L`énergie solaire dans le monde du vivant
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INSA DE LYON OT DDT SOLAR IN LIFE L’énergie solaire dans le monde du vivant 1 GUTIERREZ SILVA Claudia LABOUREL Florian YALCIN Deniz Mars 2015 2 L’Homme a besoin d’énergie Source: franceinfo.fr Source: www.thequirksevent.com Source: idealprofeel.fr Source: phonandroid.com 3 L’Homme a besoin d’énergie Source: voirmavieenvert.canalblog.com 4 L’Homme face à la rareté des ressources… ´ Ressources fossiles non renouvelables à court terme Source: e-south.blog.lemonde.fr 5 L’Homme face à la rareté des ressources… ´ Et à long-terme si l’on continue Source: http://edward.centerblog.net 6 Le vivant a aussi besoin d’énergie ´ Pour se développer et maintenir son métabolisme Source: francais.istockphoto.com 7 Le vivant a aussi besoin d’énergie ´ Pour se reproduire. Source: sritweets.com 8 Le vivant a aussi besoin d’énergie ´ Pour se déplacer. Source: paixetdeveloppement.net 9 Et s’est aussi heurté à la rareté des ressources ´ Carburant organique universel: l’ATP ´ L’ATP: une ressource limitée dans le milieu naturel primitif ´ La dégradation du glucose pour restaurer l’ATP ´ Le glucose: une ressource limitée dans le milieu primitif 10 Heureusement, il y a le Soleil ´ Le Vivant “invente” la photosynthèse Source: wikipedia.fr 11 Energie solaire • Rayonnement du Soleil • 74 % hydrogène - 24 % hélium • 4,57 milliards d’années (l’âge de la terre) • 7 milliards d’années (le reste) • Fusion Nucleaire (Hydrogène -> Hélium) • La Terre reçoit 170 millions de gigawatt 12 Energie solaire ´ 30% réémise dans l'espace ´ 45% absorbée - convertie (chaleur et l’infrarouge) ´ 25% alimente: ´ Les cycles hydrologiques La densité thermique (surface de la Terre à 99 %) d’origine solaire ´ La photosynthèse La production de matières combustibles (le bois ou les fossiles) ´ transformée en chaleur ou en électricité Énergie solaire 13 Avantages ´ Propre et renouvelable → durabilité ´ Locale et indépendante du transport → sécurité énergétique Inconvénients Rayonnement solaire: ´ Dilué ´ Intermittent ´ Inégalement réparti Répartition de l’énergie solaire moyenne reçu au sol 14 Adaptations du monde vivant à l’énergie solaire ´ La Captation ´ Photosynthèse ´ Ectothermie ´ Le Stockage Photosynthèse ´ Glucide ´ Graisse Stockage 15 Adaptations du monde vivant à l’énergie solaire ´ L’Information ´ La Vue ´ Biorythme Paon ´ La communication et le camouflage ´ La Diffraction et la Réflexion ´ La pigmentation Renard polaire 16 L’Homme s’est toujours inspiré du monde Vivant pedagogie.ac-toulouse.fr commons.wikimedia.org 17 L’Homme s’est toujours inspiré du monde Vivant Source: photodenature.fr Source: huffingtonpost.fr 18 L’Homme s’est toujours inspiré du monde Vivant Source: photodenature.fr Source: huffingtonpost.fr 19 L’Homme s’est toujours inspiré du monde Vivant Le Velcro naît lors d’une balade de G. de Mestral Source: jardinoscope.canalblog.com Source: design-produit.net 20 Et s’il le faisait consciemment? Source: Grand-Paris 21 Applications et usages Energie solaire passive (apport direct du rayonnement solaire) ´ Architecture bioclimatique ´ Maison solaire passive ´ Agriculture ´ Serres bioclimatiques Maison solaire passive Serre bioclimatique 22 Applications et usages ´ Cuisine solaire ´ Chauffage de l’eau et des locaux ´ Capteur solaire Chauffe-eau solaire Energie solaire thermique (chaleur du rayonnement solaire) Four solaire http://atlascuisinesolaire.free.fr Centrale de chauffage solaire ´ Centrale de chauffage solaire 23 Applications et usages Energie solaire thermique (chaleur du rayonnement solaire) ´ Production d’électricité ´ Centrale solaire thermodynamique à concentration ´ Autres applications Centrale thermodynamique cylindro-parabolique Centrale thermodynamique à tour 24 Applications et usages Energie solaire photovoltaïque (conversion en électricité) ´ Installation solaire autonome ´ Centrale solaire photovoltaïque Panneaux photovoltaïques chez le particulier Centrale solaire photovoltaïque 25 Applications et usages Energie solaire photovoltaïque (conversion en électricité) ´ Satellites artificiels ´ Véhicules de transport Panneaux photovoltaïques sur satellite Solar Impulse Nuna 7 Planet Solar 26 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement ´ Amélioration stockage après capture et conversion de l’énergie solaire en énergie électrique ´ recherche méthode s’inspirant de la nature ▼ Photosynthèse artificielle ´ Inspiré de la photosynthèse naturelle des plantes ´ Méthode par laquelle des liaisons chimiques sont cassées et formées pour produire des carburants solaires stockables 27 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement Photosynthèse artificielle ´ La feuille artificielle Production d’oxygène et hydrogène à partir d’énergie solaire et d’eau Schéma de principe 28 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement Photosynthèse artificielle ´ Le nano-catalyseur en or Production de composés de carbone à partir du dioxyde de carbone et de l'eau en utilisant l’énergie solaire Schéma de principe 29 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement ´ Augmenter le rendement ´ Panneau photovoltaïque angle, pigments, location, forme ´ Moth Eye Antireflective Coatings ´ Dye Solar Cell Technology ´ Power Plastic Solar Cell Technology ´ Sunpoint Technologies Inc. Solar Tracker ´ SMIT Solar Ivy 30 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement ´ L’enveloppe bio-inspirée des bâtiments Source: http://inhabitat.com 31 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement ´ L’utilisation des pigments pour adapter la façade aux besoins Source: edf Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement L’utilisation de la diffraction pour s’adapter aux besoins des bâtiments… Source: insectafgseag.myspecies.info 32 Et créer des couleurs sans pigment 33 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement ´ Les poils peuvent aussi servir à refroidir: pourquoi pas nos bâtiments? Source: Pour la science 34 Au siècle de la bio-inspiration: les pistes en développement ´ La cellule photovoltaïque organique Source: Pour la Science 35 Au siècle de la bio-inspiration: le monde de demain ´ La bioluminescence: un moyen de stocker puis restituer Source: asknature 36 Au siècle de la bio-inspiration: le monde de demain ´ Bioéclairage par la luminescence bactérienne http://www.actinnovation.com/ http://www.glowee.fr 37 Au siècle de la bio-inspiration: le monde de demain Piranhas: ils voient l’infra-rouge dans l’eau… Source: asknature 38 Au siècle de la bio-inspiration: le monde de demain Piranhas: ils voient l’infra-rouge dans l’eau… un atout pour la navigation profonde Source: meretmarine.com 39 Voir dans toutes les directions • Vision multidirectionnelle – rapide • Dioptriques refractant – milliers par oeil Les ommatidies • Vision panoramique sans distorsion Le prototype CurvACE 40 Le Vivant a su faire, alors pourquoi pas nous? ´ Des contraintes économiques encore à surmonter pour exploiter le Soleil, mais la biomémitéque peut aussi être la solution. ´ Le pouvoir normatif du règlement à l’encontre de processus adaptatifs. ´ Vers la biomimétique dans le processus d’innovation?
