Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg

Le Centre de prestations pour le développement durable de Fribourg (LZN) offre aux entreprises, aux institutions publiques et aux acteurs de la société un accès direct à l'excellence de la recherche, au développement technologique de pointe et au savoir-faire interdisciplinaire. L'étroite collaboration entre les cinq instituts Fraunhofer de Fribourg et l'Université de Fribourg permet de créer des solutions qui sont scientifiquement fondées, proches de la pratique et orientées vers l'avenir.

Aperçu de nos prestations

1. Coopération en matière de recherche et de développement

• Projets communs dans les domaines prioritaires - Systèmes énergétiques durables - Matériaux, composants et produits durables - Infrastructures et habitats résilients
• Développement de nouvelles technologies dans neuf domaines thématiques orientés vers l'application
• Accès à des laboratoires, des environnements d'essai et une expertise scientifique de pointe

2. Recherche sous contrat pour des questions individuelles

• Solutions sur mesure pour les défis techniques, écologiques et économiques
• Analyse, évaluation et optimisation de produits, de processus et de systèmes
• Bases de décision scientifiquement fondées pour les entreprises et les acteurs publics

3. Transfert de connaissances et de technologies

• Soutien au transfert de technologie le long des voies de transfert Fraunhofer
• Ateliers, formations et dialogues spécialisés pour les collaborateurs et les cadres supérieurs
• Mise en relation avec des experts ("transfert par la tête")

4. Promotion de l'innovation et accompagnement de l'essaimage

• Conseil et soutien dans le développement de nouveaux modèles d'entreprise
• Accompagnement d'essaimages issus de la recherche
• Accès aux réseaux, aux programmes de soutien et aux partenaires stratégiques

5. Mise en réseau et création de communautés

• Création et animation de communautés spécialisées dans tous les domaines de recherche
• Initiation de projets de consortium et de coopérations
• Formats d'échange entre la science, l'économie, la politique et la société

Le Climate Resilience Building Calculator (CliReB-Calculator) est un outil de prévision assisté par logiciel qui évalue la résistance des bâtiments aux événements météorologiques extrêmes tels que les inondations ou les tempêtes. Il permet aux propriétaires de biens immobiliers, aux municipalités, aux compagnies d'assurance et à d'autres acteurs d'évaluer à temps les dommages potentiels et d'en déduire des mesures de protection efficaces et économiques - sans avoir besoin de connaissances d'experts spécifiques.

Afin de rendre la technologie largement utilisable, une page d'accueil informative sera créée avec des démonstrations interactives et une optimisation pour les moteurs de recherche. De plus, une stratégie de licence est mise en place, dans laquelle le calculateur peut être intégré comme API dans des logiciels existants. Un modèle de prix flexible doit permettre de s'adresser à différents groupes d'utilisateurs.

Le projet pilote sera financé par le LZN de 2025 à 2027.

Fraunhofer IPM a perfectionné sa technique de mesure holographique numérique de telle sorte que des composants de grande surface tels que des plaques bipolaires et des membranes revêtues de carbone peuvent désormais être mesurés sur toute leur surface avec une précision submicrométrique et à une cadence subseconde. Ces progrès se basent entre autres sur les connaissances acquises dans le cadre des projets LongPower et LongPower 4.0 du LZN.

Une utilisation industrielle du système permettrait pour la première fois une assurance qualité précoce et complète lors de la production de composants critiques pour les piles à combustible et les électrolyseurs - avec des gains d'efficacité significatifs en termes de consommation d'énergie et de ressources ainsi que de performance des produits finis.

Dans le cadre du projet de transfert HoloQS-FC, le système de mesure doit maintenant être qualifié pour être utilisé sur des systèmes de manipulation flexibles tels que des robots industriels, ce qui est particulièrement important pour la fabrication d'électrolyseurs. Les premiers matériaux destinés à la commercialisation existent déjà, mais il manque encore des mesures comparatives solides pour présenter le système au public et l'appliquer à d'autres domaines d'application, comme la fabrication de batteries. Dès que ces données seront disponibles, des fiches produits spécifiques au groupe cible et un film publicitaire pourront être créés.

Le projet pilote SAVIS (System-Analyse for Traffic Safety and Inclusive City Mobility) s'adresse aux défis centraux de la mobilité urbaine : de nombreuses villes ne prennent pas suffisamment en compte les besoins des personnes à mobilité réduite, ce qui entraîne des barrières et des risques pour la sécurité dans l'espace routier. SAVIS développe donc des méthodes d'analyse précises afin de recenser et d'évaluer systématiquement les barrières et les dangers potentiels.

À l'aide de technologies de capteurs modernes, de procédés de stéréo-matching et d'analyses de sécurité basées sur des simulations, des cartes en profondeur et des modèles 3D du paysage urbain seront créés et serviront de base à des mesures d'infrastructure alternatives et à des recommandations d'action pour une mobilité inclusive. Le projet contribue ainsi à améliorer de manière ciblée la sécurité routière et l'accessibilité dans les villes.

SAVIS est ancré dans l'axe de recherche "Infrastructure et habitats résilients" du centre de prestations "Durabilité" et intègre très tôt des partenaires de l'industrie et de l'administration afin de garantir un développement technologique proche de la pratique. Le projet est soutenu par le LZN pour la période 2025-2027.

Les besoins mondiaux en refroidissement augmentent rapidement - d'ici 2050, il faudra probablement plus d'énergie pour le refroidissement que pour le chauffage. Les machines frigorifiques à compression traditionnelles sont certes efficaces, mais elles nécessitent des compresseurs mécaniques bruyants et des réfrigérants parfois nocifs pour le climat ou inflammables.

C'est pourquoi le Fraunhofer IPM et le Fraunhofer IAF poursuivent le développement de technologies électrocaloriques qui permettent des systèmes de refroidissement et de pompes à chaleur silencieux, efficaces et totalement exempts de fluides. Des projets antérieurs ont déjà démontré la grande efficacité énergétique, la densité de puissance et la compétitivité de l'approche système de Fraunhofer. Le nouveau projet ECO-KÜHL approfondit cette recherche.

Les objectifs centraux sont la fabrication de composants polymères électrocaloriques optimisés avec un revêtement SiOx (IPM) ainsi que le développement de transistors GaN sur saphir performants avec une tension de blocage de 1,7 kV (IAF) afin d'augmenter encore l'effet électrocalorique.

Le projet FoTraBox du centre de prestations "Durabilité" s'adresse au décalage fréquent entre la recherche scientifique et les besoins réels de l'économie et de l'industrie. Les chercheurs sont de plus en plus contraints d'adapter leur travail aux conditions changeantes de financement, aux exigences économiques et aux possibilités de transfert telles que les commandes industrielles, les licences ou les essaimages.

FoTraBox développe à cet effet une boîte à outils méthodologique qui regroupe des méthodes ayant fait leurs preuves dans la pratique et qui permet aux chercheurs d'identifier à temps les exigences du marché et d'orienter leur recherche de manière stratégique vers le marché.

Le projet est financé dans le cadre de la ligne de financement Innovationssprint de DATIpilot (BMBF) et réalisé en coopération avec Grünhof 3000 GmbH (machn).

Le projet étudie comment les installations PV flottantes (FPV) influencent les caractéristiques écologiques des lacs européens, en particulier dans le contexte du changement climatique qui modifie la structure thermique et la stabilité de nombreuses eaux. Étant donné que de tels changements peuvent affecter les écosystèmes aquatiques et le rôle des lacs en tant que puits de carbone, le projet analyse différentes configurations de FPV afin de permettre une planification des installations à la fois respectueuse de la nature et efficace.

L'accent est mis sur les effets sur l'ombrage, la réduction du vent, la qualité de l'eau et la biodiversité. Les mesures montrent des valeurs très variables selon le site et la conception du système (par exemple, 50-95 % d'ombrage, 39-95 % de réduction du vent), mais aucun effet négatif grave sur la qualité de l'eau ou les espèces observées. Les conclusions concernant l'impact à long terme sur la flore et la faune restent provisoires en raison de l'échantillon limité.

Deux outils ont été développés pour l'utilisation pratique des résultats :

- un modèle hydrodynamique (GLM-AED2) qui simule en détail les effets du FPV et soutient les processus de planification et d'évaluation environnementale

- un outil d'optimisation qui combine des critères écologiques, économiques et sociaux afin de déduire des occupations de surface durables pour les installations FPV. Les enquêtes montrent des priorités différentes entre les experts et les non-experts, mais l'outil fournit néanmoins des recommandations cohérentes.

Dans l'ensemble, le projet montre comment les installations FPV peuvent être conçues de manière à être efficaces sur le plan énergétique tout en protégeant les écosystèmes aquatiques.

Le projet WEiteR s'adresse à l'importance croissante de l'hydrogène en tant que vecteur énergétique central de la transition énergétique et à l'augmentation de la production de réservoirs sous pression en PRFC qui en découle. Comme les fibres de carbone sont produites de manière intensive en énergie et que leur disponibilité est limitée dans le monde entier, il faut des stratégies durables pour l'utilisation, la réutilisation et la récupération de qualité de ces réservoirs afin de répondre aux exigences écologiques et économiques.

WEiteR met en place un centre de compétences fribourgeois à cet effet, porté par le Fraunhofer EMI, le Fraunhofer IWM et l'INATECH. Des méthodes de surveillance de l'état et de prévision de la durée de vie des réservoirs en PRFC seront développées afin de prolonger leur durée d'utilisation ou de trouver des possibilités d'utilisation alternatives.

L'un des points forts est un procédé innovant de pelage qui permet de récupérer des bandes de fibres de carbone sans raccourcir les fibres. Contrairement aux méthodes de recyclage traditionnelles, qui conduisent généralement au downcycling, ce procédé permet de récupérer des fibres continues de haute qualité. En complément, une méthode numérique est en train de voir le jour pour déterminer les paramètres optimaux du processus pour différentes combinaisons de matériaux.

WEiteR crée ainsi la base d'une stratégie de recyclage durable, respectueuse des ressources et économiquement viable pour les réservoirs d'hydrogène en PRFC.