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Le campus Hönggerberg de l’EPFZ consomme autant de chaleur que 2000 maisons individuelles. Le chauffage au gaz a été remplacé par un système géothermique dynamique.

Photo: ETHZ

Climat et énergie Contenu du partenaire: ETH

Le zéro émission nette est inévitable

Grandes pourvoyeuses d’idées pour la société, les universités sont aux avant-postes de la neutralité climatique. École technique de prestige, l’EPF de Zurich développe des solutions pour la Suisse et le monde, mais elle doit aussi relever le défi majeur de réduire ses propres émissions de gaz à effet de serre à zéro.

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La crise climatique exige une transformation profonde et globale de l’économie, de la science, de la société et de la politique. En tant qu’établissements d’éducation et de recherche chargés de transférer des connaissances à l’économie et à la société et d’entretenir le dialogue avec elles, les universités sont plus que jamais appelées à contribuer aux défis mondiaux tels que le changement climatique et la crise de la biodiversité. Mais comment concrètement peuvent-elles jouer ce rôle important, par exemple dans la progression vers un avenir à faibles émissions de carbone?

Voici ce qu’en pense Joël Mesot, président de l’École polytechnique fédérale de Zurich: «Nous développons et testons des technologies énergétiques et climatiques innovantes, qui sont ensuite mises sur le marché à plus grande échelle, par exemple via des spin-offs et en collaboration avec des partenaires industriels.» M. Mesot est convaincu que l’EPFZ, avec son expertise scientifique, doit donner le bon exemple sur son propre campus. Selon le «Train de mesures sur le climat pour l’administration fédérale» adopté par le Conseil fédéral en 2019, l’école doit réduire ses propres émissions de gaz à effet de serre d’au moins 50% d’ici 2030 par rapport à 2006. Sont concernées les émissions des bâtiments et de la flotte de véhicules, de l’achat d’électricité et des voyages.

Une tâche herculéenne

L’automne dernier, l’école polytechnique a publié un livre blanc dans lequel elle décrit son programme pour y parvenir et invite la communauté de l’EPFZ à accélérer et à renforcer son engagement. M. Mesot, physicien de formation, évoque un travail herculéen. Mais il y a déjà quelques années que l’EPFZ a commencé à réduire son empreinte carbone, en remplaçant par exemple le chauffage au gaz du campus de Hönggerberg par un système géothermique dynamique. L’EPFZ tient des statistiques environnementales depuis vingt ans. Elle dispose donc d’une bonne base de données pour trouver des leviers et définir des objectifs de réduction pour les différents domaines.

L’objectif est donc clair, mais la manière d’y parvenir ainsi que les mesures concrètes doivent être constamment négociées. Quoi qu’il en soit, la tâche est complexe et difficile. Pour s’acheminer vers un avenir climatiquement neutre, il faut prendre en compte de nombreux facteurs économiques et sociaux, répondre aux questions de justice et gérer de nombreuses contraintes. Un changement de culture est nécessaire, non seulement à l’EPF de Zurich, mais aussi dans la société et à tous les niveaux.

Il y a par exemple un grand potentiel d’économie au niveau de la restauration sur le campus, de l’utilisation des équipements informatiques et de laboratoire et de la mobilité des membres de l’EPFZ, surtout à cause des voyages en avion. L’EPFZ a donc lancé en 2017 un projet de réduction volontaire des émissions liées au transport aérien. Elle doit aussi réduire considérablement sa propre consommation d’énergie, ainsi que l’énergie «grise» (nécessaire à la production et à la fourniture de biens ou de services) de ses chaînes d’approvisionnement, et développer une gestion des infrastructures économe en ressources.

Un système ingénieux

Concernant l’approvisionnement en énergie et en chaleur, c’est déjà fait. Avec ses 12’000 étudiants, le campus de Hönggerberg consomme autant d’électricité qu’une petite ville et autant de chaleur que 2000 maisons individuelles. Dès 2006, des jalons ont été posés pour se rapprocher de l’objectif zéro émission nette grâce à l’énergie géothermique. Un concept aussi simple qu’ingénieux: en 2013 un système géothermique dynamique capable de réchauffer ou de refroidir 14 grands bâtiments du campus selon la saison et la demande a été mis en service. Il a depuis été distingué par des prix. Il fonctionne presque comme une batterie: les sondes géothermiques, qui descendent jusqu’à 200 mètres sous terre, absorbent en été la chaleur des bâtiments, où les serveurs et les appareils de laboratoire produisent toute l’année de la chaleur résiduelle. Grâce à un réseau intelligent, cette chaleur est restituée et réutilisée en hiver.

L’EPFZ montre ce qui est possible selon l’état actuel de la technologie, et repousse constamment ces limites. Le zéro émission nette implique également une étroite coopération avec les producteurs d’énergie, la ville et le canton, car l’autosuffisance énergétique n’est pas optionnelle, souligne M. Mesot.

Un carburant neutre en CO2

L’EPFZ est un terrain d’expérimentation pour les chercheurs et les étudiants. Certains projets fonctionnent immédiatement, certains seulement après de nombreuses répétitions, et d’autres jamais. Mais ce sont souvent des idées folles en apparence qui permettent une percée technologique.

C’est ainsi que l’approche originale de «Synhelion» a débuté à l’EPFZ. Les chercheurs se demandaient s’il était possible de produire du carburant liquide à partir de la lumière du soleil et de l’air. Ils ont construit une installation solaire climatiquement neutre qui a fait ses preuves en conditions réelles il y a quatre ans. La réponse: oui, l’idée se tient. Le dioxyde de carbone et l’eau sont prélevés directement dans l’air ambiant et sont divisés par l’énergie solaire. Il en résulte un gaz de synthèse qui peut être transformé en carburants neutres en CO2, du kérosène par exemple, pour rendre l’aviation et la navigation durables. Une coopération avec les partenaires industriels doit désormais démontrer si ces carburants solaires neutres en CO2 sont commercialisables. Selon Joël Mesot, cet exemple montre combien il est important que les prototypes qui fonctionnent en laboratoire soient testés de façon approfondie dans des démonstrateurs en collaboration avec des partenaires industriels pour déterminer si une technologie fonctionne à l’échelle industrielle.

En matière de création d’entreprises, les scientifiques de l’EPFZ sont extrêmement performants avec 25 nouvelles start-ups qui émanent chaque année de la recherche de l’EPFZ. Elles créent des emplois et savent convaincre un nombre croissant d’investisseurs. Rien qu’en 2022, 1,2 milliard de francs suisses de capitaux frais a été investi dans des spin-offs de l’EPFZ. De plus en plus de jeunes pousses souhaitent expressément s’atteler aux grands sujets de la transition énergétique, du changement climatique et de la biodiversité. De la production de béton sans ciment à la captation du CO2 de l’air en passant par des procédés moins énergivores pour l’industrie ou des alternatives à la viande à base de protéines de pois, l’éventail d’idées de commercialisation est vaste pour les start-ups.

«Par le passé, la Suisse a beaucoup fait pour susciter et favoriser l’innovation », souligne le président de l’EPFZ. «Nous devons saisir cette occasion de développer de nouveaux produits d’exportation phares pour un monde décarboné.»

Foto: ETH

Joël Mesot, président de l’EPF de Zurich

Besoin d’une idée? - C’est trouvé!!

Pertinents, réalisables, coopératifs, divers, durables et sociaux: c’est à tous ces critères que devaient répondre les idées et projets présentés par les jeunes chercheurs de l’EPFZ à la mi-avril lors de l’événement interne «SDG Pitch Event», en seulement trois minutes chacun.

Les étudiantes Theresa Wittkamp et Sofia Felicioni ont non seulement remporté un prix de 1000 francs, mais aussi un mentorat pour «l’idée la plus prometteuse». Les deux étudiantes ont développé une couverture refroidissante passive qui protège les légumes et les fruits sans électricité, uniquement par l’évaporation de l’eau due à la chaleur, afin de les conserver encore plus longtemps après la récolte. Le public a quant à lui récompensé le «meilleur pitch» d’Estelle Clerc et de Christian Enger, doté de 500 francs. Clerc et Engler veulent s’attaquer à la pollution industrielle qui menace l’environnement, la santé humaine et la biodiversité. Pour ce faire, ils comptent utiliser un cocktail de bactéries qu’ils ont identifiées et d’enzymes associées, qui peuvent décomposer certains polluants environnementaux.

«Nous avons reçu d’excellents retours et le prix du public nous a confortés», déclare Estelle Clerc. Ce prix montre que le public se préoccupe de la pollution de l’environnement et que des solutions biologiques sont nécessaires.

Déclaration: Ce contenu est réalisé par la rédaction de Sustainable Switzerland pour le compte du partenaire ETH.

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