nov
23

Chauffage solaire : un nouveau procédé de stockage

Prometteuse et particulièrement en vogue dans les médias, l’énergie solaire n’en fait pas moins l’objet de nombreuses critiques. Parmi ses inconvénients, le plus évident et le plus souvent pointé du doigt par ses détracteurs est celui de l’absence de possibilités de stockage de l’énergie produite à partir du rayonnement solaire. L’absence de stockage est en effet à l’origine de la variabilité de la production, qui ne peut être maintenue constante en raison de l’évolution de la couverture nuageuse ou, plus simplement, de l’alternance du jour et de la nuit. C’est là, en effet, un désavantage majeur… mais peut-être plus pour si longtemps, du moins en ce qui concerne le chauffage solaire.

Une équipe de chercheurs allemands emmenée par Wolf-Dieter Steinmann, du centre de recherche aérospatiale allemand (DRL), en collaboration avec 5 autres pays, un accumulateur de chaleur latente capable de stocker une partie de l’énergie produite par une centrale thermosolaire pendant 10 heures et d’en restituer jusqu’à 90%. Un prototype est actuellement installé sur la centrale thermosolaire d’Almeria en Espagne.

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 Le procédé se destinerait dans un premier temps à l’exploitation industrielle de la chaleur solaire, qu’il serait notamment envisageable d’utiliser dans le cadre des "procédés de l’industrie des matériaux de construction ou de l’industrie agroalimentaire" comme le rappelle Harald Pandl, du DRL.

Pourquoi, donc, fais-je mention de cette découverte sur ce blog? Simplement, si rien n’indique à l’heure actuelle que cette découverte aura un impact sur le chauffage solaire des bâtiments, rappelons tout de même que de nombreux procédés ayant profondément révolutionné notre vie quotidienne sont issus d’efforts de recherche développés dans le cadre de programmes de technologies de pointe, comme l’aérospatiale, ou militaires. Il n’est donc pas interdit d’imaginer qu’à plus ou moins long terme, la découverte de l’équipe de M. Steinmann pourrait affecter l’utilisation du chauffage solaire à tous les niveaux, pour le plus grand bien de nos factures énergétiques et de la planète.

(Source : Bulletins Electroniques)

(Crédits photo : DRL)

nov
20

Le chauffage solaire bientôt à l'assaut du Grand Nord?

 

Les préjugés ont la vie dure : tordons aujourd’hui le cou à celui qui voudrait que le chauffage solaire ne soit utilisable que dans des régions bénéficiant d’un niveau d’ensoleillement particulièrement favorable. Bien sûr, à installations égales, la production d’énergie solaire sera plus importante dans ces régions que dans d’autres où le rayonnement solaire se fait en moyenne moins important. Cependant, cette constatation simple ne doit pas conduire à penser que le solaire thermique n’ait sa place en France que sur le pourtour méditerranéen. Au contraire, celui-ci est utilisable de manière rentable dans l’ensemble des climats européens… et des autres, y compris ceux qui, parmi eux, ne possèdent pas la réputation d’être particulièrement ensoleillés. J’en veux pour preuve l’adoption cette semaine par la mairie de Toronto d’un nouveau projet de chauffage solaire thermique concernant une vingtaine d’immeubles appartenant au gouvernement.

Ce projet présente une particularité que j’ai trouvée intéressante : en effet, peu désireuse d’avoir à supporter les coûts importants des investissements nécessaires pour équiper ses immeubles de dispositifs de chauffage solaire, la municipalité a appliqué au domaine de l’énergie renouvelable une solution déjà largement pratiquée par les opérateurs gaziers : l’investissement de départ sera à la charge de l’entreprise installant les systèmes, en contrepartie de quoi la ville s’engagera par un contrat à long terme à racheter la chaleur produite par les installations solaires à prix fixe.

L’intérêt ? Il semble évident pour Bruce Bowes, membre de l’équipe municipale : « Cela nous permet d’obtenir des prix stables, de réduire les émissions de CO2 et donne à la ville l’image d’une des plus grandes capitales de l’énergie renouvelable dans le pays ».

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Suite à l’adoption, hier, du projet, un appel d’offre sera lancé. Mondial Energy Inc., entreprise spécialisée dans l’énergie solaire basée à Toronto est l’une des entreprise. Louis Fournier, vice-président des ventes, n’est pas surpris par le modèle commercial adopté par la municipalité de la métropole canadienne : "cela convient à leur projet à long terme, en leur permettant d’utiliser davantage d’énergie renouvelable sans faire peser le fardeau des investissements correspondants sur le contribuable". Et comme le rappelle Louis Fournier, les consommateurs d’électricité ou de gaz ne supportent pas directement les investissements dans les réseaux et équipements de production : pourquoi en serait-il autrement pour le chauffage solaire?

Crédits photo : Case Electrical Networks

 

nov
20

Chauffage solaire: une vingtaine d’immeubles municipaux de Toronto se chaufferont grâce au soleil

toronto.jpegLa Ville de Toronto au Canada a choisi de faire chauffer l’eau et ‘air des nouveaux bâtiments municipaux grâce au chauffage solaire. Le but de l’opération est, comme le souligne Bruce Browes, directeur de l’exploitation de la ville, de réduire les émissions de CO2, mais aussi de renforcer le rayonnement de Toronto comme l’une des capitales mondiales de l’énergie renouvelable.

Ces bâtiments ne seront pas équipés en panneaux solaires photovoltaïques, mais utiliserons un système d’énergie solaire thermique. Il s’agit plus précisément de tubes remplis d’eau, qui se réchauffent au soleil, produisant ainsi de l’eau chaude pour les habitants de l’immeuble. Conséquence: la consommation de gaz sera réduite d’un tiers sur une année.

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter l’article qu’y consacre le Toronto Star.

L’utilisation de l’énergie solaire n’est pas nouvelle pour la Ville de Toronto: en effet, la Ville a installé des systèmes de chauffage solaire de piscines dans trois centres de loisir, et deux stations de pompiers chauffent leur eau grâce à des panneaux solaires.

chauffeau.jpgLa Ville de Toronto a fait un choix original et sans doute intelligent concernant ces installations de chauffage solaire.

En effet, au lieu de réaliser cet investissement coûteux lui-même et d’en être propriétaire, la Ville chosira une entreprise qui va installer les équipements solaires sur les bâtiments de la ville, en être propriétaire et en assurer le fonctionnement. En échange, la Ville signera un contrat de long terme (10 ans) avec l’entreprise retenue, s’engager à lui verser un tarif fixe, inférieur ou égal à celui du gaz,  pour l’énergie produite par les installations.

Une idée pour les futurs bâtiments municipaux des villes de France? Ou pour les cités universitaires? Avis au prochain maire de Paris!

(Crédits photos: site sur Toronto, Usine Nouvelle)

 

nov
19

Les chauffe-eau solaires collectifs : un marché porteur?

Si, ainsi que l’ADEME l’avait annoncé il y a une dizaine de jours, la croissance des ventes de chauffe-eau solaires était quelque peu en berne en France en 2006, il existe cependant un domaine dans lequel il semble aujourd’hui plus sûr de placer ses espoirs : celui du solaire thermique collectif. Connaissant jusqu’à présent un niveau de dynamisme inférieur à celui du marché des installations individuelles, le marché des chauffe-eau solaires collectifs (c’est-à-dire équipant des habitations collectives tels qu’hôtels ou logements sociaux) n’en possède pas moins un fort potentiel de développement.

Mais pourquoi le marché du chauffage solaire collectif serait-il plus prometteur, actuellement, que celui du chauffage solaire individuel ? Cela tient à plusieurs raisons, exposées par F. Laby de Actu-environnement dans un excellent article consacré à la question et dont voici les grandes lignes : 

 

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En premier lieu, ces types de bâtiments se caractérisent par une consommation d’eau chaude bien répartie sur l’année et donc régulière, ce qui se prête bien à l’installation d’un chauffe-eau collectif. Pensons notamment aux besoins des hôtels devant chauffer l’eau d’une piscine. Mais ce n’est bien sûr pas tout : le développement des labels de qualité, ainsi que celui des garanties d’efficacité des systèmes de chauffage solaires (comme la Garantie de Résultats Solaires pour les installations les plus importantes) ont largement contribué à gagner la confiance des maîtres d’ouvrages, qui hésitent désormais beaucoup moins à investir dans du matériel de chauffage solaire.

Les exemples sont légion, notamment dans les régions bénéficiant d’un fort ensoleillement. Ainsi, F. Laby rapporte qu’à St-Raphaël, l’hôtel du golf de Valescure couvre, grâce à ses 90m2 de capteurs solaires, jusqu’à 61% de ses besoins en eau chaude sanitaire. D’autres projets fleurissent également dans des zones bénéficiant de conditions moins favorables, comme l’Ile-de-France ou l’Alsace, qu’on imagine influencée par la proximité du modèle de développement urbain de Fribourg en Allemagne, où l’utilisation des sources d’énergies renouvelables, dont le solaire thermique, est depuis longtemps une priorité.

Bien sûr, quelques obstacles peuvent obstruer la voie d’un développement massif du chauffage solaire collectif, à commencer par celui de la qualité des circuits de chauffage en place, qui peuvent nuire à l’efficacité du système, où son coût d’installation, qui oscille généralement entre 800 et 1000 € HT par m2 de capteurs… Obstacle qui pourrait bien être éliminé par la hausse du prix des énergies fossiles, au regard de laquelle les réductions de charge occasionnées pour les locataires par les économies d’énergie obtenues grâce à l’utilisation du solaire seraient d’autant plus importantes. La France comptant aujourd’hui 10 millions de logements collectifs et construisant chaque année 140000 appartements nouveaux comme le rappelle F. Laby, celui-ci n’a certainement pas tort de voir dans le solaire thermique collectif un fort potentiel de développement.

 

 

nov
13

Quelques éclaircissements sur le fonctionnement d’un chauffe-eau solaire

Faire chauffer de l’eau en utilisant la lumière du soleil : le principe du chauffe-eau solaire paraît pour le moins basique. Néanmoins, je ne crois pas qu’une présentation rapide de ses composants et de son fonctionnement soit inutile pour tous. Voici donc un rapide exposé du fonctionnement d’un chauffe-eau solaire, qui permet d’alimenter un foyer en eau chaude grâce à l’utilisation de la plus importante source d’énergie sur Terre : le soleil.

Au commencement est donc… la lumière du soleil, qu’il va d’abord s’agir de capter et transformer en chaleur. C’est le rôle du capteur solaire, situé dans la majorité des cas sur le toit de l’habitation concernée (ils peuvent également être situés sur les murs extérieurs de l’habitation, comme dans le cas des chauffe-eau hybrides de Tokyo Gas, cf. article du 29 septembre).

Le capteur se compose de 2 éléments :

- Un absorbeur, qui consiste en un ensemble de tubes métalliques. Ceux-ci sont noirs afin d’absorber davantage de lumière.

 

-  L’absorbeur se situe dans un coffre. Sa face supérieure est vitrée, et il est isolé thermiquement de façon à fonctionner comme une serre, retenant 95% des rayons). Ainsi 4m2 de capteurs orientés au sud sur un toit incliné à 45° permettent de chauffer jusqu’à 300m3 d’eau chaude en été (bien entendu, ce chiffre varie avec l’ensoleillement de la région…).

La lumière du soleil fait chauffer les tubes de l’absorbeur : encore faut-il la transporter. Ce transport est assuré par la circulation d’un liquide caloporteur (également appelé liquide primaire) constitué d’eau et d’antigel dans le circuit primaire. Il s’agit d’un réseau de tubes isolés thermiquement pour éviter les pertes de chaleur et qui passe par l’absorbeur où le liquide se réchauffe.

Le circuit primaire passe également par le ballon d’eau chaude solaire, lui aussi isolé, où s’opère le transfert de la chaleur du liquide calorifique vers l’eau.

Ce transfert est réalisé au moyen d’un échangeur thermique : grossièrement, le tube du circuit primaire est enroulé en forme de serpentin à l’intérieur du ballon d’eau chaude, de manière à augmenter la surface de contact entre le tube et l’eau et, ainsi, transférer la chaleur du liquide primaire à l’eau du ballon, lieu de stockage de l’eau chaude.

Refroidi, le liquide primaire repart alors vers le capteur pour y être réchauffé à nouveau et recommencer le cycle… Pour cela, il est nécessaire de faire circuler le liquide primaire. La mise en mouvement du liquide est assurée par une pompe électrique appelée circulateur. Celle-ci est reliée à un régulateur qui l’active et la désactive. Ce régulateur est lui-même lié à deux sondes de température : l’une située au niveau du ballon, l’autre au niveau du capteur. Le régulateur met la pompe en fonction dès l’instant où la sonde située au niveau du ballon indique une température inférieure à celle située sur le capteur, et l’arrête dès que l’inverse se produit.

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Toutefois, il est possible de ne pas utiliser de pompe : on parlera alors de système à circulation naturelle, par opposition à un système à circulation forcée, c’est-à-dire muni d’une pompe. Dans ce cas, il est impératif que le ballon soit situé plus haut que le capteur : tant que le liquide est plus chaud que l’eau du ballon, sa densité est moindre et il s’élève donc vers le ballon où il réchauffe l’eau (il s’agit du principe de thermocirculation). Dès l’instant où le liquide est plus froid que l’eau, la circulation s’arrête. 

circulation naturelle leroy merlin.jpg

Tout cela n’irait pas sans un petit bémol : nous sommes en novembre, l’hiver approche et les jours raccourcissent… Sans compter le fait que chacun d’entre nous ne bénéficie pas nécessairement du degré d’ensoleillement de la région PACA… Le solaire thermique, pour toutes ses qualités, est une source d’énergie intermittente, défaut qu’il est nécessaire de pallier sous peine de nombreux désagréments. Dans ce but, plusieurs options sont envisageables :

-         l’adjonction d’une résistance électrique au ballon d’eau chaude

-         l’adjonction d’un second échangeur thermique relié à une chaudière traditionnelle (gaz, fioul…)

-         ainsi, bien sûr, que l’installation d’n ballon d’appoint raccordé à une chaudière ou muni d’une résistance électrique.

 

Crédit images : Leroy-Merlin

nov
12

Les objectifs du Grenelle de l'environnement donnent un coup d'accélérateur à l'énergie solaire

Rendues publiques le 25 octobre dernier par le Président de la République, les conclusions du « Grenelle de l’environnement » ne sont pas sans implications pour le développement du marché de l’énergie solaire thermique en France.

Parmi les principales propositions retenues par le gouvernement, l’une des plus ambitieuses concerne le bâtiment : à l’horizon 2020, tous les bâtiments neufs devront être à énergie positive, c’est-à-dire qu’ils devront produire davantage d’énergie qu’ils n’en consomment… Un objectif à la réalisation duquel le chauffage solaire devrait s’imposer comme un élément incontournable. Ainsi, si l’on en croit Michèle Pappalardo, présidente de l’ADEME, l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie, "Le marché va devoir changer d’échelle, le solaire thermique devra être multiplié par 3 ou 4, et le photovoltaïque par 20".

Simple, le solaire thermique est moins coûteux et propose un meilleur rendement que son cousin le solaire photovoltaïque (sans que ceux-ci soient en compétition, le dernier visant à produire du courant), qui pourtant lui vole sans cesse la vedette dans les médias. Le solaire thermique n’est également pas sujet à des contraintes géographiques fortes comme la géothermie… c’est donc la source d’énergie domestique renouvelable la plus rentable et facilement exploitable – notamment dans des logements utilisant déjà un chauffage central à eau chaude. Il fait donc maintenant peu de doute que cette source d’énergie demeurée trop longtemps dans l’ombre ne devrait pas tarder à décoller à la faveur des nouveaux objectifs d’économies d’énergie.

La tâche n’ira cependant pas sans complications : déficit de formation des professionnels du bâtiment, manque d’ingénieurs, réticence des architectes à intégrer le chauffage solaire dans leurs plans font aujourd’hui partie ds problèmes récurrents freinant le développement du solaire thermique résidentiel… C’est donc un énorme chantier qui s’engage, tant du côté des professionnels de l’énergie solaire que de celui de l’industrie du bâtiment.

 

 

nov
12

Energie solaire: comment ça marche?

Il existe de multiples façons de convertir l’énergie solaire en chaleur ou en électricité. Voici quelques brèves explications.

Pour commencer, on distingue l’utilisation active de l’énergie solaire, qui aboutit à la production d’électricité ou de chaleur, de son utilisation passive, qui vise à maximiser la quantité d’énergie reçue et emmagasinée par les bâtiments. Je consacre l’article d’aujourd’hui à l’utilisation active de l’énergie solaire et vous parlerai demain de son utilisation passive.

Les 3 principales utilisations actives de l’énergie solaire sont les suivantes:

foursolaireOdeillo.jpgFour solaire: Un four solaire est constitué de centaines de miroirs orientés vers un récepteur central. La température du récepteur central, vers lequel sont réfléchis les rayons du soleil, monte à plus de 600°C. Un courant d’huile synthétique collecte cette chaleur et la convertit en vapeur. La vapeur fait tourner des turbines reliées à un générateur, produisant ainsi de l’électricité. Les fours solaires les plus grands peuvent produire plus de 10MV, contribuant de manière importante à la production d’électricité nationale. (Ci-contre: le four solaire d’Odeillo dans les Pyrénées Orientales)

La centrale portugaise de Moura, qui doit être mise en service en 2009, devrait même produire 62 MW!

maisonphotovoltaique.jpgEnergie photovoltaïque: Elle est utilisée dans l’aérospatiale pour allonger la durée de vie des satellites, et s’est répandue dans de nombreuses applications, allant des calculatrices aux centrales solaires puissantes. Elle repose sur l’effet photoélectrique, qui génère de l’électricité directement de l’énergie solaire (sans passer par la chaleur comme véhicule d’énergie).

Les cellules photovoltaïques, qui opèrent cette transformation des rayons du soleil en électricité, sont en général composées de cristaux de silicium. Le silicium est le deuxième élément le plus abondant de la croûte terrestre après l’oxygène! L’inconvénient de ces cellules sont leur coût… Cependant, le prix des cellules solaires est 1000 fois inférieur à celui des années 50. Et il continue de chuter grâce aux avancées techniques.

Pour en savoir plus sur le photovoltaïque cliquez ici.

chauffagesolaire.jpgChauffage de l’eau: Il s’agit actuellement d’un des premiers débouchés de l’énergie solaire. Comment ça marche? C’est simple: un panneau solaire chauffe-eau est constitué de plaques de métal sombres qui absorbent les rayons du soleil. Cette chaleur est transférée vers un réseau de conduits d’eau placés contre la surface de la plaque, ou à l’intérieur même de celle-ci. Une pompe à contrôle thermostatique régule le débit d’eau. Le thermostat permet un chauffage uniforme de l’eau jusqu’à une températire de 82°C.
Cette chaleur est ensuite transférée vers le ballon d’eau chaude de la maison. Ce type d’installation peut être associé au chauffage conventionnel, ce qui permet de réduire la facture d’électricité, même dans les climats peu ensoleillés. Dans un lieu ensoleillé, par exemple en Floride, il suffit de 4m2 de panneaux solaires chauffe-eau pour répondre aux besoins des occupants d’une maison typique!

Pour en savoir plus sur le chauffage solaire, cliquez ici. 

 

A demain pour en savoir plus sur l’énergie solaire passive et les fameuses "maisons passives"!

oct
26

Grenelle de l’environnement : Rapport Officiel sur l’Energie Solaire

Que dit le rapport officiel du Grenelle de l’environnement sur l’énergie solaire ? Et bien, je suis allé le lire pour vous.

Disons que le rapport établit que:
- le solaire thermique est une technologie prête à l’emploi et que des mesures d’encouragements concrètes peuvent suivre rapidement
- le solaire photovoltaïque est une technologie qui se cherche encore et pour laquelle il faut encourager la Recherche et le Développement.

Extrait du Rapport Offciel, disponible sur legrenelle-environnement.fr:

Développer la production d’électricité renouvelable exige un développement des capacités hydrauliques qu’il est encore possible d’exploiter, (cf. l’axe eau) un développement de l’éolien, et, dans une mesure qui dépendra de l’industrialisation des technologies dans des conditions économiques acceptables, des  autres techniques, pour lesquelles des choix stratégiques en matière d’effort de recherche doivent être opérés (ainsi, le solaire thermique peut d’ores et déjà faire l’objet de normes réglementaires d’installation dans le bâti neuf ou rénové, sous réserve de développer l’offre et les formations adéquates des salariés ;  en revanche, le solaire photovoltaîque doit plutôt faire l’objet d’un effort de recherche, sur les techniques  de production et de stockage, pour parvenir à le placer dans des conditions économiques compétitives).

Rien de surprenant donc. Je pense que cela veut dire que les aides vont aller vers les particuliers pour le thermique et vers les entrerprises pour le photvoltaïque.

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sept
29

Chauffe-eau Solaire : Un combiné solaire et gaz inventé par Tokyo Gas

Question : Vous êtres un producteur / distributeur de gaz et vous voulez profiter du boom des ventes de chauffe-eau solaire. Que faites-vous ?

Réponse : Vous inventez un nouveau type de chauffe-eau pour particuliers combinant chauffage solaire et chauffage au gaz. C’est ce qu’a fait Tokyo Gas, qui affirme que son chauffe-eau est plus écologique et moins coûteux que les chaudières électriques.

Voici l’infirmation provenant de l’Ambassade du Japon et reprise par Enerzine :

Tokyo Gas Chauffe eau solaire.jpg Contrairement aux chauffe-eau solaires classiques utilisant des panneaux solaires disposés sur le toit des logements, le nouveau type développé par Tokyo Gas utilise un échangeur thermique solaire fixé sur le mur extérieur du logement.

L’eau chauffée par l’énergie solaire est stockée dans des réservoirs de 50 à 100 litres. Ces citernes ne dépassant pas la taille de l’unité externe d’un climatiseur, elles peuvent être placées sur un balcon par exemple.

Un mélangeur est associé au système afin d’ajouter de l’eau froide avant utilisation si l’eau stockée est trop chaude ou de diriger cette eau, si elle est tiède, vers l’unité fonctionnant au gaz. Lorsque la demande excède le volume disponible, la chaudière à gaz prend le relais. Les deux appareils (échangeur thermique solaire et chauffe-eau à gaz) sont reliés à un système de contrôle centralisé qui permet de surveiller le dispositif depuis l’intérieur du logement.

Tokyo Gas estime que 15% des besoins en eau chaude seront couverts par l’unité solaire en été contre 8% en hiver.

L’entreprise espère avoir un prototype fonctionnel fin septembre 2007 afin de mener courant 2008 les essais précédant la commercialisation, prévue en 2009. Le prix de vente de l’unité solaire devrait être inférieur à 100.000 yens (625 euros) alors que le dispositif complet sera d’environ 500.000 yens (3000 euros). Ceci est inférieur au coût des chaudières écologiques vendues par les compagnies électriques.

sept
29

Photovoltaïque : la plus grande centrale photovoltaique urbaine de France, à Paris, en … 2012

Photovoltaïque: A la place des Jeux Olympiques, Paris aura en 2012 le plus grande centrale photovoltaïque urbaine de France. Foin d’ironie, c’est un bon premier pas.

halle pajol.pngCette centrale sera installée à la Halle Pajol, un des quartiers en cours de rénovation à Paris (Lien : Projet Pajol, Mairie du 18e). Le maire de la ville, Bertraind Delanoë, est allé visiter le chantier mi-septembre 2007.

Les panneaux solaires profiteront de la bonne orientation du bâtiment lui-même. En effet, la Halle Pajol est exposée "plein sud et est incliné de 30°», indique Frédéric Schrapp. Ce dernier fait partie du cabinet Solareo, en charge de l’étude technique et économique du projet.

Au total, 3 300 m2 de panneaux solaires produiront de l’électricité, environ 380 MWH/an. Mais ce n’est pas tout puisqu’une installation solaire thermique de 200 m2 de capteurs thermiques, produira de l’eau chaude.

A noter que l’énergie ne sera pas consommée sur place mais sera revendu sur le marché. Bertrand Delanoë a estimé qu’il fallait confier la production d’électricité à «ceux qui ont la compétence», tout en promettant que l’appel d’offres et le cahier des charges seraient «exigeants» et la concurrence «forte».

Le coût de l’opération qui s’élève à 2,5 millions d’euros, sera donc pris en charge par un opérateur privé.

La Halle Pajol, actuellement en cours de réhabilitation devrait abriter une auberge de jeunesse, une bibliothèque et un centre commercial. Sur la Zac Pajol, on devrait voir apparaitre entre 2009 et 2012, un collège, un IUT, une salle de spectacle, un jardin couvert.

(Source : Universal Press Agency)