Saul Griffith, fondateur et chef de la direction d’Atherlab, a pour habitude de créer des objets géniaux, d’une éolienne ressemblant à un cerf-volant à une corde intelligente capable de détecter les tensions et de signaler les blessures. La Fondation MacArthur, qui a octroyé à Griffith une subvention «géniale» en 2007, l'a qualifié de «prodige de l'invention au service de la communauté mondiale».
La dernière entreprise de Griffith, Otherlab, est une société de recherche rappelant la «fabrique d’inventions» créée par Thomas Edison. Il opère dans une ancienne usine d'orgues à tuyaux à San Francisco, où des bannières en séquoia, des fenêtres à carreaux multiples, des parties d'organes éparpillées et de nombreuses machines donnent l'impression qu'un inventeur du XIXe siècle comme Edison pourrait se sentir parfaitement chez lui dans les salles ensoleillées du laboratoire. .
Parmi plusieurs projets en cours, deux technologies énergétiques pourraient ouvrir la voie à un futur énergie solaire bon marché et aux voitures à gaz naturel grand public. «Le problème environnemental ultime sur lequel il faut travailler», déclare Griffith, «est la manière dont nous créons et utilisons de l'énergie.»
Dans une pièce située à l'étage supérieur, juste devant un grand robot de boxe gonflable, une équipe Otherlab travaille sur une nouvelle façon d'incliner les miroirs afin de concentrer la lumière du soleil dans les grandes installations solaires. La conception place un miroir au-dessus des conteneurs en plastique, qui s’étirent et se froissaient sans se plier, car leur pression interne est ajustée à l’aide d’air comprimé. L'idée est de réduire les coûts en utilisant du plastique et de l'air pour orienter les petits miroirs au lieu des moteurs et de l'acier généralement utilisés aujourd'hui pour incliner des miroirs de la taille d'un panneau publicitaire.
L’équipe de Griffith veut éliminer les réservoirs de carburant encombrants, encombrants et coûteux utilisés aujourd'hui dans les voitures à gaz naturel. La solution Otherlab prend de longs tubes minces et les plie comme des intestins dans des formes compactes qui se conforment à l'espace disponible dans un véhicule. La société a reçu une subvention de 250 000 dollars du programme ARPA-E du ministère de l'Énergie pour des projets d'énergie moonshot destinés à développer la conception au cours de la dernière année.
Griffith a poursuivi des inventions dans le domaine de l’énergie qui semblaient auparavant lointaines. En 2006, il a co-fondé une société appelée Makani Power, qui a conçu une éolienne aéroportée. Attaché comme un cerf-volant au bout d'une ficelle, un avion tourne en rond à haute altitude. Les rotors montés sur les ailes capturent le vent et le convertissent en électricité à l'aide de petits générateurs. La longe transmet cette électricité à une station au sol.
Griffith a parlé à Smithsonian.com des ingrédients nécessaires à l’innovation énergétique, de son enthousiasme pour les voitures au gaz naturel et de sa vision d’un vaste réseau de petits laboratoires.
Quand avez-vous commencé à penser à appliquer vos compétences à des problèmes d'énergie?
Le moment de la concentration est probablement intervenu après la création de Makani Power, une société d’énergie éolienne. Il était difficile de convaincre les gens pourquoi il valait la peine de faire cette technologie à la sonorité folle: nous allons faire voler des 767 à l'extrémité de ficelles et générer de l'électricité à partir de 5 000 pieds d'altitude. Tout le monde vous regarde comme si vous étiez un extraterrestre.
Nous savions que c'était tout à fait possible et avons maintenant prouvé que c'était possible et en fait, nous le faisons. Mais au début, il vous fallait beaucoup d’argent pour utiliser ce type de technologies énergétiques. Et lorsque vous essayez de convaincre les gens de vous donner cet argent, vous avez besoin d'une très bonne histoire. Cela m'a donc amené à comprendre à quel point le système énergétique a besoin de beaucoup de transformation au niveau de l'infrastructure civile pour répondre aux besoins du changement climatique.
Parlez-moi de l'équipe et de l'environnement que vous avez cultivés ici à Otherlab. Comment aident-ils à atteindre ces objectifs plus larges?
Otherlab est une société de recherche indépendante. Nous créons des technologies. Parfois, ces technologies deviennent leurs propres entreprises indépendantes, et nous les transformons ou, parfois, nous concédons ces technologies sous licence à d'autres entreprises.
Nous sommes environ 25 personnes. Nous sommes en plein milieu de la ville urbaine de San Francisco. Environ 95% des navetteurs se rendent à pied ou à bicyclette au travail. Nous sommes donc un bureau sobre en carbone, uniquement en ce qui concerne le transport que nous utilisons.
Nous avons un certain nombre de projets - deux spécifiquement dans le domaine de l'énergie à l'heure actuelle. Nous aimerions en avoir une douzaine, en partie parce que nous avons effectué de nombreuses recherches sur la manière dont nous utilisons l’énergie et comment nous les créons, que nous avons cette belle base de données sur les domaines où des contributions techniques peuvent être apportées pour changer cela.
Il existe réellement deux classes de production d’énergie solaire: l’une est la photovoltaïque; l’autre est le solaire thermique à concentration, ce qui signifie que vous chauffez quelque chose et que vous transformez cette chaleur en électricité [par] une turbine ou un mécanisme similaire. Nous travaillons sur une technologie héliostatique - ce qui signifie un mécanisme permettant de suivre la position du soleil dans le ciel - qui rendra le photovoltaïque plus efficace, car le photovoltaïque sera plus idéalement orienté vers le soleil. Vous obtenez environ 20 ou 30% d'énergie en plus de la même cellule solaire si vous pouvez la suivre à moindre coût.
Plus important peut-être, il faut environ 80% du coût du champ héliostatique du solaire thermique traditionnel. Ce sont ces énormes plantes dans le désert. Le champ héliostat représente environ 50% du coût de l’ensemble de la centrale, et nous voulons en éliminer environ 80%. Donc, net, espérons réduire de 30 à 40% le coût de ce type d’électricité.
La plupart de ces coûts sont-ils liés aux matériaux ou à une technologie de pointe?
Pour toutes les technologies énergétiques, leur échelle est telle que le coût des machines équivaut à peu près à leur poids. Tout ce que vous pouvez faire pour les rendre plus légers ou plus efficaces entraîne une réduction très élevée des coûts. Parce qu'ils sont tous fabriqués à partir de matériaux de base: silicium, aluminium, acier et carbone, il s'agit de matériaux en vrac bon marché. Vous devez les utiliser efficacement pour couvrir de vastes surfaces. Nous finissons donc par gagner car nous utilisons beaucoup moins de matériaux pour diriger la même quantité de lumière, et nous utilisons des matériaux et des processus de fabrication encore moins chers.
Nous travaillons également à la fabrication de réservoirs à gaz naturel pour remplacer les réservoirs à essence ou à pétrole destinés aux voitures et camions légers. Par kilomètre, si vous me donnez la même voiture et que j'ai un moteur à gaz naturel dans l'un et un moteur à essence dans l'autre, la voiture à gaz naturel produira environ 25% de moins de carbone par kilomètre parcouru. La seule chose qui changerait s'il y avait des fuites de méthane dans le processus d'extraction.
Ce qu'il y a, non?
Il y en a absolument. Si vous avez 3 à 4% de fuites parasites à la tête du puits, le rendement net est meilleur que l’essence.
Néanmoins, je suis super excité à ce sujet. Je pense que le rôle des ingénieurs dans la société est de fournir des options technologiques permettant à la société de choisir entre oui et non. Et bien que les ingénieurs aimeraient être le juge, le jury et le bourreau, nous devons travailler avec ce que la société veut. Donc, je pense que cela vaut la peine de développer cette capacité, car je pense que nous pouvons résoudre les problèmes de la tête de puits du gaz naturel. Je pense qu'il est très important d'avoir une plus grande indépendance énergétique. Vous devez donc peser le dilemme moral de la fracturation par rapport au dilemme moral de la lutte contre les conflits pétroliers dans des pays étrangers.
La technologie que nous développons dans ces réservoirs est également utile pour le stockage à grande échelle de l'air comprimé et de la vapeur. Nous créons donc une capacité technologique utile dans d’autres domaines de l’énergie.
Comment avez-vous décidé d’aborder le problème des voitures à gaz naturel sous cet angle particulier, avec des réservoirs qui peuvent être adaptés à la forme d’une voiture?
En général, en tant qu’ingénieur ou scientifique, vous avez un certain ensemble d’outils, un certain ensemble de marteaux et vous cognez tous les clous que vous voyez avec cet ensemble d’outils et de marteaux.
À l’intérieur de ce bâtiment, nous sommes très bons en géométrie et en géométrie de calcul, ainsi que dans certaines zones arcaniques des mathématiques, telles que les courbes de remplissage d’espace. Il s'avère que nous avons également beaucoup travaillé sur les appareils sous pression, car nous travaillions depuis longtemps sur des objets gonflables.
Grâce à la sérendipité (je pense que nous devrions attribuer beaucoup plus l'invention de la société à la sérendipité qu'à toute autre chose) simplement parce que nous pensions à l'énergie et aux courbes remplissant l'espace et aux récipients à pression, tout cela s'est assemblé. Parce que vous deviez être un peu au courant de ces trois choses pour avoir la perspicacité nécessaire pour produire les nouveaux réservoirs technologiques que nous fabriquons. À certains égards, chaque projet du bâtiment a une origine aussi heureuse que celle-là.
Vous avez récemment écrit sur la valeur d'un modèle de recherche basé sur une multitude de petits laboratoires indépendants. Voulez-vous expliquer cela?
Le modèle de recherche moderne n'est pas en fait le modèle de recherche moderne. Jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, la majorité des recherches étaient effectuées dans des laboratoires indépendants, des laboratoires commerciaux et un peu dans des universités. Les laboratoires nationaux n'existaient pas vraiment.
Les deux guerres mondiales et le succès du projet Manhattan et de la mission Apollo ont en quelque sorte convaincu tout le monde de centraliser toutes les ressources de R & D dans un ensemble de laboratoires nationaux et dans des universités. Les universités d'élite deviendraient des universités de recherche.
Je ne dis pas que c'est terrible. Cela a produit beaucoup de très bon travail. Mais nous l'avons fait aux dépens de petits laboratoires indépendants. Nous vivons maintenant à une époque où la collaboration à distance est très facile grâce à Internet. Les outils sont moins chers que jamais. Et je pense qu'il est temps de poser la question suivante: est-ce ainsi que nous affectons les ressources de recherche de la société de la meilleure qualité possible? Ce qui signifie que nous le dépensons en grande partie dans les universités et les laboratoires nationaux.
J'adorerais voir beaucoup, beaucoup plus de petits laboratoires parce que je pense que ce sont les petites équipes qui constituent la véritable innovation. Et la diversité géographique - avoir plus de gens qui réfléchissent à leurs problèmes locaux spécifiques, dans le contexte de la recherche générale que la société doit faire - serait vraiment utile.
Où pensez-vous que l'innovation énergétique la plus excitante se produit maintenant?
Dans le secteur de l’énergie, les petites entreprises en démarrage ont presque toutes les choses les plus excitantes, et bien, les grandes entreprises en démarrage - je pense que Tesla fait un excellent travail. Je pense que Makani maintenant chez Google [Google a acquis Makani en mai] fait des choses vraiment intéressantes dans le vent. Je pense qu'il y a beaucoup d'entreprises privées intéressantes qui effectuent des recherches sur les biocarburants. Je ne suis pas un grand fan de biocarburants, mais je suis heureux qu'ils le fassent et qu'ils travaillent bien.
La liste est malheureusement courte. Peu d'enfants grandissent en pensant: «L'énergie, c'est le problème sur lequel je veux travailler.» Tout le monde veut résoudre le problème climatique, mais très peu d'adolescents savent que vous résolvez cela en résolvant la manière dont nous produisons et utilisons l'énergie. . J'aimerais, pour le bien de mon fils de quatre ans et celui de ma fille nouveau-née, davantage de recherches sur l'énergie.
Vous êtes venu en Californie en provenance de Sydney, en Australie, en passant par Cambridge, en Angleterre. Qu'est-ce qui vous a amené ici et qu'est-ce qui vous retient ici?
Je pense que la version la plus honnête est l'aventure - vous savez, esprit d'aventure, parcourez le monde et voyez où le vent me mène. Mais si je connaissais l’histoire révisionniste ou si j’imaginais l’attraction magnétique qui m’avait poussé à remonter en Californie, je ne pourrais pas faire ce que nous faisons dans ce bâtiment en Australie. L'Australie ne dispose pas des fonds de R & D ni de la culture de la recherche et du développement qui permettraient cela. Il serait difficile de trouver l'ensemble des talents que nous avons dans cet immeuble en Australie.
Dans cet immeuble, il y a un certain nombre de ressortissants étrangers qui, comme moi, se trouvent en Californie pour deux raisons: l'Amérique a la bonne culture pour faire ce travail. Et l'Amérique a les bonnes structures de capital. Il y a du capital de risque disponible pour des fous comme moi en Californie.
Malheureusement, je pense que les États-Unis risquent de perdre ces deux avantages. Et ce sont d’ énormes avantages. La technologie est vraiment la frontière - elle est le moteur du progrès économique. L'Amérique a gagné le siècle dernier parce qu'elle avait les meilleurs hommes. Pensez au projet Manhattan: ce sont principalement les Européens de l’Est qui ont fait de la physique, des mathématiques et de l’ingénierie. C'étaient des importations; de même pour la mission Apollo; idem pour un grand nombre de choses.
L’Amérique a toujours attiré les meilleurs et les plus brillants peuples du monde entier et les a mis à l’effort créateur dans l’intérêt de l’Amérique. Mais en raison de problèmes de paranoïa en matière de sécurité et d’immigration, l’Amérique laisse tomber la balle à ce sujet.
Diriez-vous que vous êtes optimiste sur le fait que les problèmes énergétiques du monde peuvent être résolus?
Je suis optimiste sur le fait que les problèmes énergétiques du monde peuvent être résolus, car je sais qu'ils peuvent être résolus. Je ne suis pas optimiste sur le fait que nous allons les résoudre, parce que les gens sont des gens, et nous nous disputons toujours pour savoir si c'est un problème.
J'ai passé plus d'un an à être assez déprimé par ce fait. Ensuite, j'ai eu mon enfant et je me suis rendu compte que l'avenir environnemental ne lui semblait pas aussi bénéfique que pour moi. Cela a changé dans ma génération, et dans la génération du baby-boom avant moi.
Vous devez encore être dans le jeu. Cela vaut la peine de se battre pour les choses, le monde que vous voudriez créer. Espérons que nous prouvons simplement que vous pouvez le faire et que davantage de personnes se disputeront les solutions. Je pense que c'est le mieux que vous puissiez espérer. Peut-être que nous allons le retirer.
