IONWATT

La rencontre en 2012 entre Bruno Mansuy de ERH2-Betagne et le professeur Didier Floner de l'équipe CNRS (MACSE) Matière condensée et systèmes électro-actifs de l'Université de Rennes 1/CNRS, avait suscité de l’intérêt quand aux recherches menées sur les batteries à flux et à électrolyte régénéré.

Nous sommes extrêmement heureux que ces recherches débouchent sur la création de la startup IONWATT par François Huber qui a su anticiper les potentialités de cette technologie qui intéressait aussi Total, et que Didier Floner en deviennent conseiller scientifique tout comme Florence Geneste, chargée de recherche au CNRS.

François Huber a pris la direction de l’entreprise ; il pilote la stratégie et le développement en lien avec des grands groupes industriels et des PME.
Ionwatt, créée en août 2014 à Pacé près de Rennes, conçoit, fabrique et commercialise une nouvelle génération de batteries pour le stockage industriel d’électricité.

Ionwatt lève ainsi 800 000 euros pour révolutionner le stockage d’électricité
Les fonds Emertec 5 et Go Capital accompagnés par un investisseur privé, Pierre-Yves Divet et la Société d’accélération du transfert de technologie (Satt) Ouest Valorisation y investissent 800 000 euros pour financer un prototype pré-commercial de la batterie.


La technologie développée met en œuvre une batterie dans laquelle les électrolytes circulent au travers d’électrodes à haute performance. Par rapport aux batteries à électrolytes circulants actuelles, elle présente des rendements nettement améliorés. De plus, elle utilise des électrolytes qui existent en ressources quasi-illimitées et donc moins sensibles aux fluctuations du marché des matières premières, contrairement aux électrolytes d’origine minière actuellement utilisés. La nouvelle batterie va pouvoir stocker et délivrer des quantités d’énergie proportionnelles à la taille des réservoirs d’électrolytes permettant ainsi d’envisager des solutions commerciales de grande capacité (MWh).


Ionwatt, fournisseur d'équipements à l'échelle mondiale, adressera particulièrement la gestion optimisée de l’énergie produite (smart grid) et des segments de marchés tels que la production d’énergie renouvelable, la gestion des plages de production/distribution, le résidentiel, le désenclavement de zones à risques d'approvisionnement.


La technologie, protégée par quatre brevets et un savoir-faire confidentiel, est issue de l’équipe Matière condensée et systèmes électroactifs (Université de Rennes 1/CNRS) de l’Institut des sciences chimiques de Rennes.


Sept emplois vont être créés au cours du premier exercice. D'autres le seront d’ici à trois ans, pouvant dépasser la dizaine si la commercialisation intervient rapidement. Le projet bénéficie de l’accompagnement de la Satt Ouest Valorisation qui a mis en place deux programmes de maturation successifs, et de celui de Rennes Atalante dans le cadre de l’incubateur Emergys sur les volets juridiques et de financement.

Contact: 

François Huber - Tél : 06 34 48 29 76

fhr@ionwatt.com

Laboratoire CNRS MACSE: 

http://www.scienceschimiques.univ-rennes1.fr/equipes/macse/

Source: 

http://www.rennes-atalante.fr/actualites-technopole/actualites-de-la-technopole/blog/ionwatt-leve-800-000-euros-pour-revolutionner-le-stockage-delectricite.html

Pour en savoir plus sur les batteries à électrolyte circulant:

Une batterie permet de stocker et déstocker de l'énergie électrochimique par le biais de réactions d'oxydo-réduction au cours desquelles des électrons sont échangés. De manière simplifiée, les batteries sont composées de trois grandes catégories d'éléments : les électrodes, l'électrolyte et le circuit électrique extérieur. Les électrodes (anode et cathode) sont constituées de matériaux de travail qui libèrent ou acceptent les électrons selon leur état de charge ou de décharge. L'électrolyte, placé entre les deux électrodes, bloque les électrons mais autorise le passage des ions afin d'assurer l'équilibre de charge du système. Enfin, le circuit électrique extérieur connecté aux électrodes amène les électrons de l'anode à la cathode (décharge) et utilise l'énergie sous forme de travail électrique. Les batteries à flux continu ont la particularité d'avoir des électrodes liquides et un électrolyte polymère (membrane échangeuse d'ions). Dans la cellule où a lieu la réaction d'oxydo-réduction, un feutre en graphite qui est imprégné des électrodes liquides permet la conduction électronique vers des collecteurs en graphite puis vers le circuit extérieur. Les liquides contenant les éléments réactifs des deux demi-piles sont stockés dans des réservoirs séparés. Ils traversent les cellules pour l'oxydo-réduction puis sont évacués par un système de pompage. Ainsi, un grand avantage de cette technologie est de dissocier la puissance et la capacité énergétique du système, qui dépendent respectivement du nombre de cellules utilisées et du dimensionnement des réservoirs. L'un des avantages des batteries à flux continu est qu'il n'y a pas de perte de performance par déformation de l'électrode au cours des cycles de charge-décharge, et les systèmes ont une durée de vie assez longue (plusieurs milliers de cycles).

Le projet ELHIRA en Bretagne

Le Plan performance énergétique 2009-2013 des exploitations agricoles (arrêté du 4 février 2009, publié au JORF du 8 février 2009) a fixé comme objectif de réduire la dépendance énergétique des installations agricoles françaises en favorisant l’autoconsommation et plus particulièrement d’aboutir, à l’horizon 2013, à 30 % des exploitations agricoles à faible dépendance énergétique.

Le développement des installations d’énergie renouvelables (photovoltaïques comme éoliennes) dans le monde agricole permet de réduire la dépendance énergétique des exploitations.

En outre, un site de consommation d’énergies renouvelables peut avantageusement tirer parti de la complémentarité de ces ressources. Cependant, ce sont des énergies de source intermittente et non synchronisées avec la consommation. Il est donc nécessaire de stocker une partie de l’énergie produite. Pour un stockage de capacité moyenne (plusieurs centaines de kWh), la technologie hydrogène apparaît comme une alternative à l’utilisation de batteries offrant des effets d’échelle et un coût (euro par kilowattheure) dégressif avec la taille.

Ce sont les raisons pour lesquelles, la société IMEX CGI, spécialisée dans la conception, le dimensionnement et l’optimisation des systèmes EnR sur site isolé, en collaboration avec CETH2 (PME industrielle qui conçoit, développe et fabrique des systèmes et des composants innovants de production et de purification de l’hydrogène), l’antenne rennaise de l’ENS Cachan et son laboratoire SATIE (CNRS) et l’utilisateur de la solution Mabglenig Company LTD (exploitation dédiée à l’agrobiologie qui comprend une exploitation agricole, une conserverie et une habitation et dont les besoins annuels en énergie sont représentatifs des besoins moyens des exploitations agricoles, soit 56 MWh) ont créé le projet ELHYRA (ELectricité et HYdrogène Renouvelables pour exploitation Agricole).

Situé dans les Côtes d’Armor, ce projet a pour objectif de relever le défi de l’autonomie énergétique, notamment pour les entreprises agricoles et pour les sites isolés. Cela passera par le développement d’une plate-forme :

qui concilie les énergies éolienne et photovoltaïque pour la production d’électricité et d’hydrogène ;

qui soit capable de stocker ces énergies produites (sous forme électrique et hydrogène), puis de les redistribuer pour une utilisation domestique et agricole (directement en hydrogène ou en électricité, voir synoptique ci-dessous) ;

qui dispose d’une unité de contrôle des flux énergétiques pour optimiser leur conversion, leur transmission et leur gestion. Il s'agira ici d'un micro-réseau intelligent autopiloté via des algorithmes préétablis ;

qui dispose d’une intelligence artificielle qui permet de prévoir la consommation ainsi que de donner à l’utilisateur des préconisations sur sa consommation.

Cette plate-forme intelligente de production d’énergie multi-sources et multi-usages vise à accroître l’efficacité énergétique des exploitations agricoles et des territoires, en améliorant les performances du photovoltaïque et de l’éolien tout en innovant dans l’hybridation et la gestion de plusieurs sources d’énergies. Une réduction importante des émissions de CO2 de l’exploitation est également visée. Elle passera par la substitution de tout ou partie des combustibles fossiles (propane dans le cas présent) utilisés pour alimenter des applications de l’exploitation (stérilisateur, piano de cuisson, etc.) par de l’hydrogène.

Le projet durera 36 mois. Il est soutenu depuis 2010 par la Région Bretagne qui contribue au financement du projet à hauteur de 20 000 €.

Source: Smart Grid CRE

Téléchargez le descriptif du projet ELHIRA: http://www.smartgrids-cre.fr/media/documents/monde/Presentation_projet_ELHYRA.pdf

La classe de terminale SSI (Terminale scientifique avec option sciences de l'ingénieur) du lycée Saint Joseph de Vannes (56) constituée de  Ronan Perrois, Hippolyte Sage, Antoine Brientin et Louis Le Nezet, a terminé 6ème sur 92 équipes au départ lors de la finale académique des Olympiades de Sciences de l’Ingénieur jeudi 4 avril à Lannion.

La classe vient d'être sélectionnée à la finale nationale des olympiades de sciences de l'ingénieur qui aura lieu le 22 Mai 2013 à Les Mureaux (78).

Ils ont défendu leur projet, avec brio, technicité, aisance, sérieux et également du charisme, qui a surpris plusieurs jurys. Pour preuve, plusieurs personnes du jury ( inspecteurs, industriels, enseignants, chercheurs...) sont revenus les voir, après leur délibération, et sans que l'on sache le résultat, pour discuter, conseiller, Ils ont été à la hauteur, et digne de représenter le lycée Saint joseph.

Ils ont également été repérés, par le président national de l'UNPSTI, qui souhaiterait que l'équipe représente la France à un concours international à Stockholm, sur le thème de l'eau. Une sélection nationale aura lieu, en amont, par présentation d'un dossier.

Merci également aux professeurs M. Cloerec et T. Giraudeau de leur accompagnement.

Le Projet:

Nom: "Production énergétique autonome" 

Installation présentée avec un point de vue industriel:

- Un panneau solaire suiveur

- Un électrolyseur produisant de l'hydrogène,

- Un système de stockage sur batteries

- L'utilisation de l'hydrogène stocké dans une pile à combustible

Contribution des élèves:

Conception d'un électrolyseur à partir de 3 tubes de PVC, de la soude (destop), et d'une alimentation stabilisée de PC.

Une première journée bretonne consacrée à l’hydrogène a montré le potentiel de cette filière dans le développement des énergies renouvelables.

D’un côté, la voiture électrique à batterie : huit heures de recharge, pour une autonomie de 100 à 150 km. De l’autre, le véhicule électrique à pile à combustible : trois minutes de recharge, pour une autonomie de 500 à 800 km. Malgré ses qualités indéniables, l’hydrogène reste encore méconnu par les acteurs politiques et économiques. En Bretagne, il existe plusieurs projets de recherche sur l’hydrogène mais ils sont encore loin des applications et sont menés sans réelle coordination : mise au point de “biopiles” à combustible par un laboratoire rennais(1), production d’hydrogène à partir d’algues à Brest(2) et par électrolyse au LimatB à Lorient(3).

L’hydrogène dans les tuyaux

Pour tenter de fédérer les actions et d’encourager le développement de la filière, le pôle de compétences régional ERH2-Bretagne(4), qui regroupe les acteurs industriels, institutionnels et scientifiques de la filière, a organisé la première journée bretonne “hydrogène énergie et véhicules électriques”, le 19 octobre, au Véhipôle de Ploufragan. Très utilisé dans l’industrie gazière (il existe plusieurs centaines de kilomètres de canalisations d’hydrogène entre le nord de la France, l’Allemagne, la Belgique et les Pays-Bas), mais aussi pétrolière et agroalimentaire, l’hydrogène peut être produit à partir des énergies renouvelables, et constituer ainsi un moyen de stockage massif de l’électricité(5). « Nous avons imaginé trois plates-formes de stockage des énergies renouvelables : une en ville, pour des véhicules électriques à pile à combustible de transport collectif et de nettoyage urbain, une en zone rurale, pour des engins agricoles, et une troisième en mer, pour le stockage des énergies issues des éoliennes offshore et des hydroliennes », indique Bernard Mansuy, président de ERH2.

Avec l’éolien et l’hydrolien

Ce projet pourrait être précédé par la rédaction, en 2013, d’un livre blanc sur “les compétences nécessaires et disponibles pour l’émergence d’une filière hydrogène en Bretagne”, selon Dominique Ramard, vice-président énergie du Conseil régional de Bretagne. Ces conclusions seraient suivies d’une étude stratégique sur le sujet commandée par la Région. « Jean-Yves Le Drian s’était montré en janvier dernier intéressé par notre présentation d’une filière hydrogène charnière avec la filière des énergies marines », se souvient Bernard Mansuy. ERH2 devra maintenant convaincre son successeur Pierrick Massiot. Parmi ses arguments décisifs : une canalisation d’hydrogène coûte 1,2 million d’euros par kilomètre, contre 3,3 millions d’euros pour un câble électrique. Or, selon le Pacte électrique breton, les besoins énergétiques pourraient atteindre 25 TWh en 2025. À cette date, les parcs éoliens et hydroliens pourraient fournir les trois quarts de la production électrique. Selon ERH2, l’hydrogène serait alors une solution de transport et de stockage de l’énergie beaucoup plus adaptée que le réseau électrique. La Bretagne pourra-t-elle tirer son épingle du jeu ? Comme pour le solaire, l’éolien ou les énergies marines, la France dispose de très sérieux atouts pour développer cette filière. Mais sans volonté politique, l’hydrogène risque de rester stocké... au bord de la route !

RAPHAËL BALDOS

(1)UMR 6226 CNRS/Université de Rennes 1.

(2)UMR 6521CNRS/Université de Bretagne Occidentale.

(3)Laboratoire d’ingénierie des matériaux de Bretagne de l’Université de Bretagne Sud.

(4)Énergies renouvelables, hydrogène et piles à combustible, réseaux énergétiques intelligents.

(5)Lire Sciences Ouest n°288 - juin 2011 sur www.sciences-ouest.org.

Source: Sciences Ouest décembre 2012  http://www.espace-sciences.org/sciences-ouest/304/actualite/la-carte-bretonne-de-l-hydrogene

Projet FILHyPyNE

L’objectif du projet FILHyPyNE est de concevoir un bateau de pêche polyvalent (caseyeur, fileyeur…) de 12 m propulsé par un système hydrogène-pile à combustible.

Le système de propulsion électrique (moteur électrique : 200 kW) sera alimenté par un générateur hydrogène/pile à combustible d’environ 210 kW et de batteries électriques.

Un stockage d’hydrogène sous forme gazeuse (120 kg de stockage embarqué) permettra d’assurer tous les besoins énergétiques nécessaires à ce type de bateau.

L’alimentation en hydrogène se fait par rack embarqué pour éviter toute infrastructure lourde portuaire.

Le projet validera les performances techniques, économiques, environnementales et sociales de la technologie hydrogène-pile à combustible en conditions réelles de fonctionnement métier.

La pile sera dimensionnée pour un fonctionnement en régime continu : les batteries serviront dans les phases transitoires et lors de pics de puissance. Les batteries sont rechargées par la pile lorsqu’il n’y aura pas de demande.

Les innovations porteront sur le dimensionnement des systèmes : développement de modèles de simulation numérique à valider en conditions réelles, innovation architecturale liée aux contraintes de ce nouveau système de propulsion, validation des composants pour des applications marines.
Les objectifs de marché des bateaux équipés d’une propulsion hydrogène-pile à combustible sont d’environ 210 bateaux par an sur 10 ans (pêche, plaisance et fluvial).

La société d’exploitation créée dans le cadre du projet développera trois types d’activités :

- Une activité de service liée à l’ingénierie des systèmes de propulsion hydrogène-pile à combustible;
- Une activité de formation aux bateaux équipés d’une propulsion hydrogène-pile à combustible ;
- Une activité de promotion-sensibilisation à la technologie hydrogène.

Les partenaires de FILHyPyNE:

Les entreprises :

•  Mission Hydrogène, porteur du projet, Nantes (44),
• Alu Marine, Couëron,
• Bureau d’Etudes Mauric, Nantes,
• Det Norske Veritas France, Nantes.

Les centres de recherche :  

•   Ecole des Pêches de l’Ile d’Yeu, Ile d’Yeu,
•   Ecole Nationale Supérieure de la Marine, Nantes,
•   Institut Maritime de Prévention, Lorient.

Autres partenaires :

•   COREPEM des Pays de la Loire, La Turballe
•   Réseau d’informations et de conseils en économie des pêches (RICEP), Nantes 

Le projet FILHyPyNE a été déposé à l’Appel à Manifestation d’Intérêt (AMI) lancé par l’Ademe « Investissements d’Avenir », Programme Véhicules du futur, Navires du futur.


Contact :   philippe.kerneis@pole-mer-bretagne.com