Source : Angola Press

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eCARE est un démonstrateur pré-industriel de centrale solaire (technologie de Fresnel) pour la production d’électricité accompagné d’une méthode de prédiction de la ressource solaire.

Le caractère innovant du démonstrateur est basé sur la technologie Fresnel en eau pressurisée surchauffée. C'est donc le couplage d’une centrale solaire thermodynamique Fresnel avec une turbine ORC (Organique Rankine Cycle).

Le projet prévoit également le développement d'un stockage thermique adapté à la technologie Fresnel et ne mettant pas en œuvre des fluides polluants. Enfin, la ressource solaire est maîtrisée par combinaison de mesures de terrain et d’exploitation de cartographies.

Pourquoi ce projet ?

Créer une filière industrielle française proposant une offre de centrales solaires électriques thermodynamiques sur le marché export.

Le déroulement

La recherche industrielle (T0 - T0+ 40 mois) permettra de lever les derniers verrous technologiques afin de disposer d’un démonstrateur intégrant les dernières innovations.

Les verrous que le projet compte lever portent sur :

- La prédiction de la ressource solaire

L’augmentation du rendement de la chaudière solaire

Le développement d’un stockage thermique adapté et optimisé

La gestion de la production électrique en site isolé

La réduction des coûts (frein essentiel au développement commercial du solaire).

Le plan d’expérimentation (T0 + 4 mois - T0 + 15 mois) permettra de réaliser une synthèse des différents travaux de recherche entrepris et de définir les conditions d’expérimentation qui seront mises en œuvre par le démonstrateur (scenarii optimaux et définition des lieux cibles d’implantation).

L’étude et le développement du démonstrateur (T0 + 12mois - T0 + 38 mois) incluront :

- la phase d’études : dimensionnement global puis élémentaire de tous les éléments du démonstrateur

la phase construction : construction de la chaudière solaire (assemblage de plusieurs modules Fresnel et de leurs auxiliaires) et raccordement au stockage et au groupe ORC

la phase mise en service et essais : vérification du fonctionnement de l’installation et des calculs théoriques réalisés à partir des données issues de l’exploitation du prototype installé à la Seyne sur mer.

Le suivi du plan d’expérimentation et l’optimisation du démonstrateur (T0 + 38 mois - T0+ 63 mois) permettra de valider les performances et la fiabilité de l’installation en environnement de production. Il visera la production de connaissances nouvelles dans le domaine technique, économique, environnemental et sociétal.

Le retour d’expérience (T0 + 43 mois - T0+ 49 mois) permettra de mettre en évidence le potentiel technique et économique de cette nouvelle technologie.

Résultats clés / Avancées pour :

- LA SCIENCE / LA TECHNOLOGIE / L'INNOVATION

Mise au point d’une technologie innovante dans le domaine de l’énergie solaire thermodynamique. La conjugaison des efforts entre les équipes de recherche, travaillant sur la détermination de la ressource, et les industriels, confrontés au dimensionnement des installations, permettra de réduire les marges d’incertitude donc de réduire les coûts pour la réalisation d’une installation donnée.

- L'ÉCONOMIE

Création d’une filière industrielle française exportatrice génératrice d’emplois sur ce marché export qui sera un relai de croissance pour les prochaines décennies. Les retombées se retrouveront à la fois au travers de l’activité générée par ces prestations de recherche, d’ingénierie comme au travers des résultats sur le chiffre d’affaire généré par les sociétés.

- LE CITOYEN/ LA SOCIETE

Accompagnement des pays émergents pour leur autonomie énergétique en valorisant au mieux des ressources naturelles et en créant de l’emploi localement.

- L'ENVIRONNEMENT

La technologie Fresnel fonctionne en génération directe de vapeur, sans fluide intermédiaire comme les huiles thermiques utilisées notamment par la technologie des miroirs cylindro-paraboliques. Cette technologie est non polluante. L’ensemble des matériaux utilisés pour le champ solaire (essentiellement charpente métallique, tôles minces, tubes acier, verre) rendent la technologie Fresnel recyclable à 100 %.

Cette technologie ne nécessite aucune fondation : la charpente support des miroirs de Fresnel est ancrée dans le sol par un système de pieux en acier vissés. Le démantèlement en fin d’exploitation des installations permettra ainsi de rendre le terrain dans son état initial.

Application et valorisation

L’électricité produite par les chaudières solaires permet de se substituer aux centrales conventionnelles existantes ou d’accroître leur capacité lors des périodes de pointe par exemple, sans émission de CO2 supplémentaire.

La technologie CNIM issue du programme eCARE permet de faire face à l’augmentation des coûts des combustibles fossiles et des émissions de gaz à effet de serre inhérentes à leur utilisation. Le dossier eCARE sera éligible aux Mécanismes de Développement Propre (MDP). Produit modulaire, il convient parfaitement à des besoins thermiques que ce soit en production d’électricité mais aussi directement en production de vapeur process, d’eau douce ou de froid.

La société Exosun a annoncé avoir achevé la construction de la plus grande centrale photovoltaïque équipée de trackers (suivi solaire) en France pour le compte du développeur et producteur d’énergie renouvelable, La Compagnie du Vent (groupe GDF Suez).

En charge de la maîtrise d'œuvre du projet, Exosun sera ensuite responsable de l'exploitation et de la maintenance de la centrale pour une durée de 2 ans.

La centrale de Porette de Nérone, implantée près d'Aghione en Haute-Corse, possède une puissance installée de 3,8 MWc. Elle sera raccordée au réseau et devrait générer une quantité d'électricité équivalente aux besoins de 1.980 foyers dans la région (soit environ 6 235 MWh/an).

La centrale, qui occupe 8,3 hectares de terrain, est équipée de 39 lignes de trackers allant jusqu'à 124 kWc de puissance installée par ligne.

L'Exotrack 1 axe HZ est une technologie innovante conçue et brevetée par Exosun. Ce dernier a pour fonction d'orienter les panneaux photovoltaïques face au soleil du matin au soir, afin d'augmenter la production électrique de la centrale par rapport à celle d’une centrale équipée de structures fixes. Exosun avance le chiffre de + 15%.

« Nous sommes ravis d'avoir pu collaborer avec La Compagnie du Vent, groupe GDF Suez, sur un projet d'une telle envergure » a commenté Frédéric Conchy, Président d'Exosun. Un projet qui en termes d'emplois français représente 21.000 heures travaillés soit environ 16 hommes/an à temps plein.

« Ils nous ont fait confiance pour la conception, le développement et la réalisation du projet qui de plus est équipé de notre nouvelle technologie phare, l’Exotrack 1 axe HZ. C’est une technologie de pointe qui permet d’exploiter l’énergie solaire d’une manière toujours plus efficace, et qui répond aussi aux exigences économiques, techniques, et environnementales de nos clients ».

Respectant des normes qualité et environnementales, la centrale de Porette de Nérone a bénéficié d'une double certification ISO 9001 et ISO 14001 ; une première en France pour une centrale équipée de trackers.

La centrale est maintenant dans sa phase de mise en service et devrait produire ses premiers kilowattheures courant mai 2012.

La compagnie SRB Energy a livré le 9 mars à l'Aéroport international de Genève le premier des panneaux solaires qui formeront l'une des plus grandes centrales solaires de Suisse.

Un peu moins de 300 panneaux solaires thermiques à haute température couvriront une surface de 1.200 mètres carrés sur le toit du terminal principal de l'aéroport de Genève. Ces panneaux, qui chaufferont les bâtiments en hiver et les rafraîchiront en été, sont issus de technologies de vide développées au CERN pour les accélérateurs de particules.

Le panneau solaire à ultravide offre de hauts rendements à haute température.

Sa particularité tient à la qualité du vide qui est créé à l’intérieur du panneau et à la technologie mise au point pour le garantir dans le temps grâce à des pompes getter très efficaces. Les 282 éléments installés sur les toits de Genève Aéroport chaufferont à 130°C un fluide qui alimentera un réseau de chauffage à distance.

Ce chantier s’inscrit dans le cadre de la politique énergétique menée par Genève Aéroport. Outre le souci de sobriété et d’efficience, la plate-forme industrielle entend développer sa part de consommation d’énergies renouvelables.

"Nous sommes enchantés que l'aéroport international de Genève ait choisi cette technologie", explique Cristoforo Benvenuti, qui a inventé ces panneaux et a travaillé sur les technologies du vide au CERN depuis les années 70, "Ces panneaux sont issus du développement des technologies du vide pour la physique fondamentale et c'est formidable de les retrouver au service des énergies renouvelables."

"Cette nouvelle génération de panneaux solaires est une technologie verte innovante résultant d'un partenariat entre le CERN et l'industrie", indique Enrico Chesta, chef du bureau Transfert de technologies au sein du groupe Transfert de connaissances du CERN, "Comme la médecine ou les technologies de l'information, l'énergie devient un domaine dans lequel les technologies des accélérateurs et des détecteurs sont transférées avec succès."

Les technologies du vide ont été développées pour les besoins des accélérateurs car les faisceaux de particules ne peuvent circuler que dans des tubes dans lequel l'air a été pompé, à défaut de quoi ils seraient très vite stoppés. Un vide poussé est d'autant plus important dans les collisionneurs, ces accélérateurs qui font entrer en collision des particules. Les faisceaux peuvent en effet y circuler plusieurs heures durant, avec seulement quelques particules se percutant à chaque croisement. Le premier collisionneur proton-proton au monde, les Anneaux de stockage à intersections (ISR), qui a démarré en 1971 au CERN, a inauguré les recherches sur l'ultra-vide du laboratoire. A la fin des années 1980, le Grand collisionneur électron-positon (LEP) battait un record de vide grâce à l'utilisation de ruban getter, un matériau qui a la faculté de piéger les molécules résiduelles de gaz, à la manière d'un papier tue-mouches. Mais c'est le mariage entre ce matériau getter et les dépôts de couches minces, initié pour le LHC dans les années 90, qui a ouvert la voie à l'utilisation de cette technologie pour les panneaux solaires.

Grâce à l'ultra-vide, l'isolation de la chambre thermique du panneau solaire est exceptionnelle, les pertes de chaleur sont considérablement réduites et l'efficacité du panneau est nettement améliorée. "Nous avons mesuré des températures de 80°C à l'intérieur du panneau quand celui–ci était couvert de neige", a expliqué Cristoforo Benvenuti. Ces panneaux récupèrent par ailleurs de manière plus efficace la puissance énergétique délivrée par la lumière diffuse. Ces deux technologies les rendent particulièrement adaptés aux pays peu ensoleillés et froids, où les panneaux solaires thermiques classiques présentent une efficacité réduite.

Cristoforo Benvenuti a proposé la technologie de pompage getter pour le LEP et a breveté au CERN la technologie de dépôt de couche mince de getter. Le CERN a proposé des licences pour les compagnies de ses Etats membres. En 2005, le groupe automobile espagnol Grupo Segura s'est associé à Cristoforo Benvenuti pour former la compagnie SRB Energy. SRB Energy a obtenu une licence pour exploiter la technologie et une usine de production a été construite près de Valence en Espagne. Les activités de recherche et développement sont restées basées au CERN, à Meyrin (Suisse).

"La société essaimée SRB Energy est un exemple de la manière dont les technologies développées pour la recherche fondamentale peuvent doper l'innovation dans les Etats membres", précise Giovanni Anelli, Chef du groupe Transfert de connaissances du CERN. "Avec une politique renforcée de transfert de connaissances, le CERN s'efforce d'optimiser l'impact positif de la physique des hautes énergies dans la vie de tous les jours."

SRB Energy s’est adossée à l’industriel du secteur automobile Grupo Segura, de Valencia (Espagne) pour passer du stade artisanal à une production de masse. Le marché conclu avec Genève Aéroport constitue la plus grosse commande que cette entreprise ait eu à honorer depuis sa création en 2005.

Soitec a annoncé hier que sa technologie solaire à concentration (CPV) avait été retenue par des développeurs de renoms, candidats au récent appel d'offre de la Commission de régulation de l'énergie (CRE).

L'appel d'offre de la CRE porte sur la réalisation et l'exploitation d'installations de production d'électricité à partir de l'énergie solaire d'une puissance supérieure à 250 kWc. Les dossiers déposés représentent un total cumulé de 115 MW, dont 72 MW exclusivement produits avec des systèmes CPV de Soitec.

Les développeurs auraient choisi la technologie photovoltaïque à concentration de Soitec pour ses caractéristiques et son innovation de rupture permettant un rendement énergétique des modules de l'ordre de 30%. Sa technologie CPV a déjà été retenue par de grands acteurs internationaux, tels que la société pétrolière Chevron, ou encore San Diego Gas & Electric, l'un des principaux fournisseurs d’électricité de Californie, et également le ministère de l’Énergie d'Afrique du Sud.

Soitec se félicite de contribuer au développement de la filière photovoltaïque française, qui associe de "nombreux partenaires français", et à la "compétitivité de cette filière au niveau international". Le plan d'action français en faveur des énergies renouvelables prévoit de porter à au moins 23% la part des énergies renouvelables dans la consommation d'énergie à l'horizon 2020, grâce à une augmentation de 20 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) de la production annuelle d'énergie renouvelable.

L'objectif en matière de développement de l'électricité d'origine solaire a été fixé dans la programmation pluriannuelle des investissements de production d’électricité et prévoit que 5400 MW soit raccordés en 2020.

Heliotrop, l'industriel français du photovoltaïque à concentration, a annoncé le 17 février dernier avoir répondu à plus de 20 MW de part de CPV dans les projets déposés sur la sous-famille 3, le photovoltaïque à concentration.

« Nos clients, des groupes et des PME, sont motivés par les perspectives de coûts du photovoltaïque à concentration, grâce à la technologie 1024 Soleils, et par les possibilités d’export de la technologie, de nombreux développeurs solaires se tournant aujourd’hui vers des marchés hors de France continentale. Naturellement, la perspective de création d’emplois a sensibilisé les développeurs, souvent fragilisés par le contexte actuel et pour qui l’emploi en France a une valeur de bon sens. Heliotrop est le seul industriel à concevoir et fabriquer ses modules photovoltaïques à haute concentration en France », a indiqué Paul Bellavoine.

"Les appels d'offre par technologie ont suscité la curiosité, la proposition de valeur Heliotrop a remporté un vif enthousiasme."

« Il va de soi que nous espérons des analyses rapides des appels d’offres, en particulier sur ces technologies innovantes, et nous observons que juridiquement, dans le solaire comme cela avait été le cas dans la biomasse, le gouvernement peut accepter plus de projets que ce que l’appel d’offre a proposé ».

HCPV(r), acronyme d’Heliotrop Concentrated PhotoVoltaics, est une marque déposée de la société Heliotrop.

Alors que le Président de la République effectue en ce moment même un déplacement sur le site historique de Photowatt (Bourgoin Jailleu), EDF Energies Nouvelles Réparties (EDF ENR) avait annoncé vendredi dernier avoir déposé une offre pour la reprise des activités de l'unique fabricant français de cellules photovoltaïques à base de silicium, placé en redressement judiciaire en novembre 2011.

Photowatt détient en fait 40 % de PV Alliance, une société de recherche et développement dans le domaine des technologies photovoltaïques, au sein de laquelle EDF ENR possède déjà une participation de 40 % aux côtés du CEA (20 %).

Photowatt, EDF ENR et le CEA, ont investi depuis 2008 dans PV Alliance qui a vocation à développer deux technologies silicium : l'homojonction, technologie classique la plus utilisée dans le monde, et l'hétérojonction, technologie actuellement en cours de développement permettant de fabriquer des cellules silicium à haut rendement (supérieur à 20 %).

On apprend que l'offre d'EDF ENR sera notamment conditionnée à la reprise de 100% de PV Alliance et à l'obtention d'une licence d'exclusivité mondiale sur la technologie hétérojonction, appelée à remplacer la technologie actuelle dans les années à venir. Cette offre sera ainsi soumise aux autorisations requises pour ce type d'opération (gouvernance, concurrence, etc.)

"Compte tenu de sa présence au sein de Photowatt au travers de PV Alliance, EDF ENR apparaît comme le candidat naturel pour la reprise des activités de Photowatt. Cette opération permettrait à EDF ENR, qui est confiante dans les compétences des équipes de Photowatt, de compléter son portefeuille d’activités en y intégrant des technologies silicium et en contribuant, avec le CEA, au développement de technologies innovantes et compétitives" a estimé Jean-Louis Mathias, Directeur Exécutif Groupe en charge des énergies renouvelables.

Dans cette proposition, EDF s'engagerait également à reprendre 345 salariés et à en reclasser 85 autres en interne.

Même si les salariés de Photowatt semblent soulagés, ils ne sont pas dupes pour autant. En effet, beaucoup d'entre eux voient par cette annonce et ce déplacement, une occasion pour le "futur candidat" à la Présidentielle 2012 de remonter un tant soit peu dans les sondages. Mais l'essentiel est fait, l'activité de la société est pérennisée...

Hormis EDF ENR, 2 autres groupements de PME souhaitent aussi s'engager dans cette reprise. Il s'agit du grenoblois ECM (fours industriels) associé au fonds privé Abcia-Phoenix qui compte reprendre 382 salariés. Et le second se nomme Solarezo, qui en partenariat avec MPO (fabricant de cellules solaires basé en Mayenne) se propose lui de reprendre 222 personnes.

Au final, le tribunal rendra son verdict le 21 février prochain.

Afin de répondre à une contrainte de compétitivité et d'indisponibilité de terrains aménageables sur de grandes surfaces, la société française Poralu Marine a procédé à l'installation de pontons solaires flottants, à Canoe Brook dans le New Jersey.

Confié à Eneractive Solutions, une compagnie d'ingénierie spécialisée dans les solutions énergétiques, ce projet pilote porte sur la création et la mise en œuvre d'un système solaire flottant 'rentable' de 112 kWh sur le réservoir de Canoe Brook, situé à environ 25 km de New York.

Cette installation solaire qui devrait générer annuellement 136.000 kWh d'énergie permettra à l'usine de traitement d'eau d'alimenter environ 78.000 foyers des comtés de l'Essec, l'Union, Morris et Somerset en traitant environ 152 millions de litres d'eau par jour.

Poralu Marine s'est vu confier l'ingénierie de la partie flottante, l'interface avec les supports des panneaux photovoltaïques et l'ancrage sur le système SEAFLEX. L'étude personnalisée et la solution complète déployée devaient répondre à un cahier des charges très précis incluant l'ensemble des contraintes techniques et financières pour produire une électricité renouvelable à un coût compétitif :

• Prise en compte de l'installation de panneaux solaires avec une haute stabilité de la plate-forme ;
• Longévité de l'ensemble de la structure et entretien minimum dans un environnement contraignant (formation de glace durant les périodes hivernales) ;
• Adaptation du coût de la structure flottante et de son ancrage pour l'inscrire dans le budget de faisabilité prédéfini ;
• Réduction au minimum des prestations de maintenance pour un meilleur retour sur investissement ;

La plate-forme solaire, composée d'une structure pontonnière flottante sur laquelle sont fixés les panneaux photovoltaïques, est installée sur un système d'ancrage SEAFLEX. Cette technologie suédoise permet un ancrage élastique non égalé dans sa capacité à stabiliser les structures flottantes soumises à de très fortes variations de niveaux d'eaux. Selon Poralu Marine, il offre aussi l'avantage d'une longue durée de vie tout en nécessitant une maintenance à minima et en respectant l'ensemble des standards de protection de l'environnement.

En structure aluminium, soutenue par des flotteurs en polyéthylène capables de flotter en toute circonstance (crevaison), les pontons flottants sont recouverts du platelage ECOSTYLE, produit conçu en matériaux écologiques (polypropylène 100% recyclable). Par ailleurs, la plate-forme est conçue pour laisser passer une grande partie de la lumière solaire et donc assurer la vie de la flore et de la faune aquatiques.

La conception des panneaux solaires et de leurs supports a été prise en charge par un fournisseur américain.

Installée dans une région soumise à des conditions météorologiques parfois difficiles, la plate-forme solaire a été très rapidement mise à l'épreuve avec le passage de l'ouragan Irène en août 2011, sans aucun dommage a précisé la société française basée à Port (Ain).

En ajustant au mieux les composants, un trio d'ingénieurs** de l'Université de Buffalo (USA) espère augmenter considérablement la quantité de lumière que les cellules solaires sont en mesure de convertir en électricité.

Associés à des scientifiques militaires, les chercheurs de l'UB ont montré que des points quantiques (quantum dots) intégrés dans les cellules photovoltaïques pouvaient améliorer la production électrique en chargeant les cellules d'absorber la lumière infrarouge, et en augmentant la durée de vie des photo-électrons.

L'idée d'intégrer des boîtes quantiques dans des panneaux solaires n'est pas nouvelle : Selon le professeur émérite de SUNY, Vladimir Mitin, des scientifiques avaient déjà évoqué il y a une décennie que cette technique pourrait améliorer l'efficacité des panneaux en leur permettant d'absorber les ondes invisibles, comme la lumière infrarouge, en plus de la lumière visible. Toutefois, des gros efforts entrepris dans cette direction avaient rencontré un succès limité.

Les chercheurs de l'UB ont non seulement utilisé avec succès les points quantiques pour récolter la lumière infrarouge, mais ils ont franchi une étape technologique supplémentaire, en employant un dopage sélectif afin que les points quantiques comprennent une charge significative dans la cellule solaire.

Cette charge intégrée semble bénéfique, car elle repousse les électrons, les forçant à voyager autour du point quantique. Sinon, les points quantiques créent un canal de "recombinaison" des électrons, ce qui en substance « capture » les électrons en mouvement, les empêchant ainsi de contribuer à générer un courant électrique.

"La technologie mise au point posséderait le potentiel d'accroître l'efficacité des cellules solaires jusqu'à 45%", a déclaré Vladimir Mitin. Le professeur s'est d'ailleurs empressé de déposer des demandes de brevet provisoire, afin de protéger cette technologie prometteuse.

"Cette Technologie 'propre' va vraiment profiter à la région, à l'État, et au pays", a déclaré Vladimir Mitin. "Avec des cellules solaires à haute efficacité, les consommateurs pourront économiser de l'argent et les fournisseurs pourront acquérir de plus petits terrains qui produiront plus d'énergie."

Le professeur Mitin et ses collègues ont déjà investi beaucoup de temps dans le développement des points quantiques, surnommé "Q-BIC". Pour améliorer encore plus la technologie et l'amener sur le marché, la startup (OPtoElectronic Nanodevices) OPEN est maintenant à la recherche de financement auprès d'investisseurs privés et de programmes fédéraux.

** Vladimir Mitin, Andrei Sergeev et Nizami Vagidov ont fondé la société, "optoélectronique Nanodevices" (OPEN LLC), afin de transposer cette innovation réalisée en laboratoire sur le marché.

Des scientifiques ont fabriqué une bactérie E. coli capable de métaboliser les glucides présents dans les algues brunes en éthanol, ce qui en fait une source potentielle de carburant et de produits chimiques.

Deux raisons essentielles font que le secteur de l'énergie et la recherche ont les yeux rivés sur les algues. D'une part leur teneur élevée en glucide en fait une biomasse intéressante et d'autre part elles n'entrent pas en compétition avec les cultures pour l'eau ou la terre. Malheureusement, dans les algues le constituant primaire des glucides, connu sous le nom d'alginate, n'est pas directement métabolisé par les bactéries. Cet obstacle a rendu le biocarburant produit à partir d'algues trop onéreux pour entrer en compétition avec les carburants issus du pétrole.

En utilisant la biologie synthétique et l'ingénierie des enzymes, Adam Wargacki et ses collègues ont modifié E.coli pour qu'elle produise des enzymes capables de digérer les polymères glucidiques des algues. La bactérie ainsi créée fabrique aussi des protéines membranaires qui peuvent transporter les sucres dégradés sous forme de mono et d'oligosaccharides ainsi que des voies métaboliques qui fermentent les sucres en éthanol.

Si ce procédé peut être développé à grande échelle, les algues pourraient un jour aider à répondre à la demande en carburant durable.

« An Engineered Microbial Platform for Direct Biofuel Production from Brown Macroalgae » par A.J. Wargacki, E. Leonard, M.N. Win, D.D. Regitsky, C.N.S. Santos, P.B. Kim, S.R. Cooper, R.M. Raisner, A. Herman, A.B. Sivitz, A. Lakshmanaswamy, Y. Kashiyama et Y. Yoshikuni du Bio Architecture Lab à Berkeley, CA ; Y. Kashiyama du BAL Chile S.A. à Santiago, Chili ; Y. Kashiyama du BAL Biofuels S.A. à Santiago, Chili ; D. Baker de l'Université de Washington à Seattle, WA ; A. Herman de Biolojic Design à Tel Aviv, Israël ; A.B. Sivitz du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) à Montpellier, France.