Démonstrateur énergétique

La production énergétique suisse liée au renouvelable est encore très dépendant des saisons. En été, une surproduction très large existe, alors qu’en hiver nous devons importer plusieurs TWh. Un démonstrateur a été installé à Sion pour convertir l’énergie solaire en gaz et le stocker pour le réutiliser en hiver.

GEM, MER Jan Van Herle

Un démonstrateur « Power-to-Gas » a été installé sur le campus sédunois. Il s’agit d’une plateforme d’expérimentation unique en Suisse. Cette infrastructure permet de tester à l’échelle réelle les technologies les plus prometteuses dans la transition énergétique, de la capture du CO₂ au stockage saisonnier d’énergie sous forme d’hydrogène ou de méthane. Fruit d’une collaboration entre l’EPFL, la HES-SO et plusieurs acteurs industriels, ce démonstrateur place le Valais au cœur de l’innovation dans la production d’énergie plus propre et circulaire. Si le laboratoire du MER Van Herle a notamment la responsabilité de la pile à combustible réversible nécessaire au bon déroulement du processus, plusieurs autres professeurs de l’EPFL sont impliqués dans ce démonstrateur : Prof. Wendy Queen, Prof. Kumar V. Agrawal et Prof. F. Maréchal.

Le processus peut être schématisé comme suit :

Production d’énergie photovoltaïque grâce aux panneaux posés sur le toit de la HES-SO Valais Wallis
Décarbonation et stockage carbone pouvant servir à une première injection pour la méthanisation
Fabrication d’hydrogène grâce à une pile à oxyde solide réversible, fonctionnant à 750°C
Transformation de l’hydrogène produit en méthane, notamment grâce à l’ajout de CO₂ extrait à la phase 2 (pour le premier cycle, le CO₂ est ensuite réutilisé en circuit fermé)
Stockage du Méthane (CH4) dans le réseau de gaz de la Ville de Sion, en collaboration avec Oïken
En hiver et selon les nécessités, extraction du gaz du réseau public et conversion de celui-ci en électricité et chaleur grâce à la pile à oxyde solide réversible. Le processus permet de récupérer un peu moins de 50% de l’énergie solaire initiale.

DIVEA : création d’une startup

L’EPFL assure de la recherche fondamentale sur des processus parfois très complexes, mais toujours avec l’idée d’en faire une plus-value pour la société.

Prof. Kumar V. Agrawal

DIVEA a été formellement créée en 2024 en tant que spinoff du laboratoire « Advanced Separations » du Prof. Kumar V. Agrawal. Les docteurs Karl Khalil et Mojtaba Chevalier font également partie de l’aventure. L’objectif avoué de cette startup est de produire des membranes sur mesure afin de décarboner l’industrie. Certaines activités, comme la production de ciment, de métal ou de produits chimiques sont responsables de 34% des émissions de CO₂ à travers le monde. Ces émissions sont reconnues comme étant très difficiles à faire baisser, car elles viennent de l’énergie utilisée pour les procédés chimiques, mais également de ces procédés en eux-mêmes.

Afin de contrer ces effets, DIVEA produit des membranes en graphène, extrêmement fines (1 couche d’atomes) afin de permettre une filtration de certaines molécules, notamment le CO₂. Une fois produites, ces membranes sont robustes et faciles à installer. Elles permettent de drastiquement réduire les émissions de gaz à effet de serre par l’industrie les utilisant. Le motto de DIVEA est « Faire du changement climatique quelque chose du passé, un atome à la fois ».

Diversité et répartition des bactéries dans les cours d’eau issus des glaciers

Le changement climatique a un effet conséquent sur les rivières d’origine glaciaire, notamment sur leur écosystème microbien. Cette étude a permis le recensement de la population microbienne de 152 rivières glaciaires à travers le monde.

RIVER, Prof. Tom Battin

Diversité et répartition des bactéries dans les cours d’eau issus des glaciers

La fonte rapide des glaciers de montagne et la disparition des cours d’eau qu’ils alimentent sont des symboles forts du changement climatique. Les rivières d’origine glaciaire sont des écosystèmes froids, pauvres en nutriments et instables, dominés par des biofilms microbiens. Pourtant, les connaissances actuelles sur le microbiome de ces cours d’eau restent limitées, ce qui empêche de comprendre comment il réagit à la réduction des glaciers.

Dans cette étude, nous avons utilisé des approches de métabarcoding (technique qui permet d’identifier rapidement les espèces présentes dans un échantillon en analysant de petits morceaux d’ADN caractéristiques de chaque espèce) et de métagénomique (méthode qui consiste à analyser l’ensemble de l’ADN présent dans un environnement donné, afin de connaître non seulement les espèces qui y vivent, mais aussi leurs fonctions biologiques) pour dresser un inventaire global des bactéries présentes dans 152 rivières glaciaires issues des principales chaînes de montagnes de la planète.

Nos résultats montrent que le microbiome bactérien de ces rivières est distinct, sur le plan taxonomique et fonctionnel, de ceux observés dans d’autres environnements glacés. Il présente une grande diversité, plus de la moitié des espèces étant propres à une région montagneuse donnée, certaines à un seul site, et quelques-unes seulement étant cosmopolites et abondantes.

Nous démontrons que l’isolement géographique et la sélection environnementale structurent leur répartition biogéographique, avec des compositions microbiennes clairement différenciées entre les massifs montagneux et entre les hémisphères. Les analyses phylogénétiques (méthodes qui permettent de reconstituer les liens de parenté entre différentes espèces ou souches microbiennes à partir de leurs gènes ou de leur ADN) révèlent en outre l’existence de lignées micro-diversifiées, façonnées par la sélection environnementale, qui contribuent probablement à la résilience fonctionnelle et à la diversité globale du microbiome de ces milieux.

La réduction des glaciers due au changement climatique menace donc cet écosystème microbien unique. Notre étude fournit une référence mondiale pour les futures recherches sur les effets du changement climatique sur les écosystèmes glaciaires en voie de disparition.