Le plan lumineux d'un scientifique pour lutter contre la crise énergétique au Luxembourg
En pleine crise énergétique mondiale, un scientifique prépare des alternatives au Luxembourg. Le physicien portugais David Pera teste l'application de panneaux photovoltaïques sur les transports de personnes et de marchandises dans le sud du Grand-Duché.
Source : virgule.lu
Date de publication : 21/05/2023
L'une des choses qu'il faut comprendre à propos de David Pera, 40 ans, c'est qu'il parle avec ses mains. Lorsque le scientifique portugais explique un concept très technique, la moitié de son discours est non verbal. Il y a quelques jours, lorsqu'il a pris le temps d'expliquer le fonctionnement des panneaux photovoltaïques, la moitié de son propos était constituée de carrés dessinés dans l'air, de rayons de lumière tracés avec ses mains. Une danse de gestes qui permet de rendre accessible la science la plus difficile. Il est passionné par les énergies renouvelables, en particulier l'énergie solaire, et cela se voit dès qu'il ouvre la bouche et bouge les bras. Il a désormais un projet pour cette énergie au Grand-Duché et contribuer ainsi à lutter contre une crise énergétique d'ampleur mondiale.
Il répète la même phrase à plusieurs reprises tout au long de l'entretien : «Le soleil se lève tous les jours pour tout le monde». Et, même si nous n'avons pas l'habitude de voir le Luxembourg comme un pays bien lumineux, il nous assure que le potentiel est immense. «La consommation annuelle totale d'électricité dans le pays est d'environ 5GWh. Il suffirait que chaque citoyen résident installe 32 m2 de modules solaires pour satisfaire les besoins de tout le Grand-Duché.»
Chaque année, l'ensoleillement sur le territoire luxembourgeois correspond en moyenne les deux tiers du soleil qui brille au Portugal. C'est un rayonnement plus que suffisant pour entamer la révolution que David Pera propose. Il travaille au LIST - Institut luxembourgeois pour la science et la technologie, et plus particulièrement au département de recherche et d'innovation environnementales, ERIN. Depuis quelques mois, il développe son propre projet, axé sur l'énergie solaire. Il élabore une carte qui permet de mesurer le rayonnement solaire en tout point du pays. «Je suis dans une phase exploratoire, pour comprendre comment nous pouvons potentialiser l'utilisation de cette source d'énergie qui nous parvient tous les jours. Je travaille avec une équipe de chercheurs en géographie et en informatique et, dans cette première phase, l'objectif est de comprendre combien de soleil brille en chaque point de la ville d'Esch-sur-Alzette.»
Le projet s'appelle Solar E-Pace. Avec l'aide de son équipe, il a pu développer un géoportail qui montre chaque rue, chaque bâtiment, chaque arbre et chaque phase de plantation d'arbres sur chaque mètre de terrain à Esch. Il a ensuite établi un partenariat avec les camions de distribution de la chaîne de supermarchés Cactus et les bus de TICE - Transport intégré du canton d'Esch - afin d'installer de petits lecteurs de rayonnement solaire sur le toit des véhicules.
Ce sont des moyens de transport qui circulent à différentes heures de la journée et en toutes saisons. «Cela nous permettra de mesurer l'intensité solaire et de la déterminer en fonction de différents facteurs. Il y a une multitude de choses qui comptent lorsqu'il s'agit de mesurer le rayonnement. La couleur des maisons, par exemple, ou l'ombre des arbres, influencent énormément la dynamique solaire des villes», explique le scientifique. Mais cette mesure est essentielle pour développer un réseau de transports solaires, choisir les itinéraires les plus appropriés pour assurer la meilleure exposition, choisir des parkings où les voitures peuvent recharger librement leurs batteries, même à l'arrêt.
À l'heure où la crise mondiale de l'énergie perturbe la vie de tous les citoyens de la planète, le scientifique portugais formule une proposition qui, à terme, pourrait déboucher sur un réseau électrique gratuit. «L'énergie solaire est propre et gratuite. Nous aurions dû commencer à travailler sur son potentiel bien avant aujourd'hui. La guerre en Ukraine semble avoir donné un nouvel élan au discours sur les énergies renouvelables et à la nécessité de créer des alternatives aux sources que nous avons pris l'habitude d'utiliser», explique David Pera. «Vous voulez une alternative ? D'accord, nous l'avons», enchaîne-t-il.
Des petits capteurs solaires sur les bus TICE
L'ingénieur physicien portugais est venu aujourd'hui jeter un coup d'œil aux capteurs qu'il a installés il y a quelques semaines sur les toits des bus TICE. David Pera grimpe sur une échelle jusqu'au sommet du véhicule, accompagné de Mike Schoos et Luc Mangen, respectivement membre du conseil d'administration et directeur des opérations du réseau de transport méridional. Il y a là un petit appareil qui lit les radiations. Et un mini panneau photovoltaïque, qui alimente la capture et l'enregistrement des informations. Le soleil travaille déjà pour le soleil.
Fondée en 1914, TICE exploite aujourd'hui 157 bus et transporte 10 millions de passagers par an. «La moitié de notre carburant est du biogaz, l'autre moitié du diesel, qui est bien sûr très polluant. Nous voulons transformer cela dans les années à venir, pour avoir plus de batteries et plus d'hydrogène, plutôt que de rester dépendants de l'énergie fossile», explique Mike Schoos. «Nous ne pouvons tout simplement pas continuer ainsi. Notre flotte parcourt 7 millions de kilomètres par an. Rien qu'en ce qui concerne le gaz, nous dépensons quotidiennement plus de cinq mille mètres cubes. Cela rend la mobilité plus chère et moins abordable. Bien sûr, l'énergie solaire peut être d'une grande aide. Il ne résout pas nécessairement tout, mais il peut être d'une grande aide.»
David Pera l'écoute attentivement. Lorsqu'il entend Luc Mangen se plaindre que l'introduction de ces nouvelles technologies est lente, qu'il faudra 20 ans avant que la flotte de transport luxembourgeoise puisse fonctionner à l'énergie solaire, il intervient dans la conversation pour apporter de l'optimisme à la discussion : «Les choses évoluent beaucoup plus vite qu'on ne le pense. Il y a des voitures qui peuvent maintenant fonctionner à l'énergie solaire et les entreprises qui les fabriquent promettent déjà une autonomie de l'ordre de 70 %. Pour refroidir les camions frigorifiques, nous avons une indépendance énergétique avec l'énergie solaire qui atteint 90 %», explique M. Pera.
Du haut d'un bus, il évoque tout le potentiel de cette forme d'énergie. Selon lui, si le projet fonctionne, non seulement la réfrigération dans le transport de marchandises, mais aussi la climatisation dans le transport de passagers pourraient fonctionner grâce à la lumière du soleil. «C'est pourquoi ce registre solaire que nous réalisons à Esch est aujourd'hui si important. Il nous permettra d'analyser des variables telles que les ombres et le climat, les heures de la journée et la réflexion sur les bâtiments, et d'adapter les véhicules afin que la ville puisse élaborer des politiques d'efficacité qui se traduiront directement par une diminution des coûts imposés aux citoyens», explique-t-il. «Sans parler de l'énorme contribution que nous pouvons apporter à la décarbonisation du pays. Ce n'est pas un rêve», assure David Pera. Et c'est une nouvelle réalité qui est en train de se définir pour le Grand-Duché.
Un peu plus tard, il nous emmène dans les bureaux où il travaille au LIST et rencontrera Ulrich Leopod, un géographe expérimenté qui travaille dans son équipe Solar E-Pace. «Ouvrons l'ordinateur pour que nous puissions voir de quoi nous parlons», dit Pera.
Et voilà qu'apparaît sur l'écran le dessin détaillé en trois dimensions de la deuxième ville du pays. Chaque rue, chaque maison, chaque arbre, chaque zone où le soleil brille directement et chaque zone où l'ombre tombe le soir. Ils espèrent qu'une fois la collecte des données effectuée et exploitée, les itinéraires et la dynamique de la mobilité changeront enfin. «Il sera alors temps d'installer des panneaux sur les meilleurs toits, d'équiper les maisons et les entreprises pour que cette adaptation au solaire triomphe», dit-il avec un sourire plein d'espoir. L'avenir, après tout, commence maintenant.
Crise mondiale, solutions locales
Les panneaux photovoltaïques ne fonctionnent pas uniquement par temps clair ou lorsque le soleil brille directement sur les villes. Si le temps est nuageux, ils continuent à produire de l'énergie, mais en moindre quantité. Pas la nuit, mais David Pera pense que l'hydrogène pourrait être le moteur qui stocke l'énergie produite pendant la journée dans des batteries. «L'un des grands problèmes des énergies renouvelables est leur stockage et leur transport. C'est pourquoi je pense qu'il faut cesser de penser aux grandes centrales de production et opter plutôt pour des "communautés énergétiques", où chaque groupe de citoyens résout ses besoins localement», ajoute-t-il.
David Pera se montre critique à l'égard des grandes centrales photovoltaïques qui voient le jour dans la région de l'Alentejo, au Portugal, par exemple. «S'il est vrai qu'il s'agit d'une zone à forte exposition solaire, cette production massive d'énergie se traduira inévitablement par un terrible gaspillage, car le transport et le stockage sont compliqués», affirme le scientifique. Il s'oppose également à l'idée de grandes zones de production centralisées, qu'il s'agisse de parcs éoliens ou de barrages, d'installations nucléaires ou de combustion.
La guerre en Ukraine et la crise énergétique qui en découle renforcent son argumentation. «Outre les déchets, il faut savoir que la production concentrée est beaucoup plus vulnérable. Une attaque, une panne, un dysfonctionnement toucheront beaucoup de monde en même temps. Non, la solution doit être différente», explique-t-il, les bras faisant à nouveau la danse qui accompagne ses paroles.
Ce qu'il croit, c'est qu'il est possible pour chaque village, chaque quartier, chaque bâtiment, de créer des solutions d'autonomie énergétique. «Si nous avons des politiques ultra-locales d'efficacité énergétique et de production, nous n'avons pas besoin de ce réseau centralisé, nous gérons notre propre communauté en réduisant les coûts, en préservant la sécurité et en améliorant la planète», explique-t-il. Il donne plusieurs exemples de ce qui se passe dans le monde. Puis il se souvient d'un projet sur lequel il travaillait au Portugal, juste avant de s'installer au Luxembourg.
Avoir un impact direct sur la population
Il y a encore un an et demi, David Pera était chercheur à la faculté des sciences de l'université de Lisbonne. Après avoir obtenu son doctorat, il a développé plusieurs projets visant à améliorer le comportement du substrat de silicium, la substance qui permet de convertir le rayonnement solaire en énergie. Mais il voulait aussi créer des idées qui toucheraient la population et auraient un impact immédiat sur la vie des gens. C'est ainsi qu'il a développé SMILE - Sintra Motion & Innovation for Low Emissions - avec le conseil municipal de Sintra.
En 2018, l'idée a reçu une subvention de l'Espace économique européen. «Le projet consistait à prendre un quartier populaire, Tabaqueira, à Albarraque, et à le transformer en laboratoire vivant de l'efficacité énergétique», explique-t-il. Pour se rapprocher des habitants, ils ont fait appel à un groupe de personnes habituées à travailler avec la population, la Fondation Aga Khan. Selon lui, l'expérience a été extraordinaire.
SMILE travaille dans quatre domaines : l'environnement, l'énergie, la mobilité et la communauté. Pour la première partie, ils ont mis en place un potager urbain, créé des systèmes pour exploiter l'eau des rivières, créé un centre de réparation d'appareils électriques, de meubles et d'ustensiles afin que les gens puissent réutiliser et réutiliser les objets au lieu de les jeter. En matière d'énergie, ils ont visité les maisons du quartier et donné des conseils pour les rendre plus économes en énergie. Un panneau photovoltaïque a également été installé à l'école, afin que la vie communautaire puisse se développer sans coûts liés aux combustibles fossiles.
Si la mobilité est un problème, ils ont mis en place un système de partage de vélos électriques pour la population du quartier. Et pour ce qui est de la communauté, ils ont essayé de mettre les gens en contact les uns avec les autres, de leur apprendre à lire les factures d'électricité et de gaz, de leur donner une formation en informatique pour qu'ils comprennent entre les lignes des documents et sachent comment les consulter. «Grâce à un programme portant sur l'utilisation correcte de l'énergie, vous avez réussi à créer un sentiment de communauté, à renforcer les liens, à créer une identité», dit-il en ouvrant les yeux et les bras. «C'est tout simplement merveilleux.»
Attiré par les sciences depuis tout petit
David Pera est né à Lisbonne il y a 40 ans. Sa mère est née à Murça et son père à Vimioso, où il s'est exprimé en mirandais jusqu'à l'âge de 17 ans, lorsqu'il a déménagé dans la capitale. Le garçon a grandi avec une certaine réputation. «Quand on me demandait ce que je voulais faire quand j'étais petit, je répondais toujours inventeur», s'amuse-t-il. «Puis j'ai pensé à la médecine, et j'avais les notes nécessaires pour y entrer. Mais mon père était militaire et l'idée d'entrer dans l'armée de l'air me fascinait aussi. Quoi qu'il en soit, j'étais dans le flou et l'incertitude qui caractérisent les adolescents à cet âge.»
À l'école, ce sont les mathématiques qui le fascinent le plus. «Lorsque vous commencez à comprendre la dynamique des nombres, vous comprenez qu'il s'agit d'un langage à part entière, symbolique, une invention que les êtres humains ont créée pour expliquer la nature», raconte-t-il aujourd'hui avec la même fascination de ces premières années.
La tête dans les étoiles
Au moment d'entrer à l'université, il s'est dit qu'il ne voulait pas seulement être physicien, mais qu'il voulait être ingénieur physicien, car cela lui donnerait l'occasion de créer et pas seulement d'analyser. Après tout, c'est un homme pratique qui aime grimper dans les autobus. Au début, il pensait que sa voie serait l'espace. «L'astronomie et l'astrophysique sont des concepts fascinants. Lorsque l'on commence à comprendre l'expansion de l'univers, on acquiert une soif de savoir, d'en savoir toujours plus», explique-t-il. Mais certaines disciplines l'ont effrayé et l'ont poussé à prendre une nouvelle direction. La crise environnementale et le changement climatique l'ont de plus en plus inquiété, puis il a réalisé qu'il pouvait utiliser la science pour changer le monde. Et c'est précisément ce qu'il a entrepris de faire, jusqu'à aujourd'hui.
À l'université, il a participé à un groupe de travail sur les cellules solaires. Il a tout de suite compris que c'était sa voie. Dans le cadre d'un projet de fin d'études, il a entrepris de créer un petit robot qui suivait la lumière du soleil. Un tournesol mécanique, en quelque sorte. «Je pensais créer quelque chose de totalement nouveau et je me suis rendu compte plus tard que c'était un classique parmi les étudiants qui s'intéressaient à ce domaine», se moque-t-il. David Pera sait rire de lui-même et c'est un autre signe d'intelligence.
En master, il a conçu un réacteur permettant de créer des cellules solaires. Pour son doctorat, qui s'inscrit dans le cadre du programme du MIT (Massachusetts Institute of Technology) au Portugal et dans lequel il a eu certains des meilleurs professeurs du monde, il est revenu à l'instinct pratique. «À l'époque, le marché du silicium connaissait une forte hausse des prix et j'ai essayé de créer des alternatives pour produire des cellules qui convertiraient le soleil en énergie. Les prix finiraient par se normaliser, mais ce travail est fait - et un jour, lorsqu'il y aura une nouvelle escalade, nous serons prêts à continuer à utiliser efficacement l'énergie de notre plus grande étoile», déclare le scientifique.
Des années de petits projets scientifiques ont suivi. Il a créé de petites éoliennes urbaines pour stimuler la production d'énergie dans les endroits où le vent est plus faible. Il a été consultant pour des entreprises et des municipalités afin de mieux utiliser l'énergie des éléments et de réduire les combustibles fossiles. Il a toujours été fasciné par l'histoire des tracteurs et des véhicules de transport alimentés par le soleil - et c'est cette curiosité qui l'a amené au Luxembourg, où il est arrivé il y a un an et demi. «Je crois que ma mission dans la vie est, d'une manière ou d'une autre, de fournir un service public pour lutter contre l'urgence climatique», dit-il d'un ton ferme. Sa révolution a donc déjà commencé. Elle se produit tous les jours, dans un petit Grand-Duché au centre de l'Europe.
Ricardo J. Rodrigues
