La gestion des déchets en Californie est un système multiforme et en pleine croissance qui peut être influencé par plusieurs facteurs urbains et ruraux. La Californie compte près de 40 millions d’habitants, ce qui signifie qu’elle génère une grande quantité de déchets chaque année et qu’il est nécessaire de mettre en place des politiques efficaces qui nuisent au succès de nos ressources et à notre durabilité. L’État est depuis plusieurs années un leader national de la gestion des déchets avec des politiques progressistes visant à minimiser l’élimination dans les décharges, à maximiser le recyclage et à encourager le détournement des déchets.

Contexte et lois

En 1989, la Californie a franchi une étape importante vers la mise en œuvre d’un travail complet de gestion des déchets avec la promulgation du projet de loi de l’Assemblée (AB) 939, connu collectivement sous le nom de loi sur la gestion intégrée des déchets. La loi a mis en place des objectifs ambitieux: par exemple, les villes et les comtés ont été obligés de réduire de moitié (50 %) la quantité de déchets qu’ils envoyaient dans les décharges d’ici l’an 2000. La loi a également créé le California Department of Resources Recycling and Recovery (CalRecycle, connu sous le nom de CalRecovery jusqu’en 2010), qui est chargé de gérer les efforts de réduction des déchets à l’échelle de l’État.

L’AB 939 était une approche descendante dans laquelle les gouvernements locaux étaient obligés de créer des plans approfondis de réduction des déchets, en partant du principe que trop de déchets étaient créés et qu’il fallait en faire davantage. Ces plans consistaient en des tentatives de recyclage d’objets tels que le papier, le plastique et le métal, mais aussi en des programmes visant à réduire la production de déchets en premier lieu. La législation a joué un rôle important dans l’établissement d’un modèle pour la mise en place de politiques d’État axées sur le détournement et le recyclage des déchets dans le cadre d’une stratégie de gestion environnementale.

Poursuivant cette tendance à l’élaboration de politiques audacieuses, la Californie a adopté en 2011 l’AB 341 pour fixer un objectif de recyclage de 75 % des déchets solides de l’État d’ici 2020. La politique a fixé un objectif très élevé, en essayant d’atteindre un taux de détournement de plus des trois quarts lors de son entrée en vigueur. Le projet de loi a considérablement élargi l’AB 939 en incorporant de nouvelles exigences pour le recyclage commercial, le secteur responsable d’une grande partie des déchets en Californie étant principalement composé d’entreprises et de propriétés résidentielles multifamiliales qui produisent beaucoup de déchets.

Atténuation – Flux de déchets organiques et réduction du méthane

L’un des développements réglementaires récents les plus importants dans la gestion des déchets en Californie a été l’attention portée aux déchets organiques. En 2016, l’État a adopté le projet de loi 1383 du Sénat pour s’attaquer à l’empreinte importante des déchets organiques dans les décharges publiques. Lorsqu’ils sont envoyés dans les décharges, les déchets organiques (tels que les restes de nourriture, les déchets de jardin et le papier) génèrent du méthane, un gaz qui retient la chaleur dans notre atmosphère plus de 25 fois mieux que le dioxyde de carbone.

La loi SB 1383 a établi des objectifs visant à réduire de 75 % l’élimination des déchets organiques d’ici 2025 afin de lutter contre les émissions de méthane et les problèmes de qualité de l’air. Elle exige une réduction de 20 % de l’interdiction des produits comestibles, tout en encourageant la récupération et la redistribution des aliments pour lutter contre la faim. La loi ordonne aux municipalités de créer des programmes de collecte des déchets organiques, obligeant les ménages et les entreprises à séparer les matières organiques de leurs déchets. Il s’agit d’un changement notable dans la façon dont nous traitons les déchets et a nécessité des investissements considérables dans de nouvelles infrastructures – telles que des sites de compostage et des usines de digestion anaérobie – qui peuvent transformer la matière organique en bioénergie.

L’EPR signifie Responsabilité élargie des producteurs

L’une des autres façons dont la Californie a été proactive est de promouvoir la Responsabilité élargie des producteurs (EPR) pour la gestion des déchets. Dans le cadre de l’EPR, la charge de la gestion des déchets (en particulier les articles dangereux ou difficiles à recycler) est transférée des consommateurs et des gouvernements locaux aux producteurs de ces déchets. Les producteurs sont responsables de l’élimination en fin de vie de leurs produits, et dans certains cas du recyclage, et peuvent englober tout, des piles à la peinture en passant par les déchets électroniques, dans le cadre des programmes EPR (voir Responsabilité élargie des producteurs pour en savoir plus).

La première loi EPR à avoir été adoptée en Californie a été la loi sur le recyclage des déchets électroniques de 2003, qui a rendu les fabricants responsables du recyclage des appareils électroniques. La Californie a ensuite promulgué d’autres lois EPR, comme le Paint Stewardship Program qui exige que les fabricants de peinture mettent en place un système de reprise des restes de peinture, et le Carpet Stewardship Program garantit que les vieilles moquettes sont recyclées au lieu d’être jetées dans des décharges.

Les programmes EPR soulagent une grande partie des coûts supportés par les gouvernements locaux en raison de la responsabilité des fabricants quant à l’impact environnemental de leurs produits, et constituent une puissante incitation pour les entreprises à rendre leurs produits moins destructeurs pour l’environnement et plus recyclables.

Les défis du recyclage

Bien que la Californie ait montré la voie à bien des égards en matière de gestion des déchets, ce dilemme du recyclage reste un problème qu’elle doit résoudre. Un problème majeur : le marché mondial du recyclage s’est effondré après que la Chine a interdit la plupart des types de déchets recyclables en provenance des États-Unis et d’autres pays en 2018. Cela a perturbé le flux de matières recyclables à l’échelle mondiale dans le cadre d’une mesure appelée National Sword Policy, qui a contribué à réduire les marchés en Californie où ses produits recyclés pouvaient être vendus et a mis la pression sur les centres de recyclage locaux.

Pour remédier à ce problème, la Californie a travaillé à la construction de sa propre infrastructure de recyclage en finançant des usines de traitement et des marchés pour les matériaux recyclés dans l’État. Bien que la transformation ait commencé, l’État se remet encore de la perte de son marché d’exportation vers la Chine. La contamination du recyclage (des matières non recyclables mélangées à des matières recyclables) est également endémique et a contribué à la stagnation des taux de recyclage.

Perspectives et durabilité pour l’avenir

La Californie reste à la pointe de l’innovation en matière de gestion des déchets et se concentre de plus en plus sur l’économie circulaire. Cela signifie éliminer les déchets du système en conservant les produits et les matériaux en service le plus longtemps possible grâce à la réutilisation, la réparation et le recyclage. Cela correspond exactement à la vision zéro déchet de la Californie: éliminer les déchets tout en améliorant les infrastructures de recyclage.

La Californie est sur le point d’être l’épicentre des mesures législatives visant à minimiser les déchets plastiques, notamment l’interdiction des plastiques à usage unique et le renforcement de la responsabilité des producteurs en matière d’emballage. Alors que les objectifs audacieux de réacheminement des déchets et les politiques pionnières de la Californie continueront de stimuler l’innovation dans la gestion des déchets, des problèmes tels que les fluctuations des marchés du recyclage et des niveaux plus élevés d’implication du public dans les programmes de recyclage doivent être résolus si l’État veut connaître un succès encore plus grand à l’avenir.

En bref, la Californie sait comment gérer les déchets et se soucie de garder l’État aussi propre et vert que possible. En mettant en œuvre une législation complète et basée sur les données, des approches programmatiques innovantes comme la REP, ainsi qu’en s’efforçant de réduire davantage les émissions de méthane grâce à des investissements de l’État dans des projets d’infrastructures de gestion des déchets solides, la Californie continuera sans aucun doute d’être un pionnier dans la fourniture de solutions pour la minimisation des déchets et les efforts de promotion du recyclage à travers les États-Unis.

Cependant, alors que l’État est confronté à de nouveaux changements, une adaptation et une innovation soutenues joueront un rôle essentiel dans la réalisation de ses objectifs généraux de réduction des déchets.

Explorez le développement de la pile à combustible et étudiez les différents systèmes.

Une pile à combustible est un dispositif électrochimique qui combine l’hydrogène et l’oxygène pour produire de l’électricité, de la chaleur et de l’eau.

La pile à combustible est similaire à une batterie en ce qu’une réaction électrochimique se produit tant que le carburant est disponible. L’hydrogène est stocké dans un récipient sous pression et l’oxygène est extrait de l’air.

En raison de l’absence de combustion, il n’y a pas d’émissions nocives et le seul sous-produit est l’eau pure. L’eau émise par la pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est si pure que les visiteurs du Ballard Power Systems de Vancouver ont reçu du thé chaud fabriqué à partir de cette eau propre.

Fondamentalement, une pile à combustible procède à une électrolyse à l’envers, à l’aide de deux électrodes séparées par un électrolyte. L’anode (électrode négative) reçoit de l’hydrogène et la cathode (électrode positive) recueille l’oxygène. Un catalyseur à l’anode sépare l’hydrogène en ions hydrogène et électrons chargés positivement. L’hydrogène est ionisé et migre à travers l’électrolyte vers le compartiment cathodique, où il se combine avec l’oxygène. Une seule pile à combustible produit 0,6 à 0,8 V sous charge. Pour obtenir des tensions plus élevées, plusieurs cellules sont connectées en série.

Concept d’une pile à combustible

L’anode (électrode négative) reçoit l’hydrogène et la cathode (électrode positive) recueille l’oxygène.

La technologie des piles à combustible est deux fois plus efficace que la combustion pour transformer le carburant carboné en énergie. L’hydrogène, l’élément chimique le plus simple (un proton et un électron), est abondant et exceptionnellement propre comme carburant.

L’hydrogène représente 90 per cent de l’univers et est le troisième élément le plus abondant à la surface de la Terre. Une telle richesse en carburant fournirait un pool presque illimité d’énergie propre à un coût relativement faible. Mais il y a un problème.

Avec la plupart des carburants, l’hydrogène est lié à d’autres substances et libérer le gaz prend de l’énergie. En termes de valeur calorifique nette, l’hydrogène est plus coûteux à produire que l’essence. Certains disent que l’hydrogène est presque neutre en énergie, ce qui signifie qu’il faut autant d’énergie à produire qu’il en livre à la destination finale.

Le stockage de l’hydrogène pose un autre inconvénient. L’hydrogène sous pression nécessite des réservoirs en acier lourd et le VCN en volume est environ 24 fois inférieur à celui d’un produit pétrolier liquide. Sous forme liquide, beaucoup plus dense, l’hydrogène nécessite une isolation importante pour l’entreposage frigorifique.

L’hydrogène peut également être produit avec un reformeur par extraction à partir d’un carburant existant, tel que le méthanol, le propane, le butane ou le gaz naturel. La conversion de combustibles fossiles en hydrogène pur libère des restes de carbone, mais c’est moins nocif que ce qui provient du tuyau d’échappement d’une voiture.

Porter un reformateur ajouterait du poids au véhicule et augmenterait son coût; les réformateurs sont également léthargiques. L’avantage net de la conversion de l’hydrogène est en question car elle ne résout pas le problème énergétique.

L’histoire

Sir William Grove, juge gallois et gentleman scientifique, a développé le concept de pile à combustible en 1839, mais l’invention n’a jamais décollé.

C’était lors du développement du moteur à combustion interne que cela a montré des résultats prometteurs. Ce n’est que dans les années 1960 que la pile à combustible a été mise en pratique pendant le programme spatial Gemini.

La NASA a préféré cette source d’énergie propre à l’énergie nucléaire ou solaire. Le système de pile à combustible alcalin qui a été choisi produit de l’électricité et produit de l’eau potable pour les astronautes.

Les coûts élevés des matériaux ont rendu la pile à combustible prohibitive pour une utilisation commerciale. Le noyau de pile à combustible est coûteux et a une durée de vie limitée. Brûler du carburant fossile dans un moteur à combustion est le moyen le plus simple et le plus efficace de capter l’énergie, mais il pollue.

Le coût élevé n’a pas découragé le regretté Karl Kordesch, le co-inventeur de la pile alcaline, de convertir sa voiture en pile à combustible alcaline au début des années 1970. Il a monté le réservoir d’hydrogène sur le toit et placé la pile à combustible et les batteries de secours dans le coffre.

Selon Kordesch, il y avait assez de place pour quatre personnes et un chien. Il a conduit sa voiture pendant de nombreuses années dans l’Ohio, aux États-Unis, mais le seul problème était que la voiture n’avait pas passé les inspections parce qu’elle n’avait pas de tuyau d’échappement.

Voici les concepts de pile à combustible les plus courants.

Pile à combustible à membrane échangeuse de protons

La membrane échangeuse de protons utilise un électrolyte polymère. C’est l’un des systèmes de piles à combustible les plus développés et les plus couramment utilisés; il alimente les voitures, sert de source d’alimentation portable et fournit une alimentation de secours au lieu de batteries stationnaires dans les bureaux.

Ce système permet une conception compacte et atteint un rapport énergie/poids élevé. Un autre avantage est un démarrage relativement rapide lors de l’application d’hydrogène. La cheminée fonctionne à une température modérée de 80 degres et est efficace à 50 pourcent.

Sur le plan négatif, la pile à combustible a des coûts de fabrication élevés et un système de gestion de l’eau complexe. La pile contient de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’eau, et si elle est sèche, de l’eau doit être ajoutée pour démarrer le système; trop d’eau provoque des inondations.

La cheminée nécessite de l’hydrogène de qualité chimique; des qualités de carburant inférieures peuvent provoquer la décomposition et le colmatage de la membrane. Tester et réparer une pile est difficile, étant donné qu’une pile de 150 V nécessite 250 cellules.

L’eau gelée peut endommager la cheminée et des éléments chauffants peuvent être ajoutés pour empêcher la formation de glace. Le démarrage est lent à froid et les performances sont médiocres au début. Une chaleur excessive peut également causer des dommages. Le contrôle des températures et l’apport d’oxygène nécessitent des compresseurs, des pompes et d’autres accessoires qui consomment environ 30 pourcent de l’énergie produite.

Exploitant une pile à combustible dans un véhicule, la pile a une durée de vie estimée entre 2000 et 4000 heures. Le mouillage et le séchage causés par la conduite sur de courtes distances contribuent au stress de la membrane. Fonctionnant en continu, la pile stationnaire est bonne pendant environ 40 000 heures. La pile ne meurt pas soudainement mais s’estompe comme une batterie. Le remplacement de la pile est une dépense importante.

La supercar exclusive Nathalie n’aura pas besoin d’être rechargée, juste ravitaillée.
Elle doit avoir une autonomie de 820 kilomètres et peut atteindre une vitesse de pointe de 296 kmph.

À une époque où les batteries propulsent le monde de l’automobile vers la mobilité électrique, les constructeurs de voitures de sport ne veulent guère être laissés pour compte et beaucoup ont présenté leurs offres sensationnelles avec des cœurs lithium-ion. Cependant, Nathalie de Gumpert Aiways, une bête alimentée au méthanol qui est aussi rapide que n’importe quelle autre supercar, trace une nouvelle voie courageuse pour elle-même.

Roland Gumpert est ingénieur et développeur d’automobiles pionnières. Il était président d’Audi Sport, où il a développé la transmission intégrale du véhicule de rallye Audi Quattro jusqu’à ce qu’il fonde sa propre entreprise en 2001 (appelée Gumpert) pour produire une supercar nommée Gumpert Apollo.

Depuis, il a développé la Roland Gumpert Nathalie, la toute première super voiture de sport à pile à combustible au méthanol, homologuée pour la route. C’est l’une des voitures de sport les plus rapides disponibles sur route normale et électrique!

Le PDG Roland Gumpert a déclaré:

C’était mon idée d’une voiture électrique qui ne s’arrêterait pas lorsque la batterie était vide. Aujourd’hui, nous présentons le premier véhicule de série au monde avec une pile à combustible au méthanol indépendante des stations de recharge ou des stations de remplissage spéciales d’hydrogène.

La Nathalie a l’air douce à première vue, mais elle présente plusieurs caractéristiques frappantes lorsque vous regardez de plus près, telles que les portes en ciseaux que Lamborghini a rendues célèbres, des panneaux faits de matériaux biologiques légers comme le lin mélangé à des composites de carbone, et une cage de sécurité FIA complète derrière les sièges de la cabine.

Le châssis est construit en acier au chrome-molybdène, offrant une sécurité égale à celle d’un véhicule de course professionnel.

Le développement ultérieur de la voiture d’exposition à la production en série donne au designer l’opportunité de remettre en question sa propre création, de développer des éléments uniques et importants et d’harmoniser l’esthétique de l’ensemble du design.

Lors de l’élaboration du design de série de la Nathalie, les contraintes techniques ont permis d’affiner les proportions du véhicule et d’affiner l’avant et les lignes de côté. Le véhicule a grandi exactement aux bons endroits. Un jeu parfait de design et de technologie.

Selon un rapport dans Car and Driver, la Nathalie élimine le besoin d’alimenter une batterie lithium-ion en utilisant une pile à combustible au méthanol qui produit de l’hydrogène. Ceci est converti en énergie électrique pour propulser la voiture vers l’avant.

Citant Gumpert Aiways, le rapport indique en outre que, bien qu’il y ait une batterie à l’intérieur de la voiture, c’est principalement pour cette explosion supplémentaire de puissance et ne sera pas nécessaire lors de la conduite dans les limites de la ville ou sur les autoroutes.

Nathalie, avec ses deux sources d’énergie, revendique 536 chevaux et peut passer de zéro à 100 km/h en 2,5 secondes, à vous couper le souffle. La puissance est transmise à chacune des quatre roues qui ont leurs propres moteurs dédiés.

Seuls 500 exemplaires de Nathalie seront fabriqués dans un premier temps. La plus grande pierre d’achoppement pour la voiture est peut-être le manque de stations de ravitaillement en méthanol, mais Gumpert Aiways a l’intention d’ouvrir de telles pompes dans les pays où la voiture sera vendue – Allemagne, Suisse, Pologne, Scandinavie, entre autres.

La nouvelle Nathalie est une super voiture de sport électrique sans compromis.

C’est l’une des voitures de sport les plus rapides et les plus dynamiques que vous puissiez conduire avec une plaque d’immatriculation sur une route normale.

La Nathalie est l’incarnation de la liberté – liberté écologique sans entrave – d’un mouvement illimité, insouciant, d’une vitesse consciencieuse. C’est ce que nous aimerions avoir lorsque nous imaginons l’avenir. Et avec son concept d’énergie 2Way, il est plus polyvalent et variable que presque tout ce qui l’a précédé.

Un coupé avec des gènes de course, un cadre de calandre, un châssis en carbone, une transmission intégrale, un générateur de vortex, un diffuseur arrière et un aileron arrière – prêt pour le plaisir sur le circuit

Avec une sensation de rallye sur la piste de montagne, de croisière silencieuse dans le centre-ville ou tout simplement pour s’exhiber sur l’autoroute, la super voiture de sport électrique homologuée pour la route a des performances extraordiniares!