Résidence Biopiles/Biovilles

La houille verte fait son apparition à Grenoble ! Le CEA expérimente plusieurs techniques de production d’énergie pour alimenter la ville de demain.
Le projet est de créer de l’énergie électrique à partir de l’activité de micro-organismes vivants, des bactéries, afin de transformer l’énergie stockée dans différents substrats, tels que des sédiments marins et des boues. Ces biopiles produisent de l’électricité soit de façon directe « les bactéries respirent des électrons » ou de façon indirecte par la production de gaz qui sera ensuite converti par une pile à hydrogène.
Pendant EXPERIMENTA, un scénario à trois vitesses permettra d’illustrer cette recherche : d’un côté, une échoppe remplie de bocaux qui contiennent les plantes nécessaires à la production d’électricité ; Ceux-ci alimentent une maquette de la ville de demain ; enfin, le visiteur est invité à prolonger cette expérience dans un espace immersif construit à partir de projections sur papier Procédés Chenel : rendez-vous dans la Bioville !

RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Le principe d’extraction d’énergie repose sur deux réactions électrochimiques combinées (réduction des sédiments marins et oxydation de l’eau) et d’un mécanisme de catalyse par des micro-organismes vivants pour générer un flux d’électron et donc de l’électricité. Cette pile est nommée « biopile sédimentaire » dans le jargon scientifique et autorise la production de petite quantité d’électricité à partir de bactéries, de façon alternative aux autres types de production (marée, gradient de température) et respectueuse de l’environnement. Le niveau de puissance électrique est suffisant pour répondre à la demande énergétique d’un capteur simple (mesure de température, pression, salinité en mer) et supprime l’utilisation de batterie chimique chère et polluante au fond de la mer. L’autonomie à long terme est permise et l’impact sur l’environnement est réduit. Ces verrous résolus permettent d’envisager un maillage dense des fonds océaniques pour mieux comprendre ce monde inconnu. En effet, les données environnementales actuellement récoltés sont insuffisantes pour prédire les impacts du réchauffement climatique, l’apparition de pollution, ou la surveillance des espèces menacés.

Porteurs du projet : Frédéric Ravatin artiste, Gaël Pillonnet,Thibault Chailloux, Armande CAPITAINE, chercheurs CEA-Léti/DACLE, John Willison chercheur, chercheur CEA/DRF/BIG, Jean-Pierre Magnin, chercheur, LEPMI/Grenoble-INP et CNRS, Philippe Cousin, maquettiste.

Frédéric Ravatin, scénographe, a déjà présenté en 2015 le projet Grotte Chauvet à EXPERIMENTA 2015. Il continue par ailleurs a être le scénographe du salon. Cette année il travaille en collaboration avec ce laboratoire afin de rendre visible cette recherche sur l’énergie dans les fonds marins.

Frédéric Ravatin

Consultant spécialisé en ingénierie culturelle
Coordinateur de l’ensemble du projet dans les domaines scénographique, cinématographique et architectural

Frédéric RAVATIN est ingénieur Civil des Mines, diplômé de l’Institut Supérieur de Mangement Culturel, et directeur de la société CREATIME. Il a d’abord exercé le métier de géophysicien au B.R.G.M., où il a été chef de mission de prospection minière en France et à l’étranger (Maroc, Canada, Indonésie), puis ingénieur de recherche à AEROSPATIALE dans le cadre du programme de calcul du géoïde terrestre. Entré en communication dans les années 1990, il fut durant deux ans consultant en stratégie de communication chez EURO-RSCG. Il dirige l’agence CREATIME depuis 1995. Scénographe et muséographe, il est l’auteur de la totalité des projets présentés dans les références de CREATIME. Il a par ailleurs travaillé avec le réalisateur Luc Jacquet et sur le scénario de reconstitution de la Grotte Chauvet présenté à EXPERIMENTA 2015.

Gaël Pillonnet

Il est actuellement chercheur au CEA-Léti. Il s’intéresse à la transformation et la conversion de l’énergie électrique à petite échelle de puissance. Il a suivi un cursus d’ingénieur, puis s’est formé à la recherche en obtenant un doctorat en 2007 et son habilitation à diriger des recherches en 2016. Après un début de carrière universitaire à Lyon et à Berkeley, il rejoint le CEA-Léti en 2013 pour développer notamment une thématique autour de transformation de l’énergie dans l’environnement ambiant en énergie électrique. Les travaux présentés dans EXPERIMENTA se positionnent dans ce cadre. Avec son équipe d’apprentis chercheurs, il explore la possibilité d’extraire de l’énergie électrique à partir des sédiments marins afin de rendre autonomes des capteurs environnementaux.

John Willison

John Willison (Ph.D., HDR) est chercheur CNRS affecté au laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (CBM) du Biosciences and Biotechnology Institute of Grenoble (BIG) au CEA de Grenoble. Spécialiste en biochimie, microbiologie et génétique, il a étudié la photo-production d’hydrogène par des bactéries photosynthétiques, la biodégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques par des bactéries du sol et la biodiversité microbienne dans des milieux salins. Il est l’auteur de 56 publications dans des revues scientifiques internationales et 4 chapitres d’ouvrages. De 2010 à 2014, il a été coordinateur d’un projet scientifique visant la production d’hydrogène à partir d’une biomasse végétale, la paille de blé. De nationalité britannique mais résidant en France depuis 1980.

Thibaut Chailloux

Il est chercheur en post-doctorat au CEA-Léti sur la récupération et la conversion de l’énergie électrique de biopiles. Après l’obtention d’un diplôme d’ingénieur en génie électrique en 2007, il complète sa formation par un doctorat soutenu en 2011. Ses domaines d’études de prédilection sont les composants de l’électronique de puissance en environnement sévère et la conversion de l’énergie électrique.
Actuellement, il travaille sur l’utilisation de sédiments marins comme source naturelle d’énergie électrique afin d’alimenter des capteurs environnementaux autonomes.