What I'm going to do is, I'm going to explain to you an extreme green concept that was developed at NASA's Glenn Research Center in Cleveland, Ohio. But before I do that, we have to go over the definition of what green is, 'cause a lot of us have a different definition of it. Green. The product is created through environmentally and socially conscious means. There's plenty of things that are being called green now. What does it actually mean? We use three metrics to determine green. The first metric is: Is it sustainable? Which means, are you preserving what you are doing for future use or for future generations? Is it alternative? Is it different than what is being used today, or does it have a lower carbon footprint than what's used conventionally? And three: Is it renewable? Does it come from Earth's natural replenishing resources, such as sun, wind and water?
Je vais vous expliquer un concept écologique extrême, que le centre de recherche Glenn de la NASA a développé à Cleveland, dans l'Ohio. Mais avant de commencer, revoyons ensemble la définition d'écologie, car tout le monde en a un concept différent. « Vert ». Les produits sont créés selon des méthodes respectueuses de l'environnement et de la société. Il y a plein de choses labellisées vertes. Qu'est-ce que cela veut vraiment dire ? Nous utilisons 3 indicateurs pour déterminer ça. Le premier critère : est-ce durable ? C'est-à-dire, est-ce que vous préservez ce que vous faites pour l'avenir et les générations futures? Est-ce alternatif ? Est-ce différent de ce qui se fait aujourd'hui ? L'empreinte carbone est-elle plus petite que ce qui est utilisé habituellement ? Et trois : est-ce renouvelable ? Est-ce issu de ressources naturelles illimitées,
Now, my task at NASA is to develop the next generation of aviation fuels. Extreme green. Why aviation? The field of aviation uses more fuel than just about every other combined. We need to find an alternative. Also it's a national aeronautics directive. One of the national aeronautics goals is to develop the next generation of fuels, biofuels, using domestic and safe, friendly resources. Now, combating that challenge we have to also meet the big three metric — Actually, extreme green for us is all three together; that's why you see the plus there. I was told to say that. So it has to be the big three at GRC. That's another metric. Ninety-seven percent of the world's water is saltwater. How about we use that? Combine that with number three. Do not use arable land. Because crops are already growing on that land that's very scarce around the world. Number two: Don't compete with food crops. That's already a well established entity, they don't need another entry. And lastly the most precious resource we have on this Earth is fresh water. Don't use fresh water. If 97.5 percent of the world's water is saltwater, 2.5 percent is fresh water. Less than a half percent of that is accessible for human use. But 60 percent of the population lives within that one percent.
telles le soleil, le vent, l'eau ? Ma mission à la NASA est de développer les carburants de nouvelle génération pour l'aviation. Vert extrême ! Pourquoi l'aviation ? Parce que ce secteur consomme plus de fuel que tous les autres moyens de transport réunis. Nous devons trouver une alternative. C'est une directive aéronautique nationale. Un des objectifs de l'aéronautique est de développer les prochains carburants et biocarburants avec des ressources nationales, sûres et écologiques. En plus de ce défi, nous devons aussi respecter nos 3 critères ; les trois à la fois, parce que nous sommes extrêmement verts. C'est pour cela qu'ils apparaissent sous forme d'addition. Donc, au Labo Glenn, le minimum, c'est de remplir les 3 critères. Mais ce n'est pas suffisant. 97% de l'eau sur Terre est de l'eau de mer. Pourquoi ne pas utiliser cette eau de mer ? Combinons ça avec le critère numéro 3. Ne pas utiliser de terres arables. Parce que ces sols accueillent déjà des cultures, et qu'ils sont rares dans le monde. 2 : Ne pas entrer en compétition avec des cultures alimentaires. C'est une entité déjà bien représentée. Pas besoin de nouveaux concurrents. Et enfin, notre ressource la plus précieuse sur Terre, c'est l'eau douce. 1. Ne pas utiliser d'eau douce. Donc, si 97,5% de l'eau sur Terre est salée, 2,5% est de l'eau douce. Moins de 0,5% de celle-ci est accessible à l'homme. Mais 60% de la population vit avec cela.
So, combating my problem was, now I have to be extreme green and meet the big three. Ladies and gentlemen, welcome to the GreenLab Research Facility. This is a facility dedicated to the next generation of aviation fuels using halophytes. A halophyte is a salt-tolerating plant. Most plants don't like salt, but halophytes tolerate salt. We also are using weeds and we are also using algae. The good thing about our lab is, we've had 3,600 visitors in the last two years. Why do you think that's so? Because we are on to something special.
Donc, mon défi est d'être extrêmement vert et de respecter les 3 critères. Mesdames et Messieurs, bienvenue au GreenLab. C'est un centre dédié aux générations futures de carburants aéronautiques à base d'halophytes. Un halophyte est une plante qui tolère l'eau salée. La plupart des plantes n'aiment pas le sel. Mais les halophytes le tolèrent. On utilise aussi les mauvaises herbes, les algues. Nous avons accueilli au labo 3600 visiteurs en 2 ans. Pourquoi cet intérêt ? Parce qu'on travaille sur un truc unique.
So, in the lower you see the GreenLab obviously, and on the right hand side you'll see algae. If you are into the business of the next generation of aviation fuels, algae is a viable option, there's a lot of funding right now, and we have an algae to fuels program. There's two types of algae growing. One is a closed photobioreactor that you see here, and what you see on the other side is our species — we are currently using a species called Scenedesmus dimorphus. Our job at NASA is to take the experimental and computational and make a better mixing for the closed photobioreactors. Now the problems with closed photobioreactors are: They are quite expensive, they are automated, and it's very difficult to get them in large scale. So on large scale what do they use? We use open pond systems. Now, around the world they are growing algae, with this racetrack design that you see here. Looks like an oval with a paddle wheel and mixes really well, but when it gets around the last turn, which I call turn four — it's stagnant. We actually have a solution for that. In the GreenLab in our open pond system we use something that happens in nature: waves. We actually use wave technology on our open pond systems. We have 95 percent mixing and our lipid content is higher than a closed photobioreactor system, which we think is significant.
En bas, vous voyez notre GreenLab. A droite, il y a les algues. Si vous êtes dans le domaine des carburants aéronautiques du futur, les algues sont une option viable qui attire beaucoup de fonds. Nous avons un programme « algues et carburants ». Il y a deux manières de cultiver les algues : comme ceci dans un bio-réacteur fermé, et comme ceci, de l'autre côté. Nous cultivons une espèce d'algue appelée <i>Scenedesmus dimorphus</i>. Notre travail à la NASA est d'analyser les expériences et les modèles pour créer un mélange optimal pour les bio-réacteurs. Le problème avec ces bio-réacteurs fermés, c'est qu'ils sont chers, ils sont automatisés, et c'est difficile de les utiliser à grande échelle. A grande échelle, comment fait-on ? On utilise des réservoirs ouverts. Là où on cultive des algues dans le monde, on utilise ces piscines en forme de circuit. Un grande piscine ovale avec une roue de mixage. Cela mélange bien. Mais quand on arrive au dernier tournant, le quatrième, cela stagne. Mais nous avons trouvé une solution offerte par la nature. Dans notre réservoir au GreenLab, nous utilisons les vagues. En fait, nous utilisons une technologie pour créer des vagues dans notre piscine. Le degré de mélange atteint 95% et la teneur en lipides est plus dense que dans un bio-réacteur fermé. Ce qui est significatif pour nous.
There is a drawback to algae, however: It's very expensive. Is there a way to produce algae inexpensively? And the answer is: yes. We do the same thing we do with halophytes, and that is: climatic adaptation. In our GreenLab we have six primary ecosystems that range from freshwater all the way to saltwater. What we do: We take a potential species, we start at freshwater, we add a little bit more salt, when the second tank here will be the same ecosystem as Brazil — right next to the sugar cane fields you can have our plants — the next tank represents Africa, the next tank represents Arizona, the next tank represents Florida, and the next tank represents California or the open ocean. What we are trying to do is to come up with a single species that can survive anywhere in the world, where there's barren desert. We are being very successful so far.
Le désavantage des algues, c'est leur coût élevé. Y a-t-il un moyen bon marché de produire des algues ? La réponse est oui. On fait la même chose que pour les halophytes : une adaptation du climat. Dans le GreenLab, on a 6 écosystèmes de base : de l'eau douce à l'eau salée. On prend une espèce à étudier, et on la met dans l'eau douce, on ajoute un peu de sel. La deuxième citerne a un écosystème similaire à celui du Brésil. On peut cultiver nos plantes à côté de champs de canne à sucre. La citerne suivante, c'est l'Afrique. Ensuite, l'Arizona, la Floride, la Californie et l'océan. On essaye de développer une espèce unique qui peut survivre partout dans le monde, même dans le désert. Pour le moment, cela marche bien.
Now, here's one of the problems. If you are a farmer, you need five things to be successful: You need seeds, you need soil, you need water and you need sun, and the last thing that you need is fertilizer. Most people use chemical fertilizers. But guess what? We do not use chemical fertilizer. Wait a second! I just saw lots of greenery in your GreenLab. You have to use fertilizer. Believe it or not, in our analysis of our saltwater ecosystems 80 percent of what we need are in these tanks themselves. The 20 percent that's missing is nitrogen and phosphorous. We have a natural solution: fish. No we don't cut up the fish and put them in there. Fish waste is what we use. As a matter of fact we use freshwater mollies, that we've used our climatic adaptation technique from freshwater all the way to seawater. Freshwater mollies: cheap, they love to make babies, and they love to go to the bathroom. And the more they go to the bathroom, the more fertilizer we get, the better off we are, believe it or not. It should be noted that we use sand as our soil,
Un des problèmes est le suivant : un fermier a besoin de 5 choses : des graines, un sol, de l'eau, du soleil, et enfin, des engrais. La majorité utilise des engrais chimiques. Mais vous savez quoi ? Chez nous, pas d'engrais chimiques. Un moment ! GreenLab est verdoyant. Il doit bien y avoir des engrais. Incroyable mais vrai, lors de l'analyse de nos écosystèmes, il apparaît que 80% de nos besoins se trouvent dans les citernes elles-mêmes. Les 20% manquants sont du nitrogène et du phosphate. On a une solution naturelle : des poissons. On ne découpe pas du poisson pour jeter les morceaux dans l’eau. On a besoin de leurs excréments. On élève donc des vivipares d’eau douce, que nous avons adaptés à l'eau salée, avec notre technique d'adaptation climatique. Les vivipares d’eau douce sont bon marché. Ils adorent se reproduire, Et ils font souvent leurs besoins. Plus ils vont aux toilettes, plus ils créent d'engrais, mieux c’est pour nous ! Incroyable mais vrai.
regular beach sand. Fossilized coral.
Sachez que nous utilisons du sable à la place de terre. Du sable de plage, tout à fait normal.
So a lot of people ask me, "How did you get started?" Well, we got started in what we call the indoor biofuels lab. It's a seedling lab. We have 26 different species of halophytes, and five are winners. What we do here is — actually it should be called a death lab, 'cause we try to kill the seedlings, make them rough — and then we come to the GreenLab. What you see in the lower corner is a wastewater treatment plant experiment that we are growing, a macro-algae that I'll talk about in a minute. And lastly, it's me actually working in the lab to prove to you I do work, I don't just talk about what I do. Here's the plant species. Salicornia virginica. It's a wonderful plant. I love that plant. Everywhere we go we see it. It's all over the place, from Maine all the way to California. We love that plant. Second is Salicornia bigelovii. Very difficult to get around the world. It is the highest lipid content that we have, but it has a shortcoming: It's short. Now you take europaea, which is the largest or the tallest plant that we have. And what we are trying to do with natural selection or adaptive biology — combine all three to make a high-growth, high-lipid plant. Next, when a hurricane decimated the Delaware Bay — soybean fields gone — we came up with an idea: Can you have a plant that has a land reclamation positive in Delaware? And the answer is yes. It's called seashore mallow. Kosteletzkya virginica — say that five times fast if you can. This is a 100 percent usable plant. The seeds: biofuels. The rest: cattle feed.
Des coraux fossilisés. La question qui revient souvent est de savoir comment nous avons commencé. On commence dans notre laboratoire de biocarburant. C’est une pépinière. On y élève 26 sortes d’halophytes. Et il y a 5 lauréats. En fait, notre pépinière ressemble à un labo de la mort. Parce qu’on fait tout pour tuer les pousses, et les rendre plus résistantes. Ensuite elles viennent au GreenLab. Ici dans le coin inférieur, vous voyez une expérience de traitement végétal d’eau usée. Je vais vous parler dans un instant des macro-algues que nous y cultivons. Me voilà dans mon labo, pour vous prouver que je ne fais pas que baratiner. Voici les espèces végétales : la salicorne de Virginie. Une plante merveilleuse. Je l’adore. Où qu'on soit, on la trouve partout. Du Maine à la Californie. Tout GreenLab en est fou ! La deuxième est la salicorne naine. On la trouve difficilement dans le monde. Elle contient le plus haut niveau de lipide. Mais elle a un problème : elle est naine. La salicorne d’Europe, la plus grande de toutes. Nous essayons de combiner les trois en une à travers une sélection naturelle ou de biologie adaptative pour créer une grande plante avec une haute teneur en lipide. Ensuite, quand le typhon a dévasté la Baie du Delaware, la vue des champs de soja détruits nous a donné une idée : y a-t-il des plantes qui vont s’implanter rapidement dans le Delaware ? Et la réponse est positive. Elle s’appelle la mauve de Virginie. Nom scientifique : <i>Kostelezkya virginica</i>. Répétez cela 5 fois, svp ! Cette plante est 100% utile :
It's there for 10 years; it's working very well. Now we get to Chaetomorpha. This is a macro-algae that loves excess nutrients. If you are in the aquarium industry you know we use it to clean up dirty tanks. This species is so significant to us. The properties are very close to plastic. We are trying right now to convert this macro-algae into a bioplastic. If we are successful, we will revolutionize the plastics industry.
les graines donnent du biocarburant, le reste est donné en fourrage au bétail. La plante vit 10 ans, elle est très productive. Ceci est <i>Chaetomorpha</i>. C’est la macro-algue dont je vous ai parlé. Elle adore les surplus de nutriments. Si vous avez un aquarium, vous l’utilisez pour nettoyer votre aquarium sale. Cette espèce est vraiment particulière. Elle a des propriétés proches du plastique. On essaie donc de la transformer en bio-plastique.
So, we have a seed to fuel program. We have to do something with this biomass that we have. And so we do G.C. extraction, lipid optimization, so on and so forth, because our goal really is to come up with the next generation of aviation fuels, aviation specifics, so on and so forth. So far we talked about water and fuel, but along the way we found out something interesting about Salicornia: It's a food product. So we talk about ideas worth spreading, right? How about this: In sub-Saharan Africa, next to the sea, saltwater, barren desert, how about we take that plant, plant it, half use for food, half use for fuel. We can make that happen, inexpensively. You can see there's a greenhouse in Germany that sells it as a health food product. This is harvested, and in the middle here is a shrimp dish, and it's being pickled. So I have to tell you a joke. Salicornia is known as sea beans, saltwater asparagus and pickle weed. So we are pickling pickle weed in the middle. Oh, I thought it was funny. (Laughter) And at the bottom is seaman's mustard. It does make sense, this is a logical snack. You have mustard, you are a seaman, you see the halophyte, you mix it together, it's a great snack with some crackers. And last, garlic with Salicornia, which is what I like. So, water, fuel and food.
Si on réussit, cela va révolutionner cette industrie. On a donc les graines pour le programme de biocarburant. On doit faire quelque chose avec la biomasse. Alors, on fait une extraction gazéo-chromatographique, une optimisation des lipides, etc. pour atteindre notre objectif principal de créer un carburant aéronautique. On vient de parler d’eau et de carburant. En cours de route, on a trouvé une propriété intéressante à la salicorne : elle est comestible. Ici, on parle d’idées qui valent la peine d’être diffusées. En voilà une : pourquoi ne pas planter la salicorne dans le désert en Afrique sub-saharienne, à proximité de la mer, et d’eau salée ? Une partie va dans l’alimentation, l’autre dans la production de carburant. C’est possible. Et pas cher. Il y a des productions en serre en Allemagne et c’est vendu dans des magasins biologiques. La voilà en récolte. L’image du milieu, un plat d’écrevisses, elle est conservée dans de la saumure. Je dois vous faire un jeu de mots. La salicorne a plusieurs noms : haricot de mer, asperge de mer, et foin en saumure. Asperges de mer amères nous sautent sur le haricot. [Jeu de mots intraduisible] Je trouve cela amusant. (Rires) En dessous, on a de la moutarde du marin. Un snack de circonstance : vous êtes marin, de la moutarde sous la main. Vous apercevez l’halophyte, vous la mélangez à la moutarde, voilà un super snack sur des biscottes. Mon plat préféré, la salicorne à l’ail. On a de l’eau, du carburant et de la nourriture.
None of this is possible without the GreenLab team. Just like the Miami Heat has the big three, we have the big three at NASA GRC. That's myself, professor Bob Hendricks, our fearless leader, and Dr. Arnon Chait. The backbone of the GreenLab is students. Over the last two years we've had 35 different students from around the world working at GreenLab. As a matter fact my division chief says a lot, "You have a green university." I say, "I'm okay with that, 'cause we are nurturing the next generation of extreme green thinkers, which is significant."
Rien de cela ne serait possible sans l’équipe du GreenLab. Au club de basket <i>Miami Heat</i>, ils ont trois superstars. Nous aussi au GreenLab de la NASA, nous avons nos trois superstars : notre leader intrépide, le professeur Bob Hendricks, le Dr Arnon Chait et moi. L'épine dorsale du labo ? Les étudiants ! Ces deux dernières années, GreenLab a accueilli 35 étudiants du monde entier. Mon chef de groupe a l’habitude de dire que notre labo est une université verte. C’est très bien ainsi ! Car nous cultivons la prochaine génération de penseurs verts. Et cela a du sens !
So, in first summary I presented to you what we think is a global solution for food, fuel and water. There's something missing to be complete. Clearly we use electricity. We have a solution for you — We're using clean energy sources here. So, we have two wind turbines connected to the GreenLab, we have four or five more hopefully coming soon. We are also using something that is quite interesting — there is a solar array field at NASA's Glenn Research Center, hasn't been used for 15 years. Along with some of my electrical engineering colleagues, we realized that they are still viable, so we are refurbishing them right now. In about 30 days or so they'll be connected to the GreenLab.
En bref, je viens de vous présenter notre solution mondiale pour la nourriture, le carburant et l’eau. Mais il manque encore un élément pour être complet : l’électricité. Nous y avons pensé : Les ressources renouvelables. On a deux éoliennes connectées au GreenLab, et on devrait connecter 4 ou 5 nouvelles turbines prochainement. On utilise aussi une autre source d’énergie : il y a un champ de panneaux solaires au centre de recherche de la NASA. Mais il n’est plus utilisé depuis 15 ans. Je suis allé les inspecter avec des collègues électriciens : ils sont toujours en bon état. On est en train de les remettre à jour et dans un mois, ils seront connectés au GreenLab.
And the reason why you see red, red and yellow, is a lot of people think NASA employees don't work on Saturday — This is a picture taken on Saturday. There are no cars around, but you see my truck in yellow. I work on Saturday. (Laughter) This is a proof to you that I'm working. 'Cause we do what it takes to get the job done, most people know that. Here's a concept with this: We are using the GreenLab for a micro-grid test bed for the smart grid concept in Ohio. We have the ability to do that, and I think it's going to work. So, GreenLab Research Facility. A self-sustainable renewable energy ecosystem was presented today. We really, really hope this concept catches on worldwide. We think we have a solution for food, water, fuel and now energy. Complete. It's extreme green, it's sustainable, alternative and renewable and it meets the big three at GRC: Don't use arable land, don't compete with food crops, and most of all, don't use fresh water.
Et si on a coloré des zones en rouge et en jaune, c’est parce que beaucoup de personnes pensent que les employés de la NASA ne travaillent pas le samedi. On a pris cette photo un samedi. Il n’y a pas de voiture, sauf la mienne, la jaune. Donc, je travaille le samedi. (Rires) Vous voyez, je bosse aussi. On fait ce qu’il faut pour que le travail soit fait. Voici un autre projet de notre labo : on utilise le labo comme pilote pour un réseau intelligent, sur lequel sera basé celui de l’Ohio. On en a les ressources. Je pense qu’on va réussir. Le centre de recherche de GreenLab : je vous ai présenté aujourd'hui un écosystème autonome et renouvelable. Nous espérons vraiment que le monde entier nous imitera. On pense avoir une solution pour l’alimentation, l’eau, le carburant, la production d’énergie. La boucle est bouclée. C’est super écolo, durable, alternatif et renouvelable. Et on remplit nos 3 conditions : pas de terre arable, pas de compétition avec les plantations alimentaires,
So I get a lot of questions about, "What are you doing in that lab?" And I usually say, "None of your business, that's what I'm doing in the lab." (Laughter) And believe it or not, my number one goal for working on this project is I want to help save the world.
et surtout, pas d’eau potable. On me demande souvent ce que nous faisons au GreenLab. Je réponds en général que ce n’est pas leurs affaires. (Rires) Je vais peut-être paraître présomptueux, mais ma mission ultime, qui m’a fait choisir ce job,