Calera : Entrepreneuriat, innovation et durabilité

OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE Donnez un exemple de la façon dont le biomimétisme peut être utilisé pour aider à résoudre des problèmes commerciaux. Identifiez les défis uniques d’une start-up orientée vers la durabilité dans une industrie mature et conservatrice. Analysez comment une entreprise très innovante, encore au stade de la recherche et de la démonstration, identifiera les premiers clients et générera des revenus pour prouver la viabilité commerciale de la technologie.

Dans notre dernier cas, nous avons l’occasion de voir les défis de la phase initiale d’une entreprise entrepreneuriale à fort potentiel en Californie. Basée sur les connaissances scientifiques brevetées de l’entrepreneur, cette entreprise met à l’échelle une technologie permettant de séquestrer les émissions de carbone.

Brent Constantz avait trois décennies d’expérience entrepreneuriale, en commençant par des entreprises basées sur la façon dont les ciments se forment dans les récifs coralliens et les coquillages. Or, ces mêmes récifs et coquillages étaient menacés par l’acidification des océans due aux émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO2) (figure 5.12  » Émissions anthropiques de GES (A) « ). Constantz a eu une idée simple : si les humains pouvaient fabriquer du ciment comme le fait la vie marine (biomimétisme), sans brûler de combustible et sans convertir les minéraux dans des processus à haute température, alors nous pourrions réduire considérablement nos émissions de gaz à effet de serre (GES). C’est avec cette idée qu’est née la Calera Corporation.

Figure 5.12 Émissions anthropiques de GES (A)

MtCO2eq = million de tonnes métriques d’équivalent CO2. Source : Créé à partir de EIA/DOE, Emissions de gaz à effet de serre aux États-Unis 2008

Figure 5.13 Émissions anthropiques de GES (B).
Les valeurs pour la production d’électricité sont de 2000 ; les autres valeurs sont de 2003. Quatre-vingt-dix pour cent de toutes les émissions des sources fixes proviennent de celles qui émettent plus de 0,1 Mt/an. L’Asie compte environ 40 % de ces sources, suivie par l’Amérique du Nord (20 %). Source : Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat

L’objectif de Calera était de fabriquer du calcaire synthétique et un ciment carbonaté, tous deux utilisés comme matières premières pour le béton, en imitant le processus naturel à faible consommation d’énergie. Le procédé de Calera visait à précipiterPrécipiter signifie séparer d’une solution ou d’une suspension, dans ce cas pour former des solides à partir d’une solution aqueuse. le ciment carbonaté à partir d’eau de mer (idéalement le rétentat laissé par le dessalement) et à le combiner avec une base alcaline forte. Lorsque Constantz a découvert par hasard que le CO2 pouvait améliorer son procédé, il a cherché une source de CO2. Lorsqu’il a présenté sa technologie et son défi à Vinod Khosla, un investisseur en capital-risque spécialisé dans les technologies propres, Calera est devenue une entreprise spécialisée dans la technologie de capture et de séquestration du carbone (CSC), qui présente un potentiel de stockage considérable si elle est située à proximité de sources de pollution ponctuelles : les centrales électriques ont émis 40 % du dioxyde de carbone américain en 2008 et les installations de traitement industriel 20 % de plus. Pourtant, un niveau élevé de risque technique et un certain nombre d’inconnues subsistaient quant à l’étendue de l’applicabilité en raison de la nécessité de disposer de saumures et de matériaux alcalins. Khosla, en tant qu’investisseur principal, partageait la vision de Constantz et considérait l’énorme promesse et le risque d’échec qui l’accompagnait comme un coup de circuit à haut risque et à fort impact pour changer complètement les hypothèses sur l’industrie de l’électricité et du ciment ou un coup de circuit sans succès.

En deux ans et demi, Calera est passé du traitement de petits lots dans un laboratoire comme preuve de concept à la construction d’une usine de démonstration fonctionnant en continu qui suggérait la faisabilité d’opérations à grande échelle. Au cours de ce processus, Constantz a continué à découvrir de nouvelles possibilités. Puisque son procédé élimine les ions magnésium et calcium de toute eau chargée en minéraux, comme l’eau de mer, certaines eaux usées et les saumures, il pourrait potentiellement produire de l’eau potable. L’entreprise pourrait-elle également fournir une technologie de purification de l’eau ? Pourrait-elle être économique ? En outre, partout où l’eau de mer et les bases fortes n’étaient pas disponibles, Calera devait les remplacer ou les produire. Par conséquent, Calera a mis au point un processus plus efficace sur le plan énergétique pour utiliser l’eau salée afin de produire de l’hydroxyde de sodium, la base dont elle avait besoin. Avec cette technologie, Calera pouvait potentiellement avoir un impact sur l’industrie mature du chlore et de la soude. Il y avait également des possibilités d’assainissement de l’environnement. Le procédé initial de Calera utilisait l’hydroxyde de magnésium de base qui avait été mis au rebut par d’autres entreprises sur son site de démonstration de Moss Landing. Au lieu de l’eau de mer, Calera pouvait utiliser des saumures souterraines, qui étaient souvent laissées derrière par les forages pétroliers et gaziers comme des déchets dangereux. À mesure que M. Constantz et son équipe grandissante voyaient leurs possibilités s’élargir, l’entreprise se développait rapidement. Si tout fonctionnait comme prévu, la méthode de Calera semblait être une éponge magique capable d’absorber de multiples polluants et de les transformer en produits désirables. La réalité, bien que riche en possibilités, était complexe et comportait de nombreux obstacles pratiques.

En cours de route, l’équipe de Calera a identifié et ajouté aux multiples domaines d’expertise de l’entreprise – souvent lorsque l’entreprise se heurtait à la complexité d’un processus en développement. Calera a également attiré un large éventail de curieux qui pourraient un jour devenir des clients potentiels. Les agences gouvernementales et d’autres entreprises étaient impatientes de participer à l’action. Pour se positionner favorablement, Calera devait comprendre ses compétences de base et identifier les collaborateurs clés afin de faire fonctionner la nouvelle technologie à grande échelle sur plusieurs sites. Simultanément, elle devait protéger sa propriété intellectuelle et se forger une position défendable sur le marché. En tant que start-up à haut risque et à forte intensité de capital, avec un grand nombre d’incertitudes et de possibilités de s’adresser à de nombreux marchés et d’avoir un effet positif sur l’environnement, quel modèle d’entreprise avait du sens ?

L’industrie du ciment

Le ciment séquestrant le CO2 pourrait avoir un impact significatif. En 2008, 2,5 milliards de tonnes métriques de ciment Portland ont été produites, avec entre 0,8 et 1 tonne de CO2 émise pour chaque tonne de ciment.Toutes les tonnes indiquent des tonnes métriques dans ce cas.

En 2001, aux États-Unis, troisième producteur mondial de ciment, l’intensité moyenne en CO2 de la production de ciment était de 0,97 tonne de CO2/tonne de ciment, avec une fourchette allant de 0,72 tonne de CO2/tonne de ciment à 1,41 tonne de CO2/tonne de ciment. Le charbon était la principale source d’énergie (71 %) des fours à ciment, suivi du coke de pétrole et d’autres combustibles.

Au niveau mondial, l’intensité moyenne de CO2 pour la production de ciment en 2001 était d’environ 0,82 tonne de CO2/tonne de ciment. Les chiffres de 2008 pour la seule Californie indiquent une intensité de CO2 de 0,85 tonne de CO2/tonne de ciment. La Chine a produit près de 1,4 milliard de tonnes de ciment en 2008, suivie par l’Inde (environ 200 millions de tonnes) et les États-Unis (100 millions de tonnes). Par conséquent, la production de ciment Portland, principal liant du béton conventionnel, a représenté entre 5 et 8 % des émissions mondiales de GES, ce qui en fait l’une des industries les plus intenses en GES (figure 5.14 « CO stationnaire »).

Figure 5.14 Émissions stationnaires de CO2

Les valeurs pour la production d’électricité sont de 2000 ; les autres valeurs sont de 2003.
Source : Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat

La production de ciment Portland génère du CO2 de deux façons (figure 5.15  » Cycle de vie du ciment Portland produit par voie sèche et mélangé au béton « ). La première source d’émissions est la calcination, qui décompose le calcaire de carrière (carbonate de calcium) en chaux vive (oxyde de calcium) et libère du CO2 comme sous-produit. La deuxième source est la chaleur nécessaire à la calcination, qui exige des températures supérieures à 1 500 °C (2 700 °F), soit près d’un tiers de la température de surface du soleil. Ces températures sont généralement atteintes en brûlant des combustibles fossiles ou des déchets dangereux contenant du carbone. Le maintien de telles températures consomme environ 3 à 6 gigajoules (1 000 à 2 000 kWh) d’énergie par tonne de ciment, ce qui fait que les coûts énergétiques représentent environ 14 % de la valeur des expéditions totales.Une autre méthode, la production par voie humide, a été largement abandonnée en raison de sa consommation énergétique plus élevée.

Figure 5.15 Cycle de vie du ciment Portland produit par voie sèche et mélangé au béton

Comme les émissions dues à la calcination sont dictées par la chimie de la réaction et ne peuvent être modifiées, les fours se sont efforcés d’utiliser la chaleur plus efficacement afin d’économiser de l’énergie et de réduire les émissions. En Californie, par exemple, les émissions dues à la calcination sont restées stables à 0,52 tonne de CO2 par tonne de ciment entre 1990 et 2005, tandis que les émissions dues à la combustion sont passées de 0,40 tonne de CO2 par tonne de ciment à 0,34 tonne.California Environmental Protection Agency Air Resources Board, « Overview : AB 32 Implementation Status » (présentation à la réunion du groupe de travail de l’industrie du ciment de Californie, Sacramento, CA, 10 avril 2008), consulté le 29 mai 2009, http://www.arb.ca.gov/cc/cement/meetings/041008/041008presentations.pdf. Il s’est toutefois avéré difficile de réduire davantage les émissions.

Clip vidéo

Comment le ciment est fabriqué. (cliquez pour voir la vidéo)

Compte tenu de l’intensité en carbone de la production de ciment, les gouvernements s’intéressent de plus en plus aux émissions des fours à ciment. À elle seule, la calcination a émis 0,7 % du CO2 des États-Unis en 2007, soit une augmentation de 34 % depuis 1990 et la plus importante de tous les processus industriels, à l’exception de la production d’énergie et de la production d’acier.

Le projet de loi 32 de l’Assemblée californienne, la loi de 2006 sur les solutions au réchauffement climatique, inclut les fours à ciment dans son programme de réduction des émissions de GES, ce qui obligerait les fours à réduire davantage leurs émissions à partir de 2012. La Greenhouse Gas Reporting Rule de l’EPA d’avril 2009 exige également que les fours envoient des données sur leurs émissions de GES à l’EPA, une condition préalable à toute réduction obligatoire des émissions.

En plus d’être gourmande en énergie et en CO2, la production de ciment est également une industrie à forte intensité de capital. Un four et ses opérations d’extraction concomitantes peuvent nécessiter un investissement de l’ordre d’un milliard de dollars. Par conséquent, une douzaine de grandes entreprises multinationales dominent le secteur. En 2010, les États-Unis comptaient 113 cimenteries réparties dans 36 États, mais les entreprises à capitaux étrangers représentaient environ 80 % de la production américaine de ciment.

Malgré cette structure de propriété, la production et la consommation réelles de ciment sont largement régionales. L’industrie du ciment transporte près de 100 % de ses produits par camion ; la majorité est destinée aux opérateurs de béton prêt à l’emploi, de l’usine à l’utilisation. L’ensemble de l’industrie américaine du ciment a expédié pour 7,5 milliards de dollars de produits en 2009, soit une baisse par rapport aux 15 milliards de dollars de 2006, la construction nationale ayant diminué. À l’échelle mondiale, l’industrie du ciment représentait un marché de 140 milliards de dollars en 2009, dont environ 47 % versés en Chine.

Bien que le ciment puisse être utilisé pour produire du mortier, du stuc et du coulis, la plupart du ciment est utilisé pour produire du béton. Pour fabriquer du béton, le ciment est mélangé en diverses proportions avec de l’eau et des agrégats, y compris des agrégats fins comme le sable et des agrégats grossiers comme le gravier et les roches. (Le ciment à béton est communément appelé simplement béton, bien que l’asphalte soit aussi techniquement un type de béton où le liant est l’asphalte au lieu du ciment Portland). Le ciment lui-même se décline en cinq classes de base, en fonction de la résistance souhaitée, du temps de prise, de la résistance à la corrosion et de la chaleur émise lorsque le ciment prend, ou s’hydrate. Bien que le ciment joue un rôle crucial dans les propriétés du béton, les autres ingrédients sont également importants. Les granulats contribuent à donner au béton sa résistance et son aspect. Des plastifiants peuvent être ajoutés en petites quantités, tout comme des matériaux tels que les cendres volantes de charbon ou le laitier des hauts fourneaux, afin de faire varier la résistance, le poids, la maniabilité et la résistance à la corrosion du béton. Certains États, comme la Californie, exigent que des cendres volantes et des scories soient ajoutées au béton afin de réduire son intensité de GES, d’améliorer la durabilité du matériau final et d’éviter que ces granulats ne se retrouvent dans les décharges comme déchets.

Un mélange typique de béton peut contenir en masse une partie d’eau, trois parties de ciment, six parties de granulats fins et neuf parties de granulats grossiers. Ainsi, un yard cube de béton, qui pèse environ deux tonnes et demie (2 000 à 2 400 kg/m3), nécessiterait environ 300 livres (36 gallons) d’eau, 900 livres de ciment (9,5 sacs, ou 9,5 pieds cubes) et 4 500 livres de granulats totaux. Des quantités variables d’air peuvent également être piégées, ou entraînées, dans le produit. Le ciment, à environ 100 dollars la tonne en 2010, représente normalement environ 60 % du coût total du béton coulé. Les granulats, en revanche, coûtent près de 10 dollars la tonne.

La fabrication du béton entraîne des émissions de GES supplémentaires, par exemple pour l’extraction et le transport de la pierre et le maintien de l’eau à la bonne température (entre 70 et 120 °F) pour un mélange efficace. Lorsque le ciment du béton durcit, il se carbonate, c’est-à-dire que le CO2 interagit avec les solutions alcalines des pores du béton pour former du carbonate de calcium. Ce processus prend des dizaines d’années à se produire et ne représente jamais plus de quelques pour cent de la séquestration du carbone dans le ciment.

En utilisant moins d’énergie, le procédé de Calera promettait déjà de réduire les émissions. Plus important encore, l’utilisation d’un matériau de construction standard, le ciment, pour piéger le CO2 signifierait une capacité de séquestration directement proportionnelle à l’activité économique telle qu’elle se reflète dans les nouvelles constructions. Par exemple, le barrage des Trois Gorges en Chine a utilisé environ cinquante-cinq millions de tonnes de béton contenant huit millions de tonnes de ciment. Le béton du barrage est suffisant pour paver une autoroute à seize voies de San Francisco à New York.

La valeur de la route de comparaison est dérivée du barrage Hoover, qui a utilisé environ 6 millions de tonnes de béton. Par conséquent, si le ciment de Calera avait été utilisé dans ce barrage, il aurait pu séquestrer environ quatre millions de tonnes de CO2 au lieu d’en émettre environ sept millions de tonnes supplémentaires, soit une différence nette de onze millions de tonnes. Si Calera avait fabriqué les pierres utilisées comme granulats dans le béton du barrage, les émissions auraient pu être réduites encore davantage, pour autant que le processus de Calera produise moins d’émissions que l’extraction de granulats équivalents. La promesse demeurait, mais la question restait la même : dans combien d’endroits le procédé de Calera était-il viable, et où l’économie se justifiait-elle ?

Constantz cherche une ouverture

Brent Constantz avait axé sa carrière sur la façon dont la nature fabrique les ciments et sur la manière dont nous pouvons appliquer ces techniques à d’autres problèmes. Il devait maintenant relever le défi de passer des marchés de niche pour les ciments médicaux spécialisés à petite échelle aux marchés grand public de la construction internationale, des matériaux de base et de la séquestration du carbone. Pour ces marchés, le produit de Calera promet des émissions nettes négatives de CO2, mais il doit d’abord être compétitif en termes de coût, de temps de prise, de résistance et de durabilité. Calera devait satisfaire à toutes les normes appropriées et cibler les applications pour lesquelles les gens seraient prêts à payer un supplément pour un béton à émissions de carbone négatives. En outre, dans le secteur très litigieux de la construction, la chaîne de responsabilité se termine souvent au niveau du producteur de ciment. Par conséquent, le ciment de Calera devait être jugé irréprochable pour pénétrer le marché. Mais s’il l’était, sa capacité à réduire les émissions de GES séduirait de nombreux acteurs de l’industrie de la construction qui cherchent à réduire leurs coûts et à améliorer leur image environnementale.

Adepte de l’escalade et de la planche à voile, M. Constantz a obtenu une licence en sciences géologiques et en biologie aquatique à l’université de Californie-Santa Barbara en 1981, puis une maîtrise (1984) et un doctorat (1986) en sciences de la terre à l’université de Californie-Santa Cruz. Il a reçu une bourse postdoctorale de l’US Geological Survey à Menlo Park, en Californie, au cours de laquelle il a étudié la géochimie isotopique. Ensuite, en tant que boursier Fulbright en Israël, il a étudié l’interaction des cristaux et des protéines pendant la biominéralisation. À cette époque, M. Constantz a mis au point des ciments médicaux pour aider à guérir les os fracturés ou usés et, en 1988, il a fondé sa première entreprise, Norian Corporation, à Cupertino, en Californie, pour commercialiser ces ciments médicaux. Lorsque Norian a été vendue en 1998 à Synthes, une société dont le chiffre d’affaires s’élevait à 3,4 milliards de dollars en 2009, M. Constantz est devenu professeur consultant à l’université Stanford.

M. Constantz est devenu professeur consultant à l’université de Stanford, où il a continué à donner des cours sur la biominéralisation, la sédimentologie carbonatée et le « rôle du ciment dans la gestion des fractures » jusqu’en 2010.

Pendant son séjour à Stanford, M. Constantz a fondé et dirigé trois autres entreprises de ciment médical : Corazon, rachetée par Johnson & Johnson ; Skeletal Kinetics, rachetée par Colson Associates ; et Biomineral Holdings, que Constantz contrôle toujours. Il a siégé au conseil d’administration de l’Institut des sciences moléculaires de l’environnement de Stanford et a également remporté plusieurs prix, dont un Alumni Achievement Award de l’Université de Californie-Santa Cruz en 1998 et un Global Oceans Award en 2004 pour avoir fait progresser notre compréhension des océans et contribué à leur conservation.

En effet, l’impact du changement climatique sur les océans était de plus en plus présent à l’esprit de M. Constantz. Dans une interview accordée au San Francisco Chronicle, Constantz a déclaré : « Le changement climatique est le plus grand défi de notre génération. »

M. Constantz s’inquiétait plus particulièrement de l’acidification des océans, qui détruisait les coraux, le sujet même qui l’avait inspiré pendant des années. Lorsque du CO2 est émis dans l’atmosphère, une partie est absorbée par les océans, formant de l’acide carbonique, à peu près selon le même processus qui donne aux boissons gazeuses leurs bulles. M. Constantz a reconnu que le processus menacé par les émissions de CO2 – la biominéralisation naturelle – était également une solution. Il a fondé Calera Corporation en 2007.

Le nom Calera signifie four à chaux en espagnol, mais il fait également référence à une strate de calcaire sous-jacente à certaines parties de la Californie. Cette couche s’est probablement formée il y a cent millions d’années, lorsque des évents dans le plancher océanique ont déclenché la précipitation de carbonate de calcium. Constantz a découvert qu’un processus inorganique similaire de précipitation des carbonates pourrait permettre de fabriquer du ciment de qualité construction. En fait, les premiers travaux de laboratoire ont révélé la découverte surprenante que l’ajout de CO2 pouvait multiplier par huit le rendement de la réaction. Lors d’une de ses conversations régulières avec Khosla au sujet de l’entreprise, M. Constantz s’est demandé à voix haute où trouver davantage de CO2. Khosla, un éminent investisseur dans les technologies propres, a immédiatement vu la réponse : la séquestration du carbone. Si Calera pouvait fabriquer du ciment avec du CO2, il serait désormais possible de produire du ciment qui serait, en fait, négatif en carbone. Le premier tour de table de l’entreprise a été financé par Khosla en 2007. Aucun plan d’affaires n’a été rédigé et, en 2010, il n’y avait toujours pas de conseil d’administration officiel ni suffisamment de clarté pour élaborer un plan stratégique.

Figure 5.16 Cycle de vie approximatif du ciment Calera

La méthode de Calera met les gaz de combustion des centrales électriques qui contiennent du CO2 en contact avec des saumures concentrées ou de l’eau de mer concentrée, qui contiennent des ions magnésium et calcium dissous. Des hydroxydes et autres matières alcalines sont ajoutés à l’eau de mer pour accélérer la réaction entre le CO2 et les minéraux.

Cette réaction précipite les carbonates de magnésium et de calcium, les matériaux cimentaires que l’on trouve dans les récifs coralliens et les coquillages, stockant ainsi le CO2 et laissant derrière elle une eau déminéralisée. Contrairement aux fours à ciment conventionnels, Calera peut produire son ciment à des températures inférieures à 90 °C (200 °F), ce qui réduit considérablement les émissions de CO2 provenant de la combustion de combustibles (figure 5.16  » Cycle de vie approximatif du ciment de Calera  » et figure 5.17  » Flux de matières et d’énergie de l’écosystème industriel de Calera « ). En principe, Calera pourrait produire et vendre ses granulats, essentiellement des pierres manufacturées ; des pierres en poudre, ou du ciment, le liant des bétons ; ou des matériaux cimentaires supplémentaires (MCS), un additif destiné à améliorer la performance du béton qui peut être ajouté au mélange de ciment directement ou ajouté ultérieurement au béton.

Pourtant, en 2010, chacun de ces matériaux était en pleine phase d’optimisation et de test. Certains étaient au début de la phase de développement de leur produit. De plus, même si M. Constantz détenait près de deux cents brevets ou brevets en instance, dont deux pour les procédés de Calera, un pour la production du ciment carbonaté et un autre pour la déminéralisation de l’eau, les ciments médicaux auxquels il était habitué dans ses entreprises précédentes utilisaient généralement des grammes ou moins à la fois, et non des tonnes ou des kilotonnes, et ne nécessitaient pas de machines massives, de terrains et de gros investissements en capital. Calera a dû relever un autre défi : l’écosystème industriel.

Figure 5.17 Flux de matières et d’énergie de l’écosystème industriel de Calera

Une application pratique des concepts de l’écologie industrielle concerne la colocation d’usines ou de processus qui peuvent utiliser les déchets des autres comme matières premières. Lorsque le flux de déchets d’une usine devient la matière première de la suivante, l’effet net est d’économiser l’énergie et les matériaux et de réduire l’infrastructure nécessaire. Le parc d’écologie industrielle le plus célèbre, à Kalundborg, au Danemark, comprenait une centrale électrique, une raffinerie, une entreprise pharmaceutique, un fabricant de cloisons sèches et une pisciculture.

La centrale électrique, par exemple, traitait ses gaz de combustion pour piéger les émissions de dioxyde de soufre et produisait ainsi du gypse, la matière première des cloisons sèches. L’eau chaude de la centrale électrique était acheminée vers la pisciculture, tout comme les déchets de l’entreprise pharmaceutique qui pouvaient être utilisés comme engrais. M. Constantz voit une symbiose existante entre les cimenteries, les centrales électriques et les réserves d’eau, mais il doit planifier soigneusement l’insertion de Calera dans cette écologie.

S’il pouvait pénétrer les marchés, M. Constantz estimait que l’opportunité était là. Il a commenté le marché mondial pour la technologie de Calera :

Presque partout dans le monde, sauf aux États-Unis, les projets peuvent obtenir la valeur des réductions d’émissions de carbone. Dans les systèmes de plafonnement et d’échange, le gouvernement fixe un « plafond » aux émissions ; si les émissions d’une entreprise sont inférieures au plafond, elle peut vendre la différence sur le marché aux entreprises qui veulent dépasser leur plafond. Si Calera fait ses preuves, elle peut aller n’importe où, s’installer à côté d’une centrale électrique et obtenir nos revenus simplement en vendant des crédits carbone. Cela signifie que nous pourrions produire du ciment dans un pays en développement qui n’a pas les moyens de se procurer du béton et qui ne pourrait donc pas construire ses infrastructures ou même des maisons. Et plus Calera produit de ciment, plus nous éliminons de dioxyde de carbone de l’atmosphère.

Dans son bureau de Los Gatos, M. Constantz a réfléchi à l’impact potentiel de Calera sur le changement climatique : « Un prix du carbone suffisamment élevé permettrait de mettre en place un certain nombre de modèles commerciaux. Des prix bas limitaient les options disponibles pour Calera. » Calera prévoyait d’offrir des services de séquestration aux centrales électriques ou à d’autres utilisateurs industriels lourds comme activité principale et était donc intéressé par toute émission de CO2. « Nous considérons le CO2 comme une ressource – et non comme un polluant – et comme une ressource rare. Pour remplacer tout le ciment Portland par du ciment Calera, ce que nous voulons faire, il nous faudrait environ 19 milliards de tonnes de CO2 par an, pour toujours.

Figure 5.18 Brent Constantz.
Source : Université de Californie-Santa Barbara

Les réglementations gouvernementales sur le carbone pourraient aider Calera à générer des revenus et des clients, mais ne sont pas considérées comme cruciales. Dans le cadre du système d’échange de quotas d’émission de l’Union européenne, le CO2 se négociait en juillet 2010 à environ 14 €/tonne, soit 18 $/tonne. L’initiative régionale sur les gaz à effet de serre (RGGI) des États du nord-est des États-Unis, lancée en 2009, a permis de limiter les émissions de GES des centrales électriques à 188 millions de tonnes immédiatement, soit environ un quart du total des émissions américaines, et réduira les émissions de GES des sources RGGI de 10 % par rapport à ce niveau d’ici 2018. Les quotas RGGI se sont vendus entre 1,86 et 2,05 dollars par tonne lors des enchères de décembre 2009.

Étant donné que la RGGI permettait aux sources de couvrir jusqu’à 10 % de leurs émissions en achetant des compensations, Calera prévoyait d’essayer de convaincre les compagnies d’électricité de conclure des accords avec Calera plutôt que d’acheter des permis pour remplir leurs obligations. De l’autre côté du pays, la Western Climate Initiative (WCI) mettait au point un système de plafonnement et d’échange pour la production d’électricité et la consommation de carburant. La WCI regroupe 11 provinces canadiennes et des États de l’ouest des États-Unis et entrera pleinement en vigueur en 2015, les premières phases ayant débuté en 2012. Dans de nombreux cas, l’intérêt pour l’avenir était fort, mais l’appétit pour le risque ou la mise en œuvre effective dans le présent était faible, à l’exception peut-être des fournisseurs du marché californien de l’électricité.

Au niveau fédéral, Calera a également fait pression pour que la loi américaine sur l’énergie propre et la sécurité de 2009 (HR 2454, le projet de loi Waxman-Markey) inclue la séquestration autre que par des moyens purement géologiques ; sinon, Calera ne serait pas reconnu comme fournissant des compensations valant des quotas dans un programme d’échange. Le projet de loi a quitté la commission en mai 2009 avec les options de séquestration élargies, mais il est ensuite resté bloqué. Auparavant, les débats sur le captage et la séquestration du carbone (CSC) s’étaient concentrés sur la séquestration géologique, mais cette solution était coûteuse, nécessitait des subventions fédérales massives aux émetteurs de CO2 et, selon un rapport de McKinsey & Company de 2008, ne serait pas commercialement réalisable avant vingt ans.

Malgré les estimations séduisantes selon lesquelles des siècles d’émissions de CO2 pourraient être stockés sous terre, les sceptiques se demandaient combien de temps ils y resteraient, car une libération soudaine du CO2 stocké serait catastrophique. Ils ont également fait remarquer que des fuites progressives iraient à l’encontre de l’objectif de la technologie et risqueraient d’acidifier les eaux souterraines, ce qui entraînerait de nouveaux problèmes. Entre-temps, tout le monde s’est accordé à dire que beaucoup de choses dépendent du prix du carbone, qui dépend de l’évolution des marchés du carbone aux États-Unis et en Europe.

Un nouveau projet de loi combinant échange de droits d’émission et taxes sur le carbone était en préparation en mars 2010 et, en l’absence d’action du Congrès, l’EPA s’apprêtait à réglementer le CO2 en vertu de la loi sur la qualité de l’air (Clean Air Act), sur ordre de la Cour suprême dans son arrêt Massachusetts v. EPA de 2007.

Malgré l’échec général de la conférence de Copenhague sur le climat en décembre 2009 – Constantz a considéré que la tentative de négocier un successeur au protocole de Kyoto était « une blague » – les États-Unis se sont engagés, de manière non contraignante, à réduire leurs émissions de GES de 17 % par rapport aux niveaux de 2005 d’ici à 2020 et, à terme, de 83 % d’ici à 2050, ce qui constitue un changement important par rapport à l’administration Bush précédente. En janvier 2010, le président Obama a annoncé par le biais du décret 13514 que le gouvernement fédéral réduirait ses émissions de GES de 28 % par rapport aux niveaux de 2008 d’ici 2020. Le gouvernement fédéral est le plus grand consommateur d’énergie aux États-Unis. Néanmoins, M. Constantz a affirmé que même sans réglementation sur le changement climatique, « nous serons rentables, nous nous en moquons, nous n’avons pas besoin d’un prix sur le carbone. »

Moss Landing

Outre la législation sur le changement climatique, M. Constantz a constaté que les organismes de réglementation « se plient en quatre pour nous aider. Heureusement, les gens sont favorables à ce que nous faisons parce que je pense qu’ils voient l’objectif supérieur auquel nous nous consacrons.

Le procédé de Calera s’est avéré efficace, par exemple, pour piéger les émissions de dioxyde de soufre, actuellement réglementées aux États-Unis dans le cadre du programme contre les pluies acides et d’autres normes. Les organismes de réglementation de l’eau et de la qualité de l’air, soit neuf agences au total, ont facilité l’implantation de la première usine de Calera à Moss Landing, en Californie. Le site, d’une superficie de 200 hectares le long de la baie de Monterey, disposait de sept réservoirs de trois millions de gallons pour le stockage de l’eau de mer, soit un volume total équivalent à trente piscines olympiques, et de permis pour le pompage de soixante millions de gallons d’eau de mer par jour, soit près de sept cents gallons par seconde, par le tuyau original en séquoia datant de la Seconde Guerre mondiale. Le site contenait également cinq millions de tonnes d’hydroxyde de magnésium provenant d’opérations antérieures, dont la fabrication de bombes.

En juin 2008, Calera a collaboré avec l’institut de recherche de l’aquarium de la baie de Monterey et le laboratoire marin de Moss Landing, situés à proximité, afin d’évaluer et de minimiser les impacts sur les écosystèmes marins de la baie. L’eau est un élément clé du processus de Calera, et tout a été fait pour en minimiser l’utilisation. M. Constantz a déclaré à un journal local : « Nous voulions nous assurer que nous n’allions pas faire de mal. Nous sommes juste à côté de ces institutions océanographiques de classe mondiale. Ces institutions peuvent publier des articles sur [le processus], alors que la plupart des régions du monde n’ont pas de scientifiques de ce calibre pour les approuver.

Calera était intéressé par l’utilisation de l’eau de la centrale électrique, ce qui pourrait réduire la demande et l’impact sur l’eau de la baie de Monterey. M. Constantz savait que Moss Landing servirait de référence pour les futures centrales. En fait, toute l’équipe de direction a été séduite par l’idée de transformer un site ayant un passé environnemental négatif en un lieu faisant la démonstration de technologies d’énergie propre et d’eau potable.

L’hydroxyde de magnésium, quant à lui, formait une croûte grise et blanche qui s’étendait sur des centaines de mètres et était visible du ciel. Il fournissait l’alcalinité pour les premières productions de Calera. D’énormes hangars métalliques sur le sol autrement boueux abritaient diverses lignes de production. Tout aussi important, de l’autre côté de la rue se trouvait la plus grande centrale électrique de la côte ouest, la centrale au gaz naturel de 2 500 MW de Dynegy.

En août 2008, Calera a ouvert sa cimenterie d’essai. En avril 2009, elle a atteint un fonctionnement continu et a capté avec une efficacité de 70 % les émissions de CO2 d’une centrale électrique au charbon simulée de 0,5 MW.

En décembre 2009, Calera a fait passer un tuyau sous la route pour s’introduire dans la cheminée de Dynegy, un peu comme on met une paille dans une boisson, afin de capter des émissions équivalentes à celles d’une centrale de 10 MW, alors que Calera passait à un projet de démonstration. Au printemps 2010, l’usine de démonstration, vingt fois plus grande que l’usine pilote, avait atteint un fonctionnement continu.

Une cimenterie typique peut produire entre cinq cent mille et deux millions de tonnes de ciment par an, ce qui signifie que la Moss Landing Cement Company de Calera resterait un acteur plutôt modeste – ou deviendrait un consommateur massif d’eau. L’eau de mer ne contient généralement que 0,1 % d’ions magnésium et 0,04 % d’ions calcium.

Par conséquent, si Calera pouvait extraire ces ions avec une efficacité parfaite, elle pourrait créer environ 240 tonnes de calcium et de magnésium par jour, ce qui suffirait à fabriquer un peu moins de 590 tonnes de ciment Calera par jour. En fonctionnement continu, Calera ne pourrait produire qu’environ 215 000 tonnes de ciment par an. L’usine de Calera à Moss Landing pourrait donc séquestrer un peu plus de 100 000 tonnes de CO2 par an à plein régime avec son permis d’utilisation d’eau actuel.Ces valeurs supposent que le ciment de Calera est composé de carbonates de calcium et de magnésium. Le carbonate de calcium a un poids moléculaire de 100 grammes par mole ; le carbonate de magnésium a un poids moléculaire de 84 grammes par mole. Le CO2 représente donc presque exactement la moitié du poids de chaque tonne de ciment de Calera produite à partir d’eau de mer standard. Cette proportion de CO2 n’inclut toutefois pas les émissions provenant de l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’usine.

Figure 5.19 Moss Landing. Les cheminées au centre font partie de la centrale électrique Dynegy. À droite, la Moss Landing Cement Company de Calera, y compris son usine de démonstration, ses réservoirs d’eau de mer et les restes d’hydroxyde de magnésium. Source : Bibliothèque visuelle numérique de l’US Army Corps of Engineers

Perturbation : Opposants et concurrents

Calera, cependant, promettait d’être plus qu’une cimenterie. Parce qu’elle pouvait séquestrer le CO2, le dioxyde de soufre et le mercure dans les carbonates, Calera offrait une technologie de contrôle et d’assainissement des multipolluants qui pouvait s’avérer moins chère que les méthodes existantes et générer des revenus supplémentaires grâce à la vente de ses sous-produits, le ciment et l’eau déminéralisée. La promesse des multiples avantages du procédé de Calera a attiré l’attention de nombreux milieux. Le ministère des Transports de la Californie s’est montré intéressé, car la Californie utilise plus de béton que tout autre État et possède son propre programme de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre. Des chercheurs et des constructeurs égyptiens, marocains et saoudiens ont exprimé leur intérêt pour le procédé en raison de son aspect désalinisateur, et la vitrine à émissions nulles Masdar City, aux Émirats arabes unis, a envisagé d’utiliser le ciment de Calera.

Les centrales électriques et les fours à ciment cherchaient des moyens de réduire leurs émissions de tous les polluants. Début 2010, Calera a reçu une subvention du gouvernement australien pour construire une usine de démonstration permettant de capturer le carbone d’une centrale au charbon qui, comme la plupart des centrales australiennes, brûlait du lignite particulièrement sale. En janvier 2010, M. Constantz avait « un arriéré de 70 personnes » représentant « 100 projets ». Il a fait remarquer que « la sélection du bon projet est un vaste processus exclusif », qui comprend la prise en compte des matières premières locales, des réglementations, des acheteurs et des fournisseurs, des incitations et d’autres facteurs.

En plus de considérer ses prétendants, ses ressources matérielles et ses opportunités d’affaires, M. Constantz devait également tenir compte de sa concurrence. D’autres entreprises tentaient de fabriquer du ciment de façon novatrice afin de réduire les émissions de GES. En 1979, l’architecte d’origine allemande Wolf Hilbertz avait publié un moyen de produire du carbonate de calcium à partir d’eau de mer par électrolyse.

Cette méthode a été commercialisée sous le nom de Biorock, également le nom de la société, et utilisée pour aider à restaurer les récifs coralliens en plaquant du carbonate de calcium sur des barres d’armature. La société Biorock, cependant, ne semblait pas intéressée par la poursuite d’applications terrestres. En revanche, Novacem, en Angleterre, prévoyait d’utiliser l’oxyde de magnésium et d’autres additifs pour abaisser les températures de traitement et éviter les émissions de GES des fours à ciment. D’autres entreprises ont également tenté de séquestrer le CO2 dans le ciment. Carbon Sciences, de Santa Barbara, envisageait d’utiliser la boue minière (eau et résidus de magnésium et de calcium laissés dans les mines) et les gaz de combustion pour fabriquer du ciment, et Carbon Sense Solutions, de Nouvelle-Écosse, prévoyait d’utiliser les gaz de combustion pour faire durcir le ciment, absorbant ainsi le CO2. Néanmoins, Calera a jusqu’à présent gardé une longueur d’avance sur ces concurrents potentiels et s’est efforcée de veiller à ce que ses produits répondent aux normes de performance technique habituelles afin d’accélérer leur adoption.

Les performances des bâtiments mises à part, le climatologue Ken Caldeira, du département d’écologie mondiale de la Carnegie Institution, avait publiquement douté que le procédé de Calera réduise les émissions nettes de carbone, car il utilise actuellement des hydroxydes de magnésium ou de sodium, qui doivent être produits d’une manière ou d’une autre et ne semblent pas être inclus dans les analyses du cycle de vie des émissions de carbone. Caldeira avait également déclaré que Calera prenait essentiellement du calcaire dissous et le reconvertissait en calcaire, et il y a eu des discussions actives en ligne sur cette question.Le débat semble avoir lieu principalement par e-mail et par groupes. Calera a simplement attendu que ses brevets soient publiés plutôt que de réfuter directement l’accusation.

Le ciment Portland était la norme industrielle et l’avait été depuis son invention en 1824. Tout changement était susceptible de se heurter à la résistance des producteurs et des consommateurs, et les organismes de normalisation étaient nécessairement conservateurs et prudents. Un ensemble d’organisations, allant de l’American Standards for Testing and Materials (ASTM) de l’American National Standards Institute à la Portland Cement Association et à l’American Concrete Institute, en plus des entreprises individuelles, ont mené leurs propres tests de qualité rigoureux et établi de nombreuses normes.

Ironiquement, plutôt que de se voir comme un adversaire de l’industrie du ciment Portland, Constantz se considère comme un allié : « Je pense que nous allons sauver toute leur industrie. Dès qu’il y aura une législation sur le carbone, l’industrie de l’asphalte va manger leur déjeuner. L’industrie du ciment Portland est vraiment en difficulté sans nous et ils le savent. C’est pourquoi ils nous appellent.

Après tout, l’industrie avait essayé de réduire les émissions en augmentant l’efficacité, mais elle ne pouvait pas faire grand-chose. Le procédé de Calera semblait être la percée dont l’industrie avait besoin. En outre, l’infrastructure existait déjà pour relier les cimenteries aux centrales électriques, car ces dernières doivent souvent éliminer les cendres volantes. De même, les centrales électriques consomment également beaucoup d’eau, ce qui signifie que l’infrastructure existe pour alimenter le procédé de Calera, à condition que l’eau contienne suffisamment de sels.

M. Constantz estime que Calera pourrait perturber l’industrie de la séquestration du carbone, principalement les sociétés d’exploration pétrolière et gazière qui ont préconisé la récupération améliorée par l’injection de CO2 sous terre comme une forme de séquestration géologique du carbone : l’injection de CO2 comprimé sous terre fait remonter davantage de pétrole et de gaz à la surface. Khosla est d’accord mais n’est pas certain de l’étendue de l’applicabilité du procédé Calera. Une entreprise attrayante et quelques usines sont certainement possibles, mais Calera doit encore prouver qu’elle est autre chose qu’une solution pour certains cas particuliers.

Pour ce faire, Calera espérait surpasser toutes les autres options de CSC, notamment la modernisation des centrales existantes. Même si les problèmes techniques et environnementaux pouvaient être résolus pour généraliser le CSC, celui-ci serait coûteux, surtout dans un monde sans prix du carbone. En avril 2010, le groupe de travail interagences américain sur le captage et le stockage du carbone a estimé que le coût de l’intégration du CSC dans les nouvelles centrales au charbon (développement sur site vierge) serait de 60 à 114 dollars par tonne métrique de CO2 évitée, et de 103 dollars par tonne pour la modernisation des centrales existantes. Cela se traduit par une augmentation des coûts d’investissement de 25 à 80 %. On s’attendait également à ce que ces centrales consomment de 35 à 90 % plus d’eau que des centrales similaires sans CSC.Interagency Task Force on Carbon Capture and Storage, Report of the Interagency Task Force on Carbon Capture and Storage. Le rapport ne considère pas un modèle comme celui de Calera comme un CSC ; il définit le CSC uniquement comme une séquestration géologique.

Le CSC disponible nécessitait beaucoup d’énergie pour fonctionner, ce qu’on appelle la charge parasite qu’il impose aux centrales électriques dont il séquestre les émissions. Cette charge parasite représentait un coût très élevé et une pénalité pour la centrale électrique, car il s’agissait essentiellement d’une perte d’électricité, qui se traduisait directement par un manque à gagner. Pour couvrir l’électricité nécessaire au fonctionnement d’un système de piégeage des émissions de CO2 des fumées tout en continuant à approvisionner ses autres clients, la centrale électrique devrait consommer plus de charbon et fonctionner plus longtemps pour le même revenu.

M. Constantz a fait remarquer que le CSC géologique présentait généralement des charges parasites d’environ 30 %. Pour résoudre ce problème, le modèle commercial de Calera consistait à acheter de l’électricité au prix de gros, devenant ainsi le client de la centrale. La centrale pouvait augmenter son facteur de capacité pour couvrir cette demande d’électricité supplémentaire ou réduire ses ventes d’électricité au réseau sans grande perte de revenus. Du point de vue de la centrale, Calera n’a donc pas modifié les revenus, contrairement aux autres options. M. Constantz pense que la consommation d’énergie de Calera pourrait être beaucoup plus faible que celle du CSC, à condition d’exploiter les bons minéraux locaux et les saumures. En outre, pour optimiser sa consommation d’énergie et son prix, Calera conçoit un processus qui pourrait tirer parti de l’énergie en heures creuses. Cependant, on ne savait pas encore combien de sites répondaient aux exigences en matière d’apport minéral pour rendre le procédé de Calera économiquement intéressant.

Calera pourrait perturber d’autres industries conventionnelles de contrôle de la pollution. Les technologies existantes de contrôle des oxydes de soufre (SOx), du mercure et d’autres émissions pourraient être supplantées par la technologie de Calera. Ces polluants sont actuellement soumis soit à des programmes de plafonnement et d’échange, soit à la meilleure technologie de contrôle disponible, ce qui signifie que les entreprises doivent installer la technologie de contrôle de la pollution disponible qui donne les meilleurs résultats. Le coût pour les centrales électriques pourrait atteindre 500 à 700 dollars par kWh pour éliminer ces polluants de leurs gaz de combustion.

Les premières expériences suggèrent que le procédé de Calera pourrait piéger ces polluants avec une efficacité de plus de 90 % dans un seul système, bien qu’il faille encore s’occuper des oxydes d’azote (NOx).

On peut imaginer que les services publics pourraient rechigner à l’idée de vendre une grande partie de leur électricité à Calera, même si Calera s’installait dans un pays où le carbone est plafonné, comme dans l’Union européenne, ou s’adressait à des entreprises désireuses de réduire volontairement leurs émissions. Les services publics pourraient passer au gaz naturel ou trouver d’autres moyens de réduire leurs émissions. Calera, cependant, voyait suffisamment de valeur dans son propre processus et dans l’infrastructure des centrales au charbon pour envisager d’acheter carrément des centrales électriques et de les exploiter elle-même.

Enfin, Calera a envisagé la possibilité de fournir une forme de stockage de l’énergie. Les centrales électriques pourraient fonctionner davantage la nuit, généralement lorsque la demande est plus faible, afin de fournir de l’énergie au processus électrochimique de Calera, stockant ainsi efficacement l’énergie sous forme d’autres produits chimiques. Pendant la journée, il n’y aurait pas de demande d’énergie accrue de la part de Calera, ce qui augmenterait la production totale d’énergie d’une centrale électrique. De la même manière, Calera pourrait également stocker l’énergie provenant de parcs éoliens ou d’autres sources renouvelables.

Gérer la croissance

Avec de nombreuses personnes désireuses d’exploiter la technologie de Calera, la société a mis l’accent sur le maintien du contrôle. Dès le début, Constantz a limité les investisseurs extérieurs au célèbre investisseur en capital-risque Vinod Khosla. Khosla a cofondé Sun Microsystems en 1982 et est parti cinq ans plus tard pour la société de capital-risque Kleiner Perkins Caufield and Byers. En 2004, Khosla a fondé sa propre société, Khosla Ventures, à Menlo Park, en Californie, et a investi son propre argent dans des innovations commerciales durables et environnementales. En mai 2009, Khosla avait réalisé un investissement important dans Calera. Malgré deux séries d’investissements, l’ajout de sept vice-présidents chevronnés pour des fonctions allant de la propriété intellectuelle aux affaires gouvernementales, et le passage réussi du processus par lots à l’usine pilote à fonctionnement continu, puis à l’usine de démonstration, Calera n’avait toujours qu’un conseil d’administration composé de deux membres : Constantz et Samir Kaul de Khosla Ventures.

M. Constantz pensait que « le plus grand risque de cette entreprise ou de toute autre entreprise dans ce domaine était les problèmes de conseil. Comme Calera n’avait qu’un seul investisseur, elle n’avait pas à subir les problèmes de plusieurs membres du conseil d’administration, qui peuvent faire échouer les start-ups visionnaires. Les mauvais conseils ou les conflits constituent une menace plus importante que « la technologie ou le marché », une leçon que M. Constantz a tirée de ses précédentes entreprises.

La société s’est également protégée de la responsabilité en créant des entités à vocation spécifique (SPE) pour gérer les projets individuels. Selon M. Constantz, « nous sommes une société qui concède sa technologie et sa propriété intellectuelle à d’autres sociétés distinctes [SPE] que nous avons créées ».

Par exemple, l’installation de Moss Landing était détenue et exploitée par la Moss Landing Cement Company, qui, à son tour, appartenait à Calera. Cette division permettait à Calera de réduire la menace de litiges et les coûts d’assurance à son siège social situé à Los Gatos, dans la Silicon Valley, car la production de ciment et la construction associée étaient des industries lourdes dans lesquelles la taille et la complexité des équipements pouvaient entraîner des erreurs coûteuses et les conditions de travail présentaient de nombreux risques. Tous les employés du site de Moss Landing devaient porter des casques et des lunettes de sécurité, et l’hydroxyde de sodium produit par électrochimie sur le site était un produit toxique.

L’entreprise s’était également développée pour absorber davantage de domaines d’expertise technique. Aurelia Setton est arrivée chez Calera à la mi-2008 en tant que directrice principale du développement de l’entreprise après avoir obtenu son MBA à la Stanford Business School. Elle est devenue directrice de la planification stratégique à l’été 2009. Jeune et engagée dans une démarche commerciale durable, Mme Setton a vu l’entreprise prendre conscience des implications de différentes applications technologiques, puis recruter des experts dans ces domaines. Il s’agissait d’abord de savoir comment produire du ciment avec moins d’énergie, puis comment renforcer sa capacité à séquestrer le CO2. Ensuite, il a été question de la purification de l’eau. Puis l’électrochimie, qui consiste à extraire des produits chimiques en les séparant en solution. « Si nous y voyons suffisamment de valeur, nous l’apportons en interne », a déclaré M. Setton.

Néanmoins, Calera a dû reconnaître ses limites. Par exemple, Setton sait que « nous ne sommes pas une entreprise de fabrication. Ces partenariats sont très compliqués. Les gens sont très intéressés par notre propriété intellectuelle, et nous avons besoin de leur aide, mais il n’y a qu’une seule Calera et plusieurs autres ». Calera a donc estimé qu’elle pouvait dicter ses conditions.

Pour faciliter le déploiement, Calera a conclu une alliance stratégique mondiale avec Bechtel en décembre 2009. Bechtel est une entreprise mondiale d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction (EPC) qui emploie 49 000 personnes. Basée à San Francisco, Bechtel opère dans une cinquantaine de pays et a généré 31,4 milliards de dollars de revenus en 2008.

Ses projets antérieurs comprenaient le tunnel sous la Manche reliant l’Angleterre et la France, le système de métro de la région de San Francisco, le Bay Area Rapid Transit (BART), ainsi que des bases militaires, des raffineries de pétrole, des aéroports et des ports maritimes, des centrales nucléaires et à combustibles fossiles et des infrastructures ferroviaires. Calera a travaillé en étroite collaboration avec la division Renewables and New Technology de la Power Business Unit de Bechtel. Cette division avait de l’expérience en matière de CSC et de demandes de subventions et de contrats gouvernementaux, ce qui pouvait aider Calera. Bechtel offrait également un vaste réseau de fournisseurs. « Nous ne voulions pas nous adresser à un grand nombre d’entreprises EPC », a expliqué M. Constantz. « Nous avons choisi de nous adresser à une seule entreprise et de lui laisser voir ce que nous faisons. Bechtel a conseillé Calera pour la construction de son usine de démonstration et a joué un rôle central dans le déploiement mondial.

Calera a recherché d’autres collaborateurs possibles. L’un d’entre eux était Schlumberger, la société de forage et d’exploitation pétrolière qui employait 77 000 personnes et dont le chiffre d’affaires s’élevait à 27 milliards de dollars en 2008. Calera recherchait l’expertise de Schlumberger dans l’extraction de saumures souterraines, qui étaient nécessaires pour remplacer l’eau de mer dans le processus de Calera pour les sites intérieurs. Début 2010, Calera était également en train de signer un accord avec un grand fournisseur pour ses opérations d’électrochimie. Enfin, pour les centrales électriques, M. Constantz considérait Calera comme « un autre utilisateur industriel ». Nous pouvons nous battre pour savoir qui garde les crédits carbone et tout ça, mais la seule fois où nous avons une relation, c’est s’ils investissent dans une centrale, et nous n’avons pas besoin d’eux pour investir. Néanmoins, Setton pensait que Calera avait un moyen de pression pour négocier les conditions avec une centrale électrique pour l’électricité et le CO2.

Quantifier les opportunités économiques

Au milieu de l’année 2010, Setton considérait que les services possibles de Calera couvraient quatre grandes catégories : l’énergie propre, l’efficacité matérielle, la gestion du carbone et la durabilité environnementale (Figure 5.20  » Opportunités de revenus de Calera « ). Ces opportunités étaient souvent interconnectées, complexes et affectées par l’évolution des réglementations et des marchés. Pour gagner de l’argent, l’entreprise devait donc gérer cette complexité et éduquer des publics multiples. Pour Mme Setton, il s’agissait d’un exercice d’équilibre décourageant, mais passionnant. Elle a eu l’occasion de l’affiner lorsque le gouvernement australien et TRUEnergy ont voulu voir ce que Calera pouvait faire.

Figure 5.20 Opportunités de revenus pour Calera. Source : Andrea Larson et Mark Meier.

La vallée de Latrobe, où se trouve la centrale électrique de Yallourn de TRUEnergy dans l’État de Victoria, en Australie, contient environ 20 % des réserves mondiales et plus de 90 % des réserves australiennes connues de lignite, ou lignite, un charbon particulièrement sale et donc bon marché. En 2006-2007, l’Australie a produit 65,6 millions de tonnes métriques de lignite, pour une valeur de 820 millions de dollars australiens, soit environ 10 dollars américains par tonne.

L’Australie représentait environ 8 % des exportations mondiales de charbon, et son lignite représentait environ 85 % de la production d’électricité dans l’État de Victoria. Le gouvernement travailliste avait proposé un système d’échange de droits d’émission de carbone en 2009, mais ce projet a connu des ratés en 2010. L’industrie du charbon avait néanmoins investi dans divers projets de démonstration pour faire du lignite une source d’électricité plus propre. L’installation d’une usine de démonstration Calera à la centrale électrique de Yallourn était un autre de ces projets. Le projet Calera sera finalement porté à une échelle de 200 MW.

L’ensemble de la centrale électrique de Yallourn avait une capacité de 1 480 MW et une demande vorace en ressources. La centrale avait besoin de milliers de tonnes d’eau par heure à pleine capacité. Une partie de cette eau devait être envoyée en traitement par la suite. La centrale présentait également le faible rendement de conversion énergétique typique des centrales au charbon. En outre, le lignite de la centrale avait une faible densité énergétique, environ 8,6 gigajoules par tonne.

Les émissions exactes de NOx et de SOx, avant le contrôle de la pollution, dépendent de la conception de l’unité de combustion, mais pour une variété de conceptions, l’Agence américaine de protection de l’environnement a estimé les émissions de SOx à 5 à 15 kg par tonne de lignite brûlé et les émissions de NOx à 1,8-7,5 kg par tonne de lignite brûlé.

Bien qu’il soit difficile de chiffrer exactement le coût du contrôle des émissions en Australie, les programmes d’échange de droits d’émission aux États-Unis donnent un aperçu de la situation. Les États-Unis ont mis en place un programme de plafonnement et d’échange de NOx et de SOx pour les centrales électriques de la côte est. Entre janvier 2008 et juillet 2010, les permis d’émettre une tonne de SOx sont passés d’environ 500 dollars à 50 dollars par tonne, tandis que les quotas de NOx ont commencé autour de 800 dollars avant de culminer à près de 1 400 dollars et de baisser à 50 dollars par tonne.

Comme le prix d’un quota représente idéalement le coût marginal de la réduction d’une tonne supplémentaire d’émissions, il reflète le coût de la technologie de contrôle. Calera affirmait que son procédé, comme nous l’avons vu plus haut, pouvait permettre de réduire jusqu’à 90 % les émissions de CO2 et ce, à un prix inférieur si les ressources locales pouvaient fournir une matière première de valeur. et les deux polluants étaient réglementés en Australie.

Calera prévoyait de rechercher des saumures locales pour fournir l’alcalinité nécessaire à son procédé. Si elles n’étaient pas disponibles, Calera produirait de l’alcalinité avec son procédé électrochimique exclusif, ce qui augmenterait le coût de production du ciment. La rentabilité du projet dépendrait principalement du prix qu’elle pourrait obtenir pour son ciment. Calera avait la possibilité d’utiliser les eaux usées pour fournir du calcium (Figure 5.21  » Étude de cas de l’usine de démonstration de Yallourn « ) : à une centaine de kilomètres de l’usine TRUEnergy, un projet de dessalement à grande échelle était en construction, fournissant une matière première potentielle pour le procédé de Calera. L’utilisation de ces flux d’eaux usées offrait également des revenus potentiels : à titre d’exemple, en Europe, une usine de dessalement devait payer jusqu’à 200 € par tonne pour éliminer sa saumure. Bien que les prix soient différents pour l’Australie, Calera pourrait être payé pour prendre ces saumures usées pour son procédé. Calera a également envisagé d’utiliser des cendres volantes, un déchet de la combustion du charbon, comme matériau alcalin supplémentaire.

Figure 5.21 Étude de cas de l’usine de démonstration de Yallourn. Source : Adapté de Roland Geyer, Christian Del Maestro et Adam Rohloff,  » Greenhouse Gas Emission Analysis of Two Calera Process Implementation Scenarios at Yallourn Power Station « , Bren School of Environmental Science and Management, 4 mai 2010.

Avec de nombreuses variables et plusieurs inconnues, il était essentiel de déterminer le coût de chaque partie du processus pour déterminer la viabilité de l’ensemble du projet. Néanmoins, les modèles dépendaient de diverses hypothèses, et ces hypothèses changeaient constamment à mesure que la configuration du projet et d’autres facteurs évoluaient. Personne n’avait jamais construit un système Calera sur le terrain. Cela laissait beaucoup d’incertitude quant aux chiffres réels. Il en va de même pour les stratégies plus larges. Dans de nombreux scénarios, la demande énergétique de Calera resterait bien inférieure à la charge parasite des autres options de CSC. En revanche, dans certains scénarios, Calera devrait avoir près de 50 % d’ions électrochimiques, ce qui représenterait un besoin énergétique élevé. Combien de sites pourraient rivaliser avec le CSC en termes de ce besoin énergétique ? Quel impact cela devrait-il avoir sur le modèle commercial et le plan d’expansion de Calera ?

TRUEnergy, à coup sûr, pourrait tirer un grand profit de Calera, au-delà du potentiel de captage du CO2. TRUEnergy était une filiale à part entière du groupe CLP Holdings, un investisseur dans la production, la distribution et le transport d’électricité basé à Hong Kong et possédant des actifs en Inde, en Chine, en Asie du Sud-Est et en Australie. Les leçons apprises par CLP aujourd’hui pourraient rapporter des dividendes plus tard, et l’entreprise s’était engagée à réduire son intensité carbonique.

La centrale électrique de Yallourn, qui pourrait avoir une durée de vie de quarante ans ou plus, pourrait tenter d’obtenir un avantage stratégique et une meilleure image publique en réduisant ses émissions de carbone en prévision d’une éventuelle réglementation. La centrale pourrait également utiliser les procédés de Calera pour réduire les émissions de SOx. Le ciment de Calera pourrait directement piéger ces particules. Indirectement, si Calera achetait de l’électricité la nuit, l’usine pourrait réduire les émissions de SOx aux moments où elles sont les plus destructrices – généralement les après-midi chauds et ensoleillés – et où les contrôles de SOx sont généralement les plus coûteux. Ce déplacement de la charge pourrait permettre d’économiser de l’argent sur les contrôles de pollution ou sur une nouvelle capacité de production.

Les prochaines étapes

Setton est assise dans son bureau, contigu à celui de Constantz dans le bâtiment que Calera partage avec la bibliothèque publique de Los Gatos. Devant sa porte, une douzaine d’employés travaillent dans des cubicules dont les cloisons basses et translucides font qu’il s’agit plus de bureaux côte à côte que de cubicules. Une lumière clignotait dans une bulle contenant un présentoir de la taille d’un jouet dans le foyer pour représenter le CO2 passant d’une centrale électrique à une cimenterie de Calera, puis à un camion-bétonnière. Des morceaux de pierres calcaires, comme ceux qui se trouvent dans des flacons sur le bureau de Constantz, représentaient le produit de Calera. L’entreprise s’est développée rapidement et est très prometteuse, mais elle doit encore construire des usines commerciales à grande échelle pour tenir ses promesses. Setton résume la situation : « Innover signifie que vous devez vous protéger, convaincre les gens, prouver rapidement et déployer largement. Deux questions stratégiques sont importantes : d’une part, quels sont les partenariats qui nous aideront à convaincre le monde et à concrétiser l’innovation, et d’autre part, à quelle vitesse pouvons-nous la déployer ? Cela implique des ressources et une répartition. Combien devons-nous garder en interne, combien devons-nous externaliser sans perdre notre protection. Ce sont des questions essentielles pour une croissance rapide.

Le cas de Calera offre l’exemple d’un entrepreneur qui prend un processus réalisé naturellement, mais à petite échelle, dans la formation des récifs coralliens, et qui applique les principes inhérents à la production de ciment à grande échelle. Cette imitation de la chimie et de la fonction des systèmes naturels représente une source d’inspiration croissante et une approche concrète de la conception de produits pour l’innovation. La discussion suivante présente aux étudiants la notion de biomimétisme dans les affaires.

Biomimétisme

L’homme a toujours imité la nature. Par conséquent, le biomimétisme est probablement aussi vieux que l’humanité. Le biomimétisme en tant que concept formel est toutefois beaucoup plus récent. En tant que philosophie de conception, le biomimétisme s’inspire de la nature pour évaluer les produits fabriqués par l’homme et les stratégies de croissance. Les concepteurs et ingénieurs biomimétiques examinent d’abord comment les plantes, les animaux et les écosystèmes résolvent des problèmes pratiques, puis imitent ces solutions ou les utilisent pour stimuler l’innovation. Les plantes et les animaux ont évolué les uns par rapport aux autres et par rapport au monde physique pendant des milliards d’années. Cette évolution a donné naissance à des stratégies d’adaptation et de survie qui peuvent, à leur tour, inspirer les produits, les pratiques et les choix stratégiques des entreprises. Les stratégies de durabilité de la nature – perspective systémique, efficacité des ressources et non-toxicité – constituent le cœur du biomimétisme et offrent un modèle sur lequel baser les innovations durables dans le commerce.

Concepts clés

Janine Benyus, forestière de formation, est la figure centrale de l’articulation et de la défense des principes du biomimétisme. Dans son livre Biomimicry : Innovation Inspired by Nature, publié en 1997, elle a inventé le terme « biomimétisme » et l’a défini comme « l’émulation consciente du génie de la vie » pour résoudre les problèmes humains dans la conception et l’industrie.

Benyus l’a appelé « l’innovation inspirée par la nature ». Il s’agit d’une méthode, d’une façon de demander conseil à la nature lorsque l’on conçoit quelque chose.

Mme Benyus a également fondé la Biomimicry Guild, un cabinet de conseil qui aide les entreprises à appliquer les principes du biomimétisme, et le Biomimicry Institute, une organisation à but non lucratif qui aspire à éduquer un large public.Pour visionner une vidéo de vingt-trois minutes de Janine Benyus parlant du biomimétisme lors de la conférence Technology, Entertainment, Design 2005.

Janine Benyus était frustrée par le fait que sa formation universitaire était axée sur l’analyse d’éléments distincts de la vie, car cela l’empêchait, elle et d’autres, de voir les principes qui émergent de l’analyse de systèmes entiers. La nature est l’un de ces systèmes, et Mme Benyus invite les concepteurs et les entreprises à considérer la nature comme un modèle, un mentor et une mesure. Comme elle le souligne, quatre milliards d’années de sélection naturelle et d’évolution ont permis de trouver des réponses sophistiquées, durables, diverses et efficaces à des problèmes tels que la consommation d’énergie et la croissance démographique. Les humains disposent désormais de la technologie nécessaire pour comprendre bon nombre des solutions de la nature et pour appliquer des idées similaires dans nos sociétés, que ce soit au niveau des matériaux, comme l’imitation de la soie d’araignée ou l’obtention de produits pharmaceutiques à partir de plantes, ou au niveau des écosystèmes et de la biosphère, comme l’amélioration de l’agriculture en s’inspirant des prairies et des forêts ou la réduction de nos émissions de gaz à effet de serre en adoptant l’énergie solaire. Enfin, si nous évaluons nos propres produits et pratiques en les comparant à des produits naturels, nous aurons une bonne idée de leur degré de durabilité.

En effet, Benyus a identifié une liste de principes qui rendent la nature durable et qui pourraient faire de même pour l’activité économique humaine :

• Fonctionne grâce à la lumière du soleil
• N’utilise que l’énergie dont il a besoin
• Adapte la forme à la fonction
• Recycle tout
• Récompense la coopération
• Miser sur la diversité
• Exige une expertise locale
• Réduit les excès de l’intérieur
• Exploite le pouvoir des limitesJanine M.

Ces principes biomimétiques pourraient être, et ont été, exploités pour fabriquer des produits innovants dans les industries conventionnelles. Par exemple, un fabricant italien de piolets a modifié la conception de son produit après avoir étudié les pics. Le nouveau design s’est avéré plus efficace et a généré des ventes plus importantes. Les notions de biomimétisme peuvent être extrapolées davantage et nous inciter à occuper une place durable dans la nature en nous reconnaissant comme faisant inextricablement partie de celle-ci. Le biomimétisme se concentre « non pas sur ce que nous pouvons extraire du monde naturel, mais sur ce que nous pouvons en apprendre », Janine M. Benyus, Biomimicry : Innovation Inspired by Nature (New York : William Morrow, 1997). Il est également urgent de protéger les écosystèmes et de répertorier leurs espèces et leurs interdépendances afin que nous puissions continuer à être inspirés, aidés et instruits par l’ingéniosité de la nature.

Dans son sens le plus large, celui de la conscience des systèmes, le biomimétisme ressemble à l’écologie industrielle et aux services de la nature, mais il partage clairement des traits avec le concept de conception du berceau au berceau de William McDonough, les directives Natural Step de Karl-Henrik Robèrt et d’autres stratégies et théories de durabilité. Chacun de ces concepts est lié à l’entreprise durable et chacun a son propre héritage. C’est pourquoi nous les résumons ici en suggérant des lectures complémentaires. L’écologie industrielle fait référence à la pratique industrielle de la collocation, qui consiste à utiliser les déchets d’un processus comme intrants pour un autre, par exemple en utilisant le gypse récupéré lors du nettoyage des émissions des cheminées pour fabriquer des cloisons sèches.

Les services de la nature font référence à la manière dont les processus naturels, tels que la photosynthèse et la filtration dans les zones humides, fournissent des biens et des avantages aux humains, comme de l’air pur et de l’eau propre. La conception « Cradle-to-cradle » (du berceau au berceau) souligne que les produits doivent être fabriqués de manière à pouvoir être démontés et réutilisés en toute sécurité, et non jetés, à la fin de leur vie pour devenir des matières premières pour de nouveaux produits ou des nutriments pour la nature.

Le Natural Step est un cadre stratégique qui considère l’activité économique humaine dans le cadre plus large des équilibres matériels et énergétiques de la Terre ; il soutient que, puisque nous ne pouvons pas épuiser les ressources ou fabriquer des produits que la nature ne peut pas reconstituer ou dégrader en toute sécurité, nous devons passer à des matériaux renouvelables et non toxiques.

Benyus a même explicitement aligné le biomimétisme sur l’écologie industrielle pour énumérer dix principes d’une économie qui imite la nature.

1. « Utiliser les déchets comme une ressource », que ce soit à l’échelle des parcs d’activités intégrés ou de l’économie mondiale.
2. « Diversifier et coopérer pour utiliser pleinement l’habitat ». La symbiose et la spécialisation au sein de niches permettent de ne rien gaspiller et de procurer des avantages à d’autres entreprises ou parties de l’industrie.
3. « Recueillir et utiliser l’énergie efficacement ». Utiliser les combustibles fossiles plus efficacement tout en passant à des ressources renouvelables.
4. « Optimiser plutôt que maximiser ». Privilégier la qualité à la quantité.
5. « Utiliser les matériaux avec parcimonie ». Dématérialiser les produits et réduire les emballages ; reconceptualiser les entreprises en tant que prestataires de services plutôt que vendeurs de biens.
6. « Ne salissez pas les nids ». Réduire les toxines et décentraliser la production de biens et d’énergie.
7. « Ne pas épuiser les ressources ». Passez à des matières premières renouvelables, mais utilisez-les à un taux suffisamment bas pour qu’elles puissent se régénérer. Investir dans le capital écologique.
8. « Rester en équilibre avec la biosphère ». Limiter ou éliminer la pollution.
9. « Fonctionner à l’information ». Créez des boucles de rétroaction pour améliorer les processus et récompenser les comportements respectueux de l’environnement.
10. « Acheter localement ». Utiliser les ressources locales pour la résilience et pour soutenir les populations régionales, réduire les besoins en transport, développer les économies locales et laisser les gens voir l’impact de leur consommation sur l’environnement et la vitalité économique locale.

Exemples de produits biomimétiques

Si les concepts du biomimétisme peuvent être appliqués à différentes échelles, ils sont le plus souvent considérés au niveau des produits ou des technologies individuelles. Le velcro est peut-être l’exemple le plus connu. Dans les années 1940, l’ingénieur suisse George de Mestral a remarqué que des bavures étaient collées à ses vêtements et à la fourrure de son chien après une randonnée. Il a analysé les bavures et le tissu au microscope et a constaté que les crochets des premières s’accrochaient avec ténacité aux boucles des seconds. Il s’est servi de cette observation pour inventer le Velcro, un nom qu’il a dérivé de velours et de crochet. Au cours des années suivantes, il passe du coton au nylon pour améliorer la durabilité du produit et affine le processus de fabrication de ses réseaux microscopiques de crochets et de boucles (figure 5.22 « Image agrandie de bardane et de microscope électronique à balayage du Velcro »). Il a ensuite commencé à déposer des brevets dans le monde entier. Aujourd’hui, le Velcro est utilisé dans d’innombrables applications, notamment dans les combinaisons spatiales, les portefeuilles, les vêtements de poupées et les chaussures de sport.

Figure 5.22 Image agrandie d’une bardane et d’un velcro au microscope électronique à balayage. Source : Jean-Marie Cavanihac. Utilisé avec permission. Source : Jim Ekstrom : Jim Ekstrom. Utilisé avec permission.

Les plantes ont inspiré un autre exemple de biomimétisme de conception précoce. De nombreux exemples de biomimétisme peuvent être trouvés sur le site Web du Biomimicry Institute. L’année 2009 Conférence sur le biomimétisme à San Diego a donné un aperçu des produits biomimétiques. Joseph Paxton, un jardinier, était chargé de prendre soin du nénuphar géant d’Amazonie (Victoria amazonica) d’un duc anglais, que des voyageurs britanniques avaient ramené d’Amérique du Sud dans les années 1830.

Les nénuphars étaient si massifs et flottants que Paxton pouvait mettre sa jeune fille dessus sans qu’ils ne coulent. Intrigué, Paxton a étudié la face inférieure du nénuphar. Il a ensuite utilisé la conception des côtes et des épines qui permettait aux nénuphars de flotter pour construire une serre. Quelques années plus tard, il a appliqué les mêmes principes à la conception du Crystal Palace pour la Grande Exposition de 1851 à Londres (Figure 5.23  » Intérieur du Crystal Palace de Londres, dont la construction a été inspirée par la structure des feuilles du nénuphar d’Amazonie « ). Le bâtiment s’appuyait sur des nervures en fonte pour soutenir les plaques de verre et était un précurseur de la conception modulaire et des serres modernes.

Figure 5.23 Intérieur du Crystal Palace de Londres, dont la construction a été inspirée par la structure des feuilles du nénuphar d’Amazonie

Plus récemment, les architectes ont appris à réguler la température des bâtiments en étudiant les termitières. En 1995, l’architecte Mick Pearce et les ingénieurs d’Arup Associates ont évité la mise en place d’un système de climatisation pour le Eastgate Centre à Harare, au Zimbabwe, en utilisant une série de puits d’air et la masse thermique du bâtiment. Cette seule solution a permis d’économiser 3,5 millions de dollars en coûts de construction. Les magasins et les bureaux de l’Eastgate Centre consomment 65 % d’énergie en moins que les bâtiments comparables pour maintenir une température confortable, ce qui réduit les besoins énergétiques totaux de 10 % et rend le loyer 20 % moins cher que dans les bâtiments comparables. La conception a été inspirée par les termites (Macrotermes michaelsei) qui construisent des monticules de dix à vingt pieds de haut tout en maintenant la température interne des structures à 87°F, la température idéale pour la croissance des champignons dont se nourrissent les termites, même lorsque les températures extérieures descendent à 70°F. Les termites utilisent la chaleur stockée dans la boue pour aider à réguler la température et ouvrir et fermer les trappes dans les puits qui évacuent l’air chaud et aspirent l’air plus frais.

Interface Flooring Systems, une entreprise de moquette soucieuse du développement durable, a tiré une autre leçon de la nature : les feuilles et les brindilles ne sont jamais déplacées sur le sol d’une forêt, quelle que soit la manière dont elles sont dispersées ou si leur teinte et leur forme varient subtilement. En 2000, la division InterfaceFLOR a intégré cette leçon dans sa gamme de dalles de moquette Entropy, qui fait partie de sa plateforme de produits biomimétiques. Chaque dalle de moquette présente un motif aléatoire différent au sein d’un dessin de base et des variations de couleur au sein d’une palette globale (Figure 5.24  » Les feuilles d’automne qui ont inspiré la gamme de moquettes Entropy d’InterfaceFLOR « ). Cette variation crée un ensemble harmonieux et élimine la nécessité de faire correspondre des teintures spécifiques ou d’installer les dalles dans un sens particulier, ce qui permet d’économiser de l’argent, du matériel et du temps pour l’installation initiale et les réparations ultérieures. L’entreprise estime que l’installation de la moquette Entropy ne gaspille que 1,5 % de la moquette, alors que la moyenne du secteur est de 14 % pour les moquettes à large assise.

Le biomimétisme peut également aider l’électronique sophistiquée. La société Qualcomm, spécialisée dans les technologies de communication, a appliqué le principe qui rend les papillons et les plumes de paon iridescents aux écrans électroniques en couleur, des téléphones portables aux tablettes électroniques. Son produit, Mirasol, repose sur ce que Qualcomm appelle la modulation interférométrique dans un dispositif de systèmes microélectromécaniques. L’écran est constitué de pixels qui contiennent deux couches, une plaque de verre et une couche réfléchissante sur un substrat de base. De minuscules différences de tension modifient la distance entre les plaques dans chaque pixel, produisant des motifs d’interférence qui créent différentes couleurs. Les pixels n’ont pas besoin d’être rétroéclairés, contrairement aux écrans LCD. Ils consomment donc très peu d’énergie et restent très visibles, même en plein soleil. Cette technologie a remporté plusieurs prix entre 2008 et 2010, notamment le prix Technology Innovations Award 2009 du Wall Street Journal dans la catégorie des semi-conducteurs et le prix Best Enabling Technology 2010 du magazine LAPTOP.

Figure 5.24 Feuilles d’automne, qui ont inspiré la ligne de tapis Entropy d’InterfaceFLOR

Conclusion

La nature est une riche source d’idées qui peuvent rendre les produits et les stratégies d’entreprise conçus par l’homme plus efficaces, plus résistants et moins toxiques, et donc plus durables. Les écosystèmes de la nature évitent le gaspillage : ce qui est rejeté par une espèce est souvent utilisé par une autre comme intrant ou comme nourriture. La nature résout les problèmes avec les matériaux dont elle dispose, les éléments constitutifs de la vie, plutôt qu’avec des produits chimiques exotiques et synthétiques. Ses systèmes sont auto-énergétiques ; la nature fonctionne grâce à la lumière du soleil, par le biais de la photosynthèse. Lorsque les responsables de la stratégie ou les concepteurs de produits opèrent à partir d’un point de vue biomimétique, en considérant ses principes et les exemples de plantes et d’animaux qui s’y appliquent, ils peuvent utiliser les modèles de la nature pour créer des innovations commerciales durables.

COMPRÉHENSIONS CLÉS Le biomimétisme peut offrir de nouvelles idées pour résoudre certains de nos problèmes écologiques et de santé environnementale apparemment insolubles. Les entrepreneurs viennent d’horizons très divers ; c’est davantage une question d’adéquation entre l’entrepreneur, le produit/la technologie et le besoin du marché qui crée l’opportunité. Pour réussir, il ne suffit pas d’avoir une technologie unique ou supérieure ; il faut aussi, et c’est peut-être le plus important, trouver les premiers clients et générer des flux de revenus qui satisfont les investisseurs.

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