91Ë¿¹ÏÊÓƵ

La transition vers une énergie plus propre est une priorité mondiale urgente, consacrée par l’Accord de Paris de 2015, dans le cadre duquel 195 pays se sont engagés à limiter le réchauffement climatique et à s’adapter à ses conséquences. Malgré cela, les combustibles fossiles fournissent encore environ 80 % de l’énergie mondiale tout en étant responsables de près de 90 % des émissions de dioxyde de carbone d’origine humaine, ce qui en fait les principaux moteurs du changement climatique. Partout dans le monde, des chercheurs, des entrepreneurs et des décideurs politiques cherchent des technologies capables de réduire les émissions tout en répondant à une demande énergétique croissante. Pour l’équipe derrière Hydral Energy, une startup issue de l’Université 91Ë¿¹ÏÊÓƵ, la solution se trouve peut-être sous nos yeux. L’aluminium, le métal que l’on retrouve notamment dans les canettes de boissons gazeuses, peut stocker et libérer de l’énergie.

Le changement climatique d’origine humaine a accentué l’urgence de se tourner vers des sources d’énergie plus propres. Les énergies renouvelables, comme l’éolien et le solaire, sont devenues de plus en plus concurrentielles. Toutefois, puisqu’elles ne produisent pas nécessairement de l’électricité au moment où la demande survient, le stockage d’énergie à grande échelle demeure un défi majeur. Bien que les batteries et l’hydrogène soient efficaces pour le stockage d’énergie à court terme, ils peuvent s’avérer coûteux pour les applications de stockage saisonnier ou de longue durée.

La technologie derrière Hydral Energy

Hydral Energy développe des réacteurs qui produisent de l’hydrogène et de la chaleur à la demande en utilisant uniquement de l’aluminium et de l’eau. L’hydrogène et la chaleur ainsi produits peuvent ensuite servir à produire de l’électricité, du chauffage ou de la force motrice. Contrairement à d’autres vecteurs énergétiques, l’aluminium offre un moyen compact, sûr et économique de stocker de l’énergie renouvelable pendant une durée indéfinie.

L’idée est issue de plusieurs années de recherche fondamentale au Laboratoire des carburants alternatifs de 91Ë¿¹ÏÊÓƵ (Alternative Fuels Laboratory), dirigé par le professeur Jeff Bergthorson, qui étudie depuis plus de quinze ans les systèmes énergétiques fondés sur les métaux. Le laboratoire a déjà donné naissance à deux autres startups : Altiro Energy, qui a développé un système de stockage d’énergie à base de fer sans émissions directes, et FeX Energy, qui se concentre sur le stockage thermochimique de l’énergie à base de fer. Ces deux startups ont réussi à lever des fonds et travaillent actuellement à la mise en place de leurs usines pilotes respectives. Hydral Energy souhaite suivre une trajectoire semblable.

Comme l’explique Oliver Fernie, cofondateur d’Hydral Energy : « Les chercheurs savaient depuis longtemps que l’aluminium réagit avec l’eau, mais cette réaction n’avait jamais réellement été étudiée à des fins énergétiques. » (NDLR : Oliver est venu tout droit d’Écosse pour développer cette technologie. Découvrez ici ce qui l’a poussé à venir au Canada.) La percée est survenue lorsque des chercheurs de 91Ë¿¹ÏÊÓƵ ont découvert une méthode sans catalyseur permettant de consommer entièrement l’aluminium, d’en libérer toute l’énergie et de révéler ainsi son potentiel comme vecteur énergétique viable. « Nos prédécesseurs ont jeté les bases, explique Oliver, et nous nous appuyons aujourd’hui sur ces fondations pour aller encore plus loin. »

Le chemin vers la décarbonation

Pour le cofondateur Médéric Chalifour, l’importance de cette technologie réside dans son rôle potentiel dans la décarbonation. « Nous savons que nous devons concrétiser la transition énergétique et atteindre la carboneutralité à l’échelle mondiale, dans tous les secteurs, affirme-t-il. Mais les solutions actuelles, comme les batteries, présentent des limites en matière de performance et de compacité. Par exemple, si vous vouliez faire fonctionner un navire de charge sur de longues distances uniquement avec des batteries, une grande partie de sa capacité de chargement devrait être consacrée aux batteries. »

Toutefois, l’exploitation du potentiel de l’aluminium comme vecteur énergétique ne repose pas uniquement sur la technologie de réacteur d’Hydral Energy. Lorsque l’aluminium réagit avec l’eau, il libère de l’énergie — sous la forme d’hydrogène et de chaleur, récupérés par le réacteur d’Hydral Energy — et produit de l’oxyde d’aluminium, une fine poudre blanche qu’Oliver décrit comme un « combustible usé ». À l’aide d’énergie renouvelable, cet oxyde peut ensuite être reconverti en aluminium, créant ainsi un cycle de stockage de l’énergie. Ce processus de recyclage demeurerait toutefois fortement émetteur de carbone s’il reposait sur les méthodes conventionnelles de production de l’aluminium. Comme l’explique Médéric : « L’idée d’utiliser l’aluminium pour le stockage d’énergie dépend de notre capacité à produire de l’aluminium de manière propre et durable. » faisant référence aux technologies émergentes d’aluminium sans carbone actuellement développées au Québec, par des entreprises telles que ELYSIS de Rio Tinto.

Pour Oliver, ce sont ces avancées parallèles qui rendent le concept d’Hydral Energy viable. « Sans cela, l’idée serait morte dès le départ », confie-t-il. Il décrit la technologie de libération d’énergie d’Hydral Energy et les progrès réalisés dans la production d’aluminium propre comme une sorte de « yin et yang » : la première libère l’énergie stockée dans l’aluminium, tandis que le second permet de régénérer ce vecteur énergétique sans générer d’émissions. S’il est concrétisé, ce cycle pourrait faire de l’aluminium un vecteur énergétique aussi propre que des solutions plus traditionnelles comme l’hydrogène ou l’ammoniac.

Le défi n’est donc plus de produire de l’électricité renouvelable en soi, mais de trouver comment la stocker et la transporter de manière efficace. « Heureusement, nous savons comment produire de l’énergie renouvelable, comme avec le solaire — c’est un problème résolu », ajoute Médéric. « Mais pour la transporter, c’est ce que nous essayons de comprendre. »

De l’innovation à la commercialisation

Le soutien du Fonds d’innovation de 91Ë¿¹ÏÊÓƵ (FIM) a été essentiel au développement initial d’Hydral Energy. Le programme offre à la fois un soutien financier et une occasion précieuse d’acquérir les compétences nécessaires pour faire croître une entreprise. « Si c’est la première fois que vous présentez votre entreprise à des investisseurs et que vous manquez de pratique, le FIM vous donne l’occasion de vous exercer et de peaufiner votre présentation », explique Oliver. Au-delà du financement, le programme a également mis l’équipe en relation avec des conseillers issus de divers secteurs industriels. « Ils nous ont organisé des réunions avec des conseillers d’affaires », précise Médéric. « C’est essentiellement notre conseil d’administration officieux », ajoute Oliver.

Pour une équipe d’étudiants en ingénierie, ce genre de soutien est d’une aide précieuse. Le plus difficile, admet Oliver, a été d’apprendre à traduire des recherches complexes en un pitch convaincant. « J’ai envie de vous raconter absolument tout ce que j’ai fait, chaque problème rencontré et ce que j’ai fait pour le résoudre », confie-t-il, « au lieu de simplement dire : "voici comment ça marche, et voici ce que ça peut faire pour vous". C’est comme deux langages différents — l’un pour les ingénieurs et l’autre pour les investisseurs et les gens d’affaires. Je suis en train d’apprendre cela, et je pense que je commence à y arriver. »

Pour la suite, l’équipe prévoit de concevoir, construire et faire la démonstration d’une usine pilote de 500 kW, une première étape essentielle pour remplacer les combustibles fossiles à grande échelle. « Nous pouvons enfin passer à la recherche de fonds et au passage à l’échelle supérieure », se réjouit Oliver. Hydral s’y attelle déjà, en discutant avec des partenaires potentiels au Québec et en organisant des activités de sensibilisation. C’est un début prometteur pour une technologie qui, selon eux, pourrait un jour être déployée à l’échelle du mégawatt et du gigawatt.