Énergie : vers des panneaux solaires installés dans l’espace ?

publié le 10/02/2023 à 14h28 | mis à jour le 10/02/2023 à 14h28 | par Johann Sonneck

Un prototype de centrale solaire à 530 km d’altitude

Cela semble farfelu, et pourtant c’est un projet crédible sur lequel travaille actuellement la California Institute of Technology (Caltech). L’université américaine vient effectivement d’envoyer dans l’orbite terrestre son premier prototype de centrale solaire. Celui-ci, appelé le Space Solar Power Demonstrator, se trouve en effet dans l’espace, à 530 km d’altitude !

Le projet est on ne peut plus sérieux. Il est financé par la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), l’agence de recherche du Département de la Défense des États-Unis.

Son objectif : capter l’énergie solaire depuis l’espace, par l’intermédiaire de gigantesques panneaux, pour ensuite la redistribuer à la surface terrestre. L’atout de ce procédé est que, contrairement aux panneaux photovoltaïques classiques installés au sol, ceux-là ne seraient jamais impactés par la météo. Dans l’absolu, ils pourraient donc potentiellement assurer aux habitants du monde une fourniture continue en électricité.

Alors que la France est (encore) en retard sur ses objectifs de production d’énergie renouvelable, un chiffre fait comprendre l’intérêt de ce projet. D’après certains médias, l’énergie photovoltaïque ne représenterait encore que 4 % de la consommation planétaire. C’est un niveau bien faible à l’heure d’une nécessaire transition énergétique en pleine période de crise climatique et écologique.

L’expérience des chercheurs californiens devrait durer 6 mois. Leur prototype prend en réalité la forme d’une structure qui a approximativement la taille d’une table à manger (2 mètres sur 2). Celle-ci est composée de 32 cellules photovoltaïques de différents types, représentant un poids de 50 kg. Le but sera alors de tester chacune de ces 32 cellules pour voir lesquelles seraient les plus efficaces.

Des panneaux solaires spatiaux : de multiples projets à travers le monde

En réalité, les scientifiques de Caltech sont loin d’être les seuls à travailler sur ce plan de centrale solaire spatiale. Plusieurs projets similaires ont dernièrement vu le jour partout dans le monde. Surprenants de prime abord, leur mise en pratique ne relève toutefois plus de la science-fiction du fait de :

• la baisse des coûts de lancement dans l’espace ;
• l’optimisation des matériaux.

C’est ainsi que, en Europe, l’Agence spatiale européenne (ESA) travaille sur le projet Solaris. Les objectifs de celui-ci sont étalés dans le temps :

• d’abord, sécuriser la technologie élaborée d’ici 2025 ;
• ensuite, envoyer un démonstrateur dans l’espace avant 2027, c’est-à-dire un prototype ;
• enfin, dans les dix années qui suivent, construire une première centrale solaire dans l’orbite terrestre.

La Chine planche aussi sur la mise au point d’une technologie de ce type. En 2022, les chercheurs de l’université de Xidian ont mené une expérience à petite échelle sur Terre. Durant celle-ci, afin de transmettre l’énergie solaire sur 55 mètres, ils ont utilisé des… micro-ondes.

En effet, l’aspect technique sur lequel les scientifiques butent le plus est la transmission de l’énergie solaire depuis l’espace vers la Terre. C’est là que les tests sur des micro-ondes prennent tout leur sens. Avant cela, les chercheurs travaillaient sur la redistribution terrestre de l’énergie solaire par des faisceaux laser. Mais les nuages ont comme inconvénient de bloquer ces transmissions.

C’est pourquoi la volonté de nombreux scientifiques est de transformer l’énergie solaire en micro-ondes. Dans l’absolu, ces derniers pourraient traverser l’atmosphère en ne perdant qu’un minimum de puissance. De plus, dans cette hypothèse, ces émissions ne seraient pas plus nocives que celles émises par un four à micro-ondes classique.

Centrale solaire spatiale : une solution pour atteindre l’objectif zéro carbone d’ici 2050 ?

Les Agences spatiales l’affirment : pour elles, l’énergie solaire provenant de l’espace pourrait permettre de remplir l’objectif de zéro émission de carbone à l’horizon 2050.

Toutefois, cette nouvelle technologie n’est pas sans poser de problèmes :

• c’est une technologie qui coûte cher, bien plus que le solaire terrestre ;
• paradoxalement, elle nécessite aussi d’énormes dépenses en carbone pour qu’elle puisse fonctionner.

Malgré tout, selon certains chercheurs, moins de dix années seraient nécessaires à une centrale solaire spatiale pour compenser cela. Pour eux, en dix ans de fonctionnement, les émissions de gaz à effet de serre causées par le développement, la construction, le lancement et l’installation du projet seraient compensées. À terme, ces panneaux solaires pourraient donc permettre de :

• rivaliser avec les autres sources d’énergie en continu tel que le nucléaire ;
• tendre vers une réelle transition énergétique avec le développement d’une énergie renouvelable de grande qualité.

Mais, concrètement, à quoi ressembleraient ces installations spatiales ? Elles seraient bien plus massives que le prototype envoyé par Caltech dans l’espace. Dans toutes les études menées actuellement, elles prendraient en réalité la forme de gigantesques fermes solaires. Pour générer 1 gigawatt (GW) de puissance, les panneaux en orbite devraient avoir une taille supérieure à 1 km carré. Ainsi, ces fermes solaires seraient :

• constituées de modules assemblés entre eux dans l’espace, après une production et des lancements séparés. L’ISS, la Station spatiale internationale, avait été construite en dix ans en suivant cette organisation ;
• environ dix fois plus grande que cette même Station spatiale internationale.

Un projet à l’ampleur démesurée qui a une ambition louable : agir pour la sécurité énergétique mondiale et le développement des énergies renouvelables. Dans ce but, chacun peut agir, même modestement, à son niveau. Cela peut passer par le choix d’un fournisseur de gaz ou d’électricité verte par exemple. Si une telle optique vous intéresse, notre Comparateur Énergie vous apporte justement toutes les clés pour faire le bon choix. Il vous permettra aussi, peut-être, de faire des économies sur vos factures !

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