Le lundi 16 décembre 2024, les élèves de la classe de 1ère SBC2 ont eu l’opportunité de participer à une visite de 3 heures sur le thème du dihydrogène à l’université technique de Fribourg.
Cette sortie s’inscrivait dans un projet pédagogique visant à explorer les applications scientifiques, technologiques et industrielles de l’hydrogène, ainsi que les métiers associés à ce domaine en plein essor.
Une immersion dans le monde universitaire
Dès notre arrivée, nous avons été chaleureusement accueillis par Madame Steiger-Merx, qui nous a présenté les infrastructures et le fonctionnement de l’université. Elle a également exposé les multiples débouchés professionnels auxquels peuvent mener des études dans ce domaine, offrant ainsi un éclairage précieux sur les carrières scientifiques et techniques accessibles après le baccalauréat.
Ensuite, Madame Klose en a profité pour nous donner une vue d’ensemble inspirante sur le travail du Groupe « Electrochemical Energy Systems » (EES). Des technologies de l’hydrogène aux matériaux innovants pour la transition énergétique, les recherches du groupe EES montrent de manière impressionnante comment la science relève les défis mondiaux.
Cours pratique : l’électrolyse et ses applications
La visite a débuté par une intervention de Madame Koch, qui a expliqué de manière claire et pédagogique le principe de l’électrolyse de l’eau. Ce procédé, qui consiste à décomposer l’eau en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂) grâce à un courant électrique, a été approfondi avec des exemples concrets tirés des travaux de recherche réalisés sur le campus. Cette intervention complétait les cours de chimie suivis en classe.
Madame Koch a ensuite détaillé les technologies associées à l’électrolyse, notamment l’utilisation de membranes spécifiques comme les PEM (Proton Exchange Membranes) et les AEM (Anion Exchange Membranes), ainsi que les matériaux innovants nécessaires à leur conception.
Le microscope électronique
Nous avons eu l’occasion de voir une membrane d’électrolyse sous un microscope électronique. Pour avoir une image la plus nette possible, les sujets, recouverts de fines particules d’or ou platines, sont placés dans une chambre sous vide du microscope qui fait descendre la pression à plusieurs milliards de fois plus bas que dans l’atmosphère. On a pu observer la différence entre une membrane neuve et une membrane abîmée. Dans la membrane abîmée des poches d’air se sont créées à cause de fissures tandis que dans la membrane neuve les différentes couches étaient discernables. Le scientifique en a profité pour nous montrer des images de mouches, de papillons et des ailes de libellule. C’était très intéressant car nous avons pu observer précisément toutes les parties des insectes.
Le polymère Nafion : au cœur des membranes semi-perméables
La visite s’est poursuivie au laboratoire Polymères, où nous avons rencontré Dennis Rusitov, un chercheur spécialisé dans les matériaux avancés. Équipés de blouses blanches et de lunettes de sécurité, nous avons découvert le processus de fabrication du Nafion 117, un polymère fluoré essentiel dans la production de membranes semi-perméables utilisées pour les piles à combustible et les électrolyseurs.
Dennis Rusitov a expliqué les étapes de fabrication de ces membranes, leur importance dans la transition énergétique, et les défis techniques liés à leur durabilité.
Un regard vers l’avenir : la recherche et les start-ups
En plus des démonstrations scientifiques, un volet orientation a permis de mettre en lumière les métiers liés au secteur de l’hydrogène : ingénieur en chimie des matériaux, chercheur en énergies renouvelables, technicien en laboratoire, et même entrepreneur dans le cadre de start-ups innovantes.
Nous avons ainsi pris conscience des nombreuses opportunités offertes par ce domaine en pleine expansion, en particulier dans la lutte contre le changement climatique et pour le développement des énergies propres.
Une matinée riche en découvertes
Toute la classe tient à remercier chaleureusement la Faculté Technique de Fribourg pour son accueil, ainsi que les intervenants pour leur disponibilité et leurs explications passionnantes.
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Madame Steiger-Merx et Madame Klose : introduction
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Madame Koch (Electrolysis-Lab) : Aperçu de la production d’hydrogène « vert ».
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Monsieur Rusitov (Syn-Lab) : Synthèses chimiques et matériaux polymères orientés vers l’avenir.
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Monsieur Brendel (FIT-Lab) : Utilisation du CO₂ comme ressource pour des matériaux recyclables respectueux du climat.
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Monsieur Breitwieser (salle blanche) : Production d’électrodes à membrane respectueuses de l’environnement pour les piles à combustible – soutenue par ionysis GmbH.
Merci à Madame Kroyer pour la coordination de cette sortie :
When? |
Group 1 |
Group 2 |
Group 3 |
8:45- 9:15 |
Trajet aller / Hinfahrt LFA / DFG - Georges-Köhler-Allee 101, 2. OG Les élèves s’y rendent par leurs propres moyens. Die Schülerinnen und Schüler gehen auf eigene Faust dorthin. |
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09:30-10:30 |
Allgemeine Einführung (Frau Steiger-Merx, Carolin Klose), |
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10:35-10:55 |
Z-Lab |
Syn Lab |
FITLab |
11:00-11:20 |
ionysis |
Z-Lab |
Syn Lab |
11:25-11:45 |
FITLab |
ionysis |
Z-Lab |
11:50-12:10 |
Syn Lab |
FITLab |
ionysis |
12:15 - 12:30 |
Abschluss (Carolin Klose), Georges-Köhler-Allee 101, 2. OG |
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12:30- 13:00 |
Trajet retour / Georges-Köhler-Allee 101, 2. OG - LFA / DFG Les élèves s’y rendent par leurs propres moyens. Die Schülerinnen und Schüler gehen auf eigene Faust dorthin. |
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Where? |
Who? |
Treffpunkt |
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Z-Lab |
103, 1.OG (Elektrolyse) |
Susanne Koch |
Georges-Köhler-Allee 103, 1.OG (Foyer) |
SynLab |
102, EG (Synthesis) |
Dennis Rusitov |
Georges-Köhler-Allee 102, EG (Foyer) |
FITLab |
CO2-Elektrolyse |
Frederik Brendel |
Georges-Köhler-Allee 105 (Foyer) |
ionysis |
Reinraum |
Matthias Breitwieser |
Georges-Köhler-Allee 104 (vor dem Gebäude) |
Grâce à cette matinée, nous avons non seulement approfondi nos connaissances scientifiques, mais avons aussi découvert un univers professionnel stimulant et porteur d’avenir.
Institut IMTEK: https://www.imtek.de/professuren/anwendungsentwicklung/forschung/elektrochemische-energiesysteme/uerberlick
ionysis GMBH: https://www.ionysis.com/
Article : http://news.vm.uni-freiburg.de/de/newsarchiv/nachhaltige-innovationen-erleben