Utiliser les routes contre le réchauffement climatique

Des mesures innovantes pour l’avenir.

Le projet Wattway, la route du futur ?

C’est un fait, les pics de température s’intensifient et se multiplient partout sur le globe. Lors de ces fortes chaleurs, les villes suffoquent, la qualité de l’air se dégrade et les citadins trinquent. En dehors des grands centres urbains, on n’est pas mieux loti : la sécheresse ronge le paysage, favorisant les incendies et impactant lourdement la biodiversité. Pour essayer d’atténuer les effets de ces hausses du mercure qui, hélas, se banalisent, certaines villes prennent des mesures parfois surprenantes.

UNE SOLUTION PARISIENNE
Vous connaissez sûrement le principe de circulation alternée, pratiqué notamment par les Parisiens lors d’épisodes de pollution accrue. Pour rappel, il s’agit de diviser le trafic de moitié: «les véhicules légers (voitures, scooters et motos) aux immatriculations impaires circulent les jours impairs, et les immatriculations paires les jours pairs», et cela jusqu’à ce que la mesure de crise soit levée.

UNE PROPOSITION AMÉRICAINE : DES ROUTES BLANCHES CONTRE LA CHALEUR
À Los Angeles, on pense que la solution pourrait venir de la route elle-même. La ville californienne, qui par ailleurs fait face à de sérieux problèmes d’approvisionnement en eau, cherche activement à abaisser les températures de ses «îlots de chaleur urbains», des zones situées en plein cœur de la ville qui se caractérisent par une élévation localisée de la température. Pour lutter contre ces points chauds qui dépassent facilement les 40° en été, la «Cité des Anges» a simplement décidé de recouvrir ses routes avec un revêtement blanc. Une méthode somme toute assez rudimentaire, mais bigrement efficace.

En effet, une route classique, au bitume anthracite, absorbe jusqu’à 95% des rayons du soleil, alors que le blanc les renvoie. Les premiers tests effectues en août 2017 sont très encourageants: les températures enregistrées aux abords des routes traitées ont immédiatement baissé de 6 à 7°C. Cerise sur le capot, cette peinture nouvelle génération n’aveugle pas les usagers. L’expérience pilote de Los Angeles est donc prometteuse. Combinées à une généralisation des toits végétalisés, ces chaussées fraîches pourront considérablement améliorer la qualité de vie des citadins et potentiellement aider à freiner le réchauffement climatique, même si ce n’est qu’à dose homéopathique.

Les climatosceptiques les plus cupides seront sans doute plus sensibles à l’aspect financier de la démarche. Aux USA, elle permettrait d’économiser près de 750 millions de dollars par an pour l’utilisation de l’air conditionné! A savoir que ce traitement coûte actuellement 40 000 dollars par mile (1,6 km) pour une durée de vie estimée à 7 ans.

Il y a quelques années, deux scientifiques préposés au laboratoire californien «Lawrence Berkeley» avaient calculé le bilan énergétique d’une ville repeinte en blanc, du macadam aux toitures. En théorie, une cité entièrement décolorée pourrait compenser 44GtCO2 (gigatonnes de CO2) par année, voire 57GtCO2, en ajoutant les bénéfices imputables à une réduction de l’utilisation de la climatisation.

LES ROUTES COMME SOURCE D’ÉNERGIE
Évidemment, en matière d’écologie, comme dans bien d’autres domaines, il y a tout et son contraire. Alors que certains s’affairent à refroidir les routes, d’autres préfèrent exploiter pleinement le potentiel du pavé ardent en le truffant de cellules photovoltaïques. Vous l’aurez compris, il s’agit ici de transformer nos tronçons routiers en panneaux solaires géants. La concurrence fait rage et plusieurs projets de routes solaires sont actuellement à l’étude dans différentes régions du globe.

Les précurseurs se trouvent probablement dans l’Idaho. Julie et Scott Brusaw planchent sur le sujet depuis dix ans à travers leur société «Solar Roadways», mais ils ont récemment été supplantés par la France, première à lancer un test d’envergure dans la petite commune normande de Tourouvre-au-Perche. Le 22 décembre 2016, la ministre de l’Écologie, Ségolène Royal y inaugurait le premier kilomètre de route solaire du monde, totalisant 2800m2 de panneaux photovoltaïques sponsorisés par l’État à hauteur de 5 millions d’euros… On est bien loin des 25 000$ au kilomètre des routes blanchies.

Le projet, baptisé Wattway et qui a nécessité cinq années de recherches, est le fruit d’une étroite collaboration entre l’entreprise de travaux publics Colas (groupe Bouygues), de l’Institut national de l’énergie solaire (INES) qui groupe le Commissariat à l’ànergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et l’Université de Savoie. Le grand défi de Wattway consistait principalement à développer des cellules capables de résister à une circulation soutenue, comprenant des passages fréquents de poids lourds, mais également d’assurer aux usagers un revêtement offrant une adhérence optimale.

Au niveau de la productivité, 20 m2 suffiraient à couvrir les besoins en électricité d’un foyer (chauffage non compris) et le tronçon entier générerait assez d’énergie pour assurer l’éclairage public d’une petite ville de 5 000 habitants. Plus d’une année après sa mise en service, le kilomètre solaire a presque atteint ses objectifs, produisant entre 85 et 90% de la quantité d’énergie prévue, notamment en raison de quelques intempéries qui ont fait disjoncter l’installation. Près de 17 fois plus chère qu’une centrale solaire classique, la route photovoltaïque doit maintenant se développer suffisamment pour faire baisser les coûts, mais également répondre à certaines interrogations, comme la durée de vie de ses composants, leur résistance aux températures extrêmes ou comment assurer la production d’énergie lorsque la route est recouverte de neige ou de feuilles mortes.

UNE COMBINAISON GAGNANTE?
La véritable solution se situe peut-être à mi-chemin entre les deux. En octobre 2014, l’institut CSEM présentait à Neuchâtel des panneaux solaires de couleur blanche, en première mondiale. Nous serait-il possible d’envisager des routes solaires blanches, qui, en plus de rafraîchir l’atmosphère des villes, permettraient de produire de l’énergie? Si la réponse est oui, c’est là la promesse d’un avenir plus vert.

Leila Roelli


 

Les routes du futur seront-elle toutes piézoélectriques ?

La piézoélectricité, vous connaissez? C’est la propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement lorsqu’ils subissent une contrainte mécanique… autrement dit: quand on presse dessus. Il vous est peut-être même déjà arrivé d’expérimenter ce phénomène, en utilisant une cuisinière à gaz par exemple. En appuyant sur le bouton d’allumage, on produit une tension électrique qui se décharge d’un seul coup sous forme d’étincelle. C’est de la piézoélectricité et son potentiel est énorme!

DE LA PISTE DE DANSE À L’AUTOROUTE
Un des premiers à l’avoir compris, c’est Daan Roosegaarde, un artiste Néerlandais féru d’innovations technologiques, d’autant plus si elles s’inscrivent dans la durabilité. En 2008, une année après avoir fondé Studio Roosegaarde, un bureau de design expérimental, il crée Club Watt, une discothèque dont le dancefloor récupère l’énergie des pas des danseurs et la transforme en électricité pour éclairer la salle. L’installation fait grand bruit et encourage son créateur à multiplier les projets, notamment en élargissant son champ d’action au trafic routier.

Imaginez qu’on applique ce principe à tous les lieux fréquentés, du supermarché aux gares et aéroports, aux routes, pistes cyclables et pourquoi pas, aux parcours Vita! Ces lieux publics et voies de communication seraient directement illuminés grâce à l’énergie produite par leurs usagers, au moment strict où ces derniers en ont besoin. Car voilà tout l’intérêt de ce concept, l’énergie produite par l’utilisateur, comme l’envisage Roosegaarde, sert directement à éclairer la portion de route ou la zone élargie sur laquelle il se déplace. Sans présence, sans force exercée sur les cellules, les lampadaires demeurent éteints. Si les cellules piézoélectriques venaient à se répandre, il n’y aurait plus de tunnels illuminés 24 heures sur 24 ou de ruelles désertes éclairées dans le vide. Mieux encore, le surplus d’électricité généré par le système serait directement réinjecté dans le réseau pour alimenter les villes alentours. Cerise sur le gâteau, Daan Roosegaarde a même imaginé coupler piézoélectricité et force du vent en semant de mini éoliennes le long des autoroutes, mais également à intégrer des peintures thermiques à la chaussée pour alerter le conducteur en cas de verglas via de larges flocons phosphorescents incrustés sur la route.

DES DOS D’ÂNE PIÉZOÉLECTRIQUES
Les formidables perspectives de la piézoélectricité ont motivé d’autres entreprises que le Studio Roosegaarde à investir dans le domaine. Ainsi, en Italie, la start-up lombarde Underground Power a été plusieurs fois récompensée pour la création de ralentisseurs piézoélectriques.

La structure, baptisée Lybra, intègre des cellules ultra-résistantes qui se placent en amont de ralentisseurs, de croisements où de giratoires fréquentés. Ces cellules récupèrent l’énergie dégagée par les véhicules en forte décélération, énergie qui est ensuite transformée en électricité.

Après dix ans de recherches et de tests, les six premiers modèles devraient être installés prochainement à Concorezzo en Italie, sur la route qui relie Monza à Trezzo. Underground Power estime que s’il est situé dans un tronçon fortement fréquenté, comme une zone de péages ou une sortie d’autoroute, un ralentisseur pourrait générer jusqu’à 100 000 kWh par an, soit exactement la quantité d’énergie produite par 19 tonnes de pétrole. De quoi couvrir les besoins en électricité de près de 40 ménages.

Autre pionnière de la piézoélectricité, l’entreprise Innowattech qui a développé et testé un système similaire sur des tronçons routiers étendus. Selon cette société israélienne, une portion d’autoroute de 1 km équipée de cellules piézoélectriques pourrait, à elle seule, produire près de 200 kWh/h, à la condition d’enregistrer un trafic minimum moyen de 600 véhicules par heure roulant à plus de 72 km/h.

UNE SOLUTION DURABLE À DÉVELOPPER
Les chaussées piézoélectriques, à l’instar des routes solaires, semblent avoir encore de la peine à convaincre les collectivités, qui s’interrogent sur le rendement réel et la résistance des équipements,bien que les premiers essais soient plutôt concluants. Il faudra donc s’armer de patience, mais on peut avoir bon espoir que ces routes du futur trouvent leur place dans le paysage urbain de demain.

Leila Rölli