui recouvrent le bâtiment.
Cet équipement permet également à la haute école de diminuer massivement ses achats d’énergie. Malgré tout, l’EPFL reste alimentée à 6% par le gaz et à 40% par de l’électricité et reste l’un des plus gros consommateurs d’énergie du canton.
La nouvelle centrale thermique s’inscrit donc parfaitement dans la stratégie énergétique de l’EPFL. «Nous avons un plan pour une réduction du CO2 à l’horizon 2030, c’est un mandat de la Confédération et on va essayer d’aller au-delà. Avec le but du «net zéro» en 2050», avance désormais le président Martin Vetterli.
Parmi les mesures visées, on trouve notamment l’assainissement des bâtiments historiques et énergivores, la baisse des voyages à l’étranger des chercheurs ou encore une alimentation durable des restaurants du campus.
