Record du monde !
Dans la course à la baisse de consommation d’énergie des
véhicules motorisés, les prototypes utilisant une pile à
dihydrogène1 (H2) sont pour la première fois en tête. En témoigne
la victoire de l’association nantaise Polyjoule dans la 26e édition du
Shell Eco-Marathon disputée en mai dernier en Allemagne.
Lors de l’épreuve, les 200 véhicules concurrents ont parcouru 25,6 km
à 30 km/h. Afin de les comparer, leurs consommations respectives
(de H2 , d’éthanol, d’essence...) sont rapportées à une quantité
d’énergie ou à un volume d’essence équivalent. En consommant
15 litres de H2 , auxquels correspondent 158 000 joules ou 5,23 ml
d’essence, Polyjoule a pulvérisé son propre record : 4 896 km par litre
d’essence, contre 3 451 en 2009 !
Tandis que les recherches portant sur les matériaux permettent
d’améliorer la technologie des piles à combustible, ce résultat
est surtout dû au travail d’une cinquantaine d’étudiants de
Polytech’Nantes2 et du BTS « Moteur à combustion interne » du lycée
de la Joliverie à Saint-Sébastien-sur-Loire. « Les uns se sont concentrés sur l’amélioration de la production d’électricité, les autres sur celle des parties mécaniques », indique Pauline Tranchard, présidente de
Polyjoule. « Plus léger et plus aérodynamique que celui de 2009, notre prototype a aussi bénéficié d’un nouveau convertisseur de puissance, précise Anthony Gondrin, étudiant en BTS. Ce dispositif gère la production d’énergie électrique de la pile dans le but d’optimiser sa conversion en énergie mécanique. Le rendement de la conversion a été porté à 97 %, contre 80 % en 2009.»
Pour Philippe Maindru, professeur de thermodynamique à la Joliverie, « ce succès relève autant de la performance technique que de la motivation des étudiants à travailler en équipe sans distinction entre futurs techniciens et futurs ingénieurs ».
1. Cf.l'animation du CEA sur le principe de la pile à combustible
2. École d’ingénieurs de l’Université de Nantes située sur les campus de Nantes et de Saint-Nazaire et membre du réseau national Polytech
Le prototype Polyjoule 2010 ©Thibault Rochouxça se passe maintenant
Un cyclotron en rodage
Le cyclotron Arronax © Olivier RétifEn mars dernier, un an et demi
après son inauguration officielle,
Arronax1 produisait ses premiers
isotopes radioactifs. « Ce délai peut sembler long mais, contrairement aux petits cyclotrons parfaitement rodés pour produire du fluor 18 en quantités industrielles, Arronax est un prototype et son environnement (les dispositifs et procédures de production de radio-isotopes, d’expériences de radiochimie, de sécurité) devait être mis au point », explique Yves Thomas,
chargé de mission pour l’Université de
Nantes. « Autrement dit, un moteur très puissant nous a été livré mais il faut construire la Formule 1 propulsée par ce moteur. De plus, il a été acheté pour atteindre 350 km/h, or il n’a pas dépassé 300 lors des premiers essais. Des améliorations ont donc été nécessaires, même si l’on ne roulera peut-être jamais à 350. »
Ferid Haddad, enseignant-chercheur à
Subatech2 en charge des questions de physique
dans le projet, précise ce dernier point : « Les particules du faisceau interagissent avec des molécules d’air résiduelles. Elles sont alors déviées et ralenties. Un vide initial insuffisant entraîne ainsi une perte d’énergie et d’intensité du faisceau qui l’empêche de produire, sur une cible métallique, les quantités d’isotopes souhaitées. Afin d’obtenir un vide plus poussé, deux pompes cryogéniques ont été ajoutées et, grâce à elles, on observe en ce début septembre des améliorations notables. »
Pour développer « l’environnement du moteur », les chercheurs et ingénieurs du Gip3 Arronax ont travaillé pendant deux ans sur les cyclotrons de Nice et d’Orléans avec un faisceau de basse intensité. « Depuis mars 2010, nous pouvons désormais tester et affiner nos cibles et nos protocoles d’extraction des isotopes d’intérêt », indique Ferid. Enfin, le groupe de maintenance perfectionne ses méthodes d’intervention et celui de radioprotection ajuste les règles assurant la sécurité pour tous. Arronax devrait fonctionner en routine dès juillet 2011 et participe déjà à divers programmes de recherchedéveloppement, en particulier à des fins médicales. En effet, en accélérant des particules chargées (protons, deutons, particules alpha) avec une énergie de 70 millions d’électrons-volts (MeV) et une intensité de 750 microampères (contre 30 MeV et 100 microA pour les « cyclotrons médicaux » classiques), Arronax pourra produire des isotopes (cuivre 64, cuivre 67, strontium 82, germanium 68, astate 211, scandium 47, etc.) utiles au développement de la médecine nucléaire et insuffisamment disponibles aujourd’hui. « Le cuivre 64, par exemple, permet un meilleur diagnostic de certains cancers par l’imagerie TEP (tomographie par émission de positons1) et le cuivre 67 aide à la destruction ciblée des cellules tumorales », précise Jacques Barbet, directeur du Gip Arronax et de l'équipe « Recherches en oncologie nucléaire » du CRCNA4.
1. Cf. Têtes chercheuses n°5
2. Unité mixte de recherche de l’École des mines, du CNRS et de l’Université de Nantes
3. Groupement d’intérêt public
4. Centre de recherche en cancérologie de Nantes-Angers (Inserm/universités de Nantes et d’Angers)