Les projets fous du solaire spatial
Publié le 29 Octobre 2021Lien vers l'article original: ici
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| Vue d’artiste d’une station solaire spatiale située sur l’orbite terrestre qui serait en capacité de transmettre sur terre l’énergie collectée dans l’espace par micro-ondes à travers l’atmosphère. SPL / sciencephoto.fr/SPL / sciencephoto.fr |
FIGARO DEMAIN - Les États-Unis, la Chine et même le Royaume-Uni envisagent l’envoi de satellites dotés de panneaux solaires, afin d’exploiter l’énergie du soleil et la transmettre sur Terre.
Dans sa nouvelle intitulée Raison, publiée en 1941, l’auteur de science-fiction Isaac Asimov imagine que les hommes captent l’énergie solaire dans l’espace pour la rediriger sur notre planète. Quatre-vingts ans plus tard, cette idée a priori incongrue fait son chemin chez les scientifiques et les militaires. Le California Institute of Technology (Caltech), près de Los Angeles, a récemment annoncé qu’il allait tester un procédé permettant de transférer de l’énergie électrique depuis un satellite jusqu’à notre planète grâce à des ondes à radiofréquence.L’armée américaine réalise déjà depuis un an des essais concluants à partir d’un panneau solaire de petite taille, transporté par la navette spatiale X-37B de la Nasa, à 400 kilomètres d’altitude.
Les moyens nécessaires à l’émergence d’une telle solution paraissent démesurés, et pourtant. Un rapport publié cet été par le cabinet de conseil britannique Frazer-Nash, à partir de données fournies par des grands groupes comme Airbus et Thales, indique que le coût par mégawattheure (MWh) de l’énergie solaire spatiale pourrait à terme représenter la moitié de celui du nucléaire nouvelle génération. La facture de la centrale EPR de Hinkley Point C en Angleterre s’élève ainsi à 27 milliards d’euros pour 3,2 gigawatts (GW). En comparaison, un satellite solaire de 2GW coûterait 18,8 milliards d’euros à développer et à construire, puis 4,2 milliards d’euros par unité supplémentaire de 2GW, d’après le cabinet Frazer-Nash. Ce qui représenterait une bonne affaire.
Les moyens nécessaires à l’émergence d’une telle solution paraissent démesurés, et pourtant. Un rapport publié cet été par le cabinet de conseil britannique Frazer-Nash, à partir de données fournies par des grands groupes comme Airbus et Thales, indique que le coût par mégawattheure (MWh) de l’énergie solaire spatiale pourrait à terme représenter la moitié de celui du nucléaire nouvelle génération. La facture de la centrale EPR de Hinkley Point C en Angleterre s’élève ainsi à 27 milliards d’euros pour 3,2 gigawatts (GW). En comparaison, un satellite solaire de 2GW coûterait 18,8 milliards d’euros à développer et à construire, puis 4,2 milliards d’euros par unité supplémentaire de 2GW, d’après le cabinet Frazer-Nash. Ce qui représenterait une bonne affaire.
Du solaire nuit et jour
La Chine se veut offensive sur le sujet. Elle a installé il y a trois ans une base expérimentale à Chongqing (centre du pays), où elle teste la transmission de micro-ondes depuis des montgolfières. L’empire du Milieu a annoncé la construction d’ici à 2030 d’une centrale solaire en orbite de 1 mégawatt, qui fera 600 mètres sur 300. S’ensuivra un modèle de 1 gigawatt en 2045, mille fois plus puissant, donc, nécessitant une base de… 1,7 km2! Des chiffres qui donnent le tournis.
En s’affranchissant de l’atmosphère et des nuages, qui filtrent les rayons du soleil, le solaire spatial présente un meilleur rendement théorique. «Une centrale solaire en orbite permet de récupérer 7,6 % de l’énergie du soleil malgré toutes les déperditions, contre 1,8 % pour une centrale solaire au sol», avance Philippe Coué, expert de l’industrie spatiale. Surtout, elle fonctionne nuit et jour et bénéficie constamment d’une orientation optimale par rapport au soleil grâce à la trajectoire géosynchrone du satellite.
Des progrès récents nous rapprochent de cette perspective. Le rendement des cellules solaires n’a jamais été aussi élevé. «Les panneaux solaires déroulants de nouvelle génération, déjà utilisés sur la station spatiale chinoise Tianhe, prennent moins de place et mobilisent moins de masse», souligne Philippe Coué. Certes, les installations prévues pour faire fonctionner une centrale solaire en orbite sont immenses. Mais, d’après la Nasa, le coût nécessaire pour envoyer 1 kg de matériel dans l’espace a été divisé par 20 en dix ans. Une performance rendue possible notamment par les lanceurs réutilisables de SpaceX.
En s’affranchissant de l’atmosphère et des nuages, qui filtrent les rayons du soleil, le solaire spatial présente un meilleur rendement théorique. «Une centrale solaire en orbite permet de récupérer 7,6 % de l’énergie du soleil malgré toutes les déperditions, contre 1,8 % pour une centrale solaire au sol», avance Philippe Coué, expert de l’industrie spatiale. Surtout, elle fonctionne nuit et jour et bénéficie constamment d’une orientation optimale par rapport au soleil grâce à la trajectoire géosynchrone du satellite.
Des progrès récents nous rapprochent de cette perspective. Le rendement des cellules solaires n’a jamais été aussi élevé. «Les panneaux solaires déroulants de nouvelle génération, déjà utilisés sur la station spatiale chinoise Tianhe, prennent moins de place et mobilisent moins de masse», souligne Philippe Coué. Certes, les installations prévues pour faire fonctionner une centrale solaire en orbite sont immenses. Mais, d’après la Nasa, le coût nécessaire pour envoyer 1 kg de matériel dans l’espace a été divisé par 20 en dix ans. Une performance rendue possible notamment par les lanceurs réutilisables de SpaceX.
Obstacles techniques
Il reste néanmoins de gros obstacles techniques à franchir avant que le solaire spatial ne soit considéré à l’échelle industrielle. La transmission de l’énergie par micro-ondes à travers l’atmosphère génère des déperditions importantes et «pourrait rendre nécessaire la création de zones d’exclusion aérienne», pointe Olivier Sanguy, rédacteur en chef de l’actualité spatiale à la Cité de l’espace. Les déchets spatiaux, dont la quantité ne cesse de croître, mettent en danger l’intégrité des panneaux solaires et posent la question de leur maintenance. Quant aux récepteurs sur Terre, ils prendront eux aussi énormément de place - «des infrastructures de plusieurs kilomètres carrés», prédit Philippe Coué. L’Agence spatiale européenne anticipe d’ailleurs que les premières applications du solaire spatial se trouveront hors de la Terre: il pourrait permettre d’alimenter en électricité des bases scientifiques sur la Lune ou sur Mars. Au mieux, dans les années 2030.
© Thomas Lestavel pour lefigaro.fr/
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