Séance de cours

Base matérielle des transitions énergétiques

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Dans cours

ENG-410: Energy supply, economics and transition

This course examines energy systems from various angles: available resources, how they can be combined or substituted, their private and social costs, whether they can meet the energy demand, and how the transition to a renewable energy system can be foste ...

Description

Cette séance de cours explore la transition vers un système énergétique à faible teneur en carbone, en mettant l'accent sur l'intensité matérielle des technologies d'approvisionnement en énergie, l'épuisement des ressources et des réserves, et la criticité de divers métaux comme le cuivre. Il traite de l'impact du stockage de l'électricité par batterie, des scénarios d'approvisionnement en lithium et de l'importance du cuivre dans différentes applications. La séance de cours examine également les flux mondiaux de métaux, la dépendance de la demande de cuivre au PIB et la liste des matières premières critiques de l'UE, en soulignant les implications pour la transition énergétique.

Enseignant·e·s (4)

Christophe Ballif

Christophe Ballif is director of the Phototovoltaics and Thin Film Electronics Laboratoryb) (PV-Lab at the institute of microengineering (IMT) in Neuchâtel (part of the EPFL since 2009). The lab focus is on the science and technology of high efficiency heterojunction crystalline cells,so-called passivating contacts for solar cells, multi-junction solar cells include novel generation Perovskite on innovative optical high speed detector and on various macroelectronics application. It also deals with energy management with a focus on integration of solar electricity into the energy system. The PV-Lab has strongly contributed to technology transfer and industrialization of novel devices and full technology with numerous companies. Christophe Ballif graduated as a physicist from the EPFL in 1994, where he also obtained in 1998 his Phd degree working on novel PV materials. He accomplished his postdoctoral research at NREL (Golden, US) on compound semiconductor solar cells (CIGS and CdTe). He worked then at the Fraunhofer ISE (Ge) on crystalline silicon photovoltaics (monocrystalline and multi-crystalline) until 2003 and then at the EMPA in Thun (CH) before becoming full professor at the University of Neuchâtel IMT in 2004, taking over the chair of Prof. A. Shah. Since 2013, C.Ballif is also the director of the new CSEM PV-Center, also located in Neuchâtel. The CSEM PV-Center is focussing more on industrialisation and technology transfer in the field of solar energy, including solar electricity management and storage. At the core of the CSEM PV-center activities lies several "pilot lines" for various kinds of solar cells manufacturing, with a focus coating technologies, wet chemistry processes for crystalline silicon, metalisation techniques for solar cells, and a platform for developing "ideal packaging solutions and polymers" for PV modules. In addition, joined facitilites between CSEM and EPFL of over 800 m2 are available for modules manufacturing, measuring and accelerated aging. CSEM PV-center has also full team dedicated to storage and energy systems and operates a joined center with BFH in Biel for research on electrochemical storage. He (co-) authored over 500 journal and technical papers, as well as several patents. He is an elected member of the SATW, member of the scientific council of the Swiss AEE, and member of the board of the EPFL Energy center. In 2016, he recieved the Becquerel prize for his contributions to the field of high efficiency photovoltaics.

Philippe Thalmann

Originaire de Malters (LU), Philippe Thalmann est né à Lausanne en 1963. Il est licencié en économie politique de l'Université de Lausanne en 1984, où il a aussi obtenu le diplôme postgrade dans la même branche en 1986. M. Thalmann est entré dans le programme doctoral en économie de l'Université Harvard (Cambridge, E.-U.) en 1986 et l'a achevé avec le doctorat (Ph.D.) en 1990. De retour en Suisse, il est nommé maître-assistant à l'Université de Genève pour y enseigner l'économie et les finances publiques, puis professeur assistant à l'Université de Lausanne en 1993, pour y enseigner l'économétrie appliquée et l'économie nationale. En 1994, M. Thalmann est nommé professeur extraordinaire à l'EPFL (aujourd'hui professeur associé). Lors de la réorganisation de l'EPFL en 2000, il réoriente sa chaire de l'économie de la construction vers l'économie de l'environnement naturel et construit.

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie organique: Chimie organométallique

Concepts associés (32)

Cuivre

Le cuivre est l'élément chimique de numéro atomique 29, de symbole Cu. Le corps simple cuivre est un métal. Le cuivre est un élément du groupe 11, de la , un élément du bloc d métal de transition chalcophile. Dans le tableau périodique des éléments, le cuivre est de la même famille que l'argent et l'or, parce que tous possèdent une orbitale s occupée par un seul électron sur des sous-couches p et d totalement remplies, ce qui permet la formation de liaisons métalliques (configuration électronique Ar 3d 4s).

Battery storage power station

A battery storage power station is a type of energy storage power station that uses a group of batteries to store electrical energy. Battery storage is the fastest responding dispatchable source of power on electric grids, and it is used to stabilise those grids, as battery storage can transition from standby to full power in under a second to deal with grid contingencies. Battery storage power stations are generally designed to be able to output at their full rated power for several hours.

Sulfure de cuivre

Le terme sulfures de cuivre désigne une famille de composés chimiques et de minéraux dont la formule chimique est CuxSy, peu importe qu'ils soient d'origine naturelle ou synthétique. Quelques sulfures de cuivre ont une importance économique en tant que minerais. Dans l'industrie minière, les plus importants sulfures de cuivre sont le chalcocite (Cu2S) et la covellite (CuS). Toujours dans l'industrie minière, les minéraux bornite et chalcopyrite, qui sont un mélange de sulfures de cuivre-fer, sont régulièrement désignés comme des « sulfures de cuivre ».

Extraction du cuivre

La métallurgie extractive du cuivre est l’ensemble des opérations permettant la fabrication de cuivre métallique à partir du minerai, ou plus rarement à partir de déchets métallurgiques recyclés contenant du cuivre (plus de 30 % du cuivre consommé en 2005 est recyclé). La source la plus commune de minerai de cuivre est la chalcopyrite (CuFeS2) qui représente plus de 50 % de la production mais on le trouve également sous forme de sulfures dans la tétraédrite, la bornite et l'énargite et sous forme d'oxyde dans la cuprite et dans la malachite, l'azurite, la chalcocite.

Transition énergétique

La transition énergétique désigne à la fois l'évolution passée de la répartition des énergies consommées sur la planète (bois, hydroélectricité, charbon, pétrole, gaz naturel, nucléaire, etc.) et, pour l'avenir, l'objectif politique et technique d'une modification structurelle profonde des modes de production et de consommation de l'énergie. C'est l'un des volets de la transition écologique.

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Séances de cours associées (64)

La perspective matérielle de la transition énergétique

Il étudie la viabilité des systèmes énergétiques, la transition vers un système énergétique à forte intensité de matières et l'importance des minéraux essentiels dans la transition énergétique.

Décarbonisation: Transition énergétique et durabilité

Se penche sur la faisabilité de la décarbonisation du secteur de l'électricité d'ici 2050 à l'aide d'énergies renouvelables, en mettant l'accent sur la compétitivité économique et la durabilité.

Les défis du stockage électrochimique et de l'hydrogène

Explore l'évolution des technologies de stockage électrochimique et les défis dans le captage du CO2 et la production d'hydrogène vert.

Transformations de phase dans les alliages

Explore les transformations de phase dans les métaux et les alliages, en discutant de la cinétique, du durcissement structurel et des obstacles de mouvement de dislocation.

Le monde décarboné : défis et solutions

Explore la faisabilité d'atteindre des systèmes d'énergie 100% renouvelables et la modélisation du secteur de l'énergie de l'UE.

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Claudia Rebeca Binder Signer

Née à Montréal, Claudia R. Binder est d’origine canadienne, suisse et colombienne. Elle grandit entre la Suisse et la Colombie. Alumni de l’ETH de Zurich, elle y obtient un diplôme en biochimie et un doctorat en Sciences de l'environnement, de 1985 à 1996. Elle poursuit sa carrière avec un post doctorat à l'Université du Maryland, aux États-Unis, de 1996 à 1998, et travaille en qualité d’assistante-senior à l’ETH jusqu’en 2006, où elle se spécialise dans les systèmes humains-environnementaux. Elle est ensuite nommée Professeure assistante au Département de géographie de l'Université de Zurich, un poste qu’elle occupe jusqu’en 2009. Elle obtient en 2009 le titre de Professeure ordinaire en Sciences systémiques à l’Université de Graz, en Autriche et rejoint en 2011 le Département de Géographie de l’Université de Munich, en Allemagne, en tant que Professeure ordinaire en relations humaines-environnementales. Elle intègre l’EPFL en mars 2016, où elle ouvre le Laboratoire de relations humaines-environnementales dans les systèmes urbains (HERUS), rattaché à la Chaire La Mobilière pour l’écologie urbaine et un mode de vie durable, au sein de la Faculté de l’environnement naturel, architectural et construit (ENAC). Ses recherches portent sur l'analyse, la modélisation et l'évaluation de la transition des systèmes urbains vers la durabilité. Elle examine en particulier comment nous pouvons mieux comprendre la dynamique du métabolisme urbain, ce qui caractérise une ville durable et ce qui anime et entrave les processus de transformation. Elle explore ces sujets en combinant les domaines des sciences sociales, des sciences naturelles et de la science des données. Ses recherches portent sur l'alimentation, l'énergie, les modes de vie et les transports durables dans les systèmes urbains. En Suisse, Binder a été nommé membre du Conseil de la recherche, Division des programmes du Fonds national suisse (FNS) en 2016 et fait partie du Comité directeur du Programme national de recherche 71 du FNS, "Gestion de la consommation d'énergie" et du Swiss Competence Centers for Energy Research (SCCER). Elle est également membre du comité directeur sur Sustainability Research des Académies suisses des sciences et des lettres. En 2019, elle a été élue membre du Conseil universitaire de l'Université de Munich (LMU). A l’EPFL, Claudia R. Binder est la directrice académique du programme d’enseignement interdisciplinaire «Projeter Ensemble». Elle a été nommée membre de la Direction du Centre de l'énergie en 2018 et dirige depuis 2019 le groupe de travail sur la Stratégie énergétique et de durabilité de l’école.

Concepts associés (32)

Cuivre

Battery storage power station

Sulfure de cuivre

Extraction du cuivre

Transition énergétique

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