Si la transition énergétique est bien engagée, parvenir à se passer complètement des combustibles fossiles prendra du temps. Dans cette optique, des chercheurs américains ont mit au point un nouveau revêtement capable d’améliorer significativement l’efficacité des centrales « classiques ».
Des effets significatifs
De nombreux types de production d’électricité reposent sur le cycle de la vapeur. Essentiellement, une source d’énergie (qu’il s’agisse de combustibles fossiles ou de fission nucléaire) est utilisée pour chauffer de l’eau afin de produire de la vapeur, qui est ensuite acheminée pour faire tourner une turbine, générant ainsi de l’électricité. La vapeur est ensuite recueillie dans un condenseur et le cycle recommence.
Des chercheurs de l’université de l’Illinois ont entrepris d’améliorer l’efficacité du transfert de chaleur des tuyaux du condenseur, à l’aide d’un revêtement en carbone diamanté fluoré (F-DLC) hydrophobe. Lorsque la vapeur se condense sur les tuyaux revêtus, elle ne forme plus une fine pellicule mais s’agglomère sous forme de gouttelettes beaucoup plus facilement. Ce qui se traduit par un écoulement plus rapide, permettant à davantage de vapeur d’entrer en contact avec le tuyau.
Lors de ses essais, l’équipe a démontré que le revêtement augmentait les propriétés de transfert de chaleur du tuyau d’un facteur 20, entraînant une augmentation de l’efficacité globale de 2 %.
Cela peut sembler peu, mais selon leurs calculs, si toutes les centrales électriques au charbon et au gaz naturel étaient 2 % plus efficaces, les émissions mondiales de CO2 diminueraient de 460 millions de tonnes par an, 7 570 milliards de litres d’eau de refroidissement seraient économisés et 1 000 térawattheures d’électricité supplémentaires produits. Soit plus que la consommation annuelle de la Russie.
Un revêtement durable
Des expériences complémentaires ont montré que les revêtements conservaient leur efficacité
après plus de 1 000 jours d’utilisation, et également après avoir été rayés 5 000 fois lors d’un test d’abrasion.
« Il est remarquable que nous puissions obtenir de tels résultats avec le F-DLC, qui n’utilise que du carbone, du fluorène et un peu de silicium », estime Muhammad Hoque, auteur principal de l’étude, publiée dans la revue Nature Communications. « Il peut recouvrir à peu près n’importe quel métal commun, y compris le cuivre, le bronze, l’aluminium et le titane. »
Pour l’équipe, la prochaine étape consistera à tester les performances du revêtement dans des conditions industrielles réelles pendant six mois, ouvrant potentiellement la voie à sa production et son adoption à grande échelle.
