Du minéral au matériau.

Penchons nous à présent à un aspect essentiel de notre civilisation: l'énergie.

Même si la création d'énergie, électrique par exemple, s'éloigne un peu du génie civil, l'utilisation de matériau capable d'en produire, dans la construction de bâtiment relie ces deux mondes.

Dans son besoin vital de protéger la planète, l'environnement, l'Homme doit à présent (il aurait peut-être du commencer il y a bien longtemps) songer à un mode de vie le moins nuisant possible pour la planète.

Est alors apparu le concept d'énergie renouvelable. Une énergie propre, facile à produire, à mettre en place, qui pollue le moins possible. Le vent, la mer, la terre, mais aussi... Le soleil.

Les panneaux solaires, faits de cellule photovoltaïques, sont à même de capter l’énergie solaire et de la transformer en énergie électrique. Nous utilisons tous, aujourd'hui, de l’électricité, quelque soit le domaine. En théorie, un panneau solaire de 120 000 kilomètre carré pourrait couvrir les besoins annuels mondiaux en électricité. Ou encore 5410 kilomètres carré, pour la France. Tout ça bien entendu en prenant en compte le rendement des centrales solaires qui varie entre 15 et 17 pourcent.

Les panneaux solaires apparaissent de plus en plus sur nos toits, là où les surfaces sont planes, rectilignes, ou sur d'immenses plateaux déserts, comme on peut en trouver dans le Nevada (EU), ou encore au Maroc. Mais nous, étudiant en Génie Civil, nous voyons plus loin: pourquoi pas des buildings entier, en panneaux solaires ?!

C'est là que notre minéral, bientôt votre minéral vedette entre en jeu, le pérovskite.

La pérovskite, ou Titanate de Calcium, observée pour la première fois par le géologue Allemand Gustav Rose, en 1839, ne nous a pas livré tout ses secrets. Si hier les panneaux solaires étaient à base de silice, pour un rendement un peu inférieur, la pérovskite pourrait bientôt couvrir les façades de nos immeubles, de nos grattes-ciels.  En seulement 18 mois de recherches, une équipe menée par Henry Snaith  à Oxford et une autre menée par Andrew Rappe en Pennsylvanie ont pu mettre au points des cellules photovoltaïques atteignant un rendement de 16 pourcent.  Jusque là, on n'y voit rien de ''trop exceptionnel''.

Puis les scientifiques ont découvert que par l'ajout de différents atomes, la pérovskite pouvait changer de couleur. Bleu, Orange, Rougeâtre ou encore... Ah ben non, ce n'est pas une couleur: Transparent! Une vitre électrique, mais pas comme sur votre voiture! Non, une vitre, une fenêtre productrice d’énergie, par l'ajout de cellules photovoltaïques à base de pérovskite. Et, pour donner encore plus d'idées à des étudiants en génie civil comme nous, les couches de pérovskite utilisées présenteraient une certaine malléabilité. On pourrait donc leur donner la forme souhaitée, en accord avec les plans architecturaux d'un immeuble de 2000 mètres de haut, fait de graphène par exemple!

Un autre avantage à l'utilisation de la Pérovskite serait sont coût, bien oins inférieur à ceux du silicium utilisé dans les panneaux solaires actuels.


Sources:

• Wikipedia. Pérovskite.http://pt.wikipedia.org/wiki/Perovskita. [Accédé 21/04/2014].
• JOHNSSON, Mats et LEMMENS, Peter. «Crystallography and Chemistry of Perovskites». Disponible sur: http://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0506/0506606.pdf.   Pages 1-11.