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a écrit :Environnement
Et si le soleil revenait en pleine lumière

L’énergie solaire pourrait être à nouveau à la mode. À Odeillo, on n’a jamais cessé de le penser. Reportage dans les Pyrénées, où à côté du plus grand four solaire, l’unique centrale électrique solaire française a fourni son premier kilowattheure.

Odeillo (Pyrénées-Orientales), envoyé spécial.

On peut y accéder par la route, bêtement. Ou, plus originalement, par un petit train tout jaune qui serpente péniblement de village en village. Les touristes en raffolent. Au milieu des montagnes, l’engin couleur canari est une institution. Tout jaune, comme un rappel de la moitié du drapeau catalan, qui accompagne chaque nom de rue. Jaune, aussi, comme le soleil. À Odeillo, un village accroché à flanc de montagne, dans les Pyrénées-Orientales, on courtise l’astre depuis longtemps. Le célèbre four solaire qui s’y dresse, haut de quelque soixante mètres et faisant face à 63 héliostats, des panneaux réfléchissants, a permis à la cinquantaine de chercheurs qui y travaillent de passer maîtres dans l’art de " concentrer " les rayons solaires. Toutes sortes de matériaux sont ainsi soumis à des températures infernales depuis 1969.

C’est aussi là que, le 25 juin dernier, l’unique centrale électrique solaire miniature de France a produit son premier kilowatt/heure. Pas de quoi bouleverser la torpeur d’Odeillo. Pour le moment... Car, il s’agit peut-être d’un nouveau mode de production d’énergie qui, d’ici quelques années, vaudra son pesant d’or. Les scientifiques de Promes, le laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire du CNRS, rebaptisé ainsi il y a moins d’un an, en sont convaincus. À leur nouveau programme, entre autres : développer des énergies non émettrices de CO2, capturer et stocker le gaz à effet de serre.

Sous le début de cagnard de cette fin juillet, au pied du moteur Stirling de fabrication allemande, coiffé de sa " parabole-miroir ", Jean-Michel Gineste, responsable du projet, décrypte le fonctionnement de l’engin. " La parabole de 8,5 mètres de diamètre suit le soleil toute la journée. Les rayons sont concentrés et chauffent le gaz de travail du moteur. La différence de température avec l’eau froide du moteur crée une énergie mécanique qui, via le transformateur, produit de l’électricité. " Le procédé est basique et connu depuis longtemps. L’instrument, haut d’une dizaine de mètres, fait pâle figure comparée à l’imposante silhouette du plus grand four solaire du monde. Au milieu des montagnes, l’ensemble est digne d’un décor de science-fiction. Gilles Flamant, depuis trente ans sur les lieux, n’y prête plus attention et poursuit sur la lancée de son collègue. " Le rendement est proche de celui d’une centrale nucléaire ", précise le directeur de recherche, dont l’enthousiasme n’est en rien entamé par la chaleur de cette fin de matinée.

Le nouveau jouet de ces deux physiciens, monté en douze jours, produit déjà dix kilowatts électriques - directement utilisés par le four - et quatre fois plus de chaleur, non récupérée. Une énergie qu’il faudra tenter de conserver à l’avenir. " Cette unité est capable d’alimenter deux grandes maisons ", évalue Jean-Michel Gineste. À l’état de prototype, ce système de production d’énergie décentralisé ne peut se concevoir qu’en petites unités. D’une mise en oeuvre facile, le procédé pourrait bien être une aubaine pour les pays très ensoleillés et fleurir sur les toits d’ici quelques années. Les chercheurs, eux, y croient. Et pourquoi pas en France, si la filière se développe.

Pour ce projet, les scientifiques catalans ont reçu le soutien financier du CNRS, apparemment difficile à convaincre, d’industriels, de l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie), ainsi que du ministère allemand de l’Environnement. Les pouvoirs publics français ne semblent pas, pour le moment, s’emballer outre mesure pour le projet. Gilles Flamant, lui, piétine d’enthousiasme. Autour de lui, l’herbe en prend un coup. " La France a vingt ans de retard dans cette filière ". L’Espagne, premier pays à expérimenter le moteur Stirling, compte trois appareils de ce type, l’Italie et l’Allemagne, chacun un. L’Inde a son engin, elle aussi, depuis peu.

Les chercheurs français ont deux ans pour amasser les bons points. Ce qui semble bien parti au vu des " énormes " perspectives d’amélioration du procédé. " Le prix du kilowattheure est quasiment le même que celui des photopiles alors que le photovoltaïque a vingt ans d’exploitation derrière lui ", s’enthousiasme Gilles Flamant. Le scientifique imagine déjà d’utiliser l’hydrogène comme combustible. L’objectif est ambitieux car extraire l’atome de la molécule d’eau nécessite des quantités d’énergie faramineuses. Tout de même, " le futur, c’est l’hydrogène ", assure-t-il.

Avec ce projet, les chercheurs d’Odeillo ont retrouvé le sourire. Les vieux murs du four solaire ont même droit à un ravalement, ça et là. Ces scientifiques, dont les effectifs ont été réduits du tiers en trente ans, sont aujourd’hui au coeur d’un projet européen de pointe. En pleine lumière.

Vincent Defait

a écrit :Le solaire, c’est l’avenir par Gilles Flamant (*)

Le débat actuel sur les énergies renouvelables met en relief un travers de la réflexion française : nous pensons généralement davantage au singulier qu’au pluriel, plus en termes de remplacement qu’en termes de diversification, d’adaptation des formes possibles de production aux besoins. Ainsi, la production d’électricité par énergie renouvelable est aujourd’hui automatiquement associée aux éoliennes, qui représentent le coût de production le plus faible. Mais si le besoin du consommateur est de la chaleur, faut-il nécessairement passer par de l’électricité pour la produire ? Dans dix à vingt ans disposerons-nous d’autres sources possibles ? Les pays en développement seront-ils condamnés à reproduire nos modes de production actuels ? Autant de questions qui nécessitent à mon avis de rouvrir le dossier des centrales solaires. L’énergie solaire a la caractéristique de pouvoir être convertie directement en énergie utile sous trois formes : en électricité, par les photopiles, en chaleur basse température (inférieure à 100 øC), par des capteurs plans ou des serres utilisés pour le chauffage de l’eau ou de l’air, et, enfin, en chaleur à haute température - puis éventuellement en électricité -, par des systèmes à concentration, qui permettent par ailleurs la synthèse d’hydrogène ou de matériaux par des procédés " propres ". On appelle cette dernière technologie " centrales solaires ".

L’unique centrale solaire française avait pour nom " Thémis ", un nom synonyme d’échec, une identité négative qui s’est étendue à l’ensemble de cette filière de production d’énergie, au point qu’un rapport parlementaire récent a pu parler d’un " abandon prématuré ".

Après les chocs pétroliers, en 1975, le CNRS avait lancé un grand programme sur l’énergie solaire. Il avait annoncé le projet de construction d’une centrale solaire de 25 mégawatts. Mais l’ambitieux projet fut réduit d’un facteur 10, avec une puissance crête de 2,5 mégawatts, et devint Thémis. La construction de la centrale commença en 1980, à Targasonne, près de Font Romeu, dans les Pyrénées-Orientales, mais ce projet, imposé à EDF, était pratiquement mort avant d’avoir vu le jour.

Opérationnelle entre 1983 et 1986, Thémis fut arrêté pour cause de " non-rentabilité ", argument de mauvaise foi car jamais on ne demande à un prototype d’être rentable, mais de permettre de valider certains choix technologiques innovants. Or, sur ce point, Thémis fut un succès. L’ensemble des composants spécifiquement solaires, ce qu’on appelle le champ d’héliostats (miroirs), le récepteur et le stockage, a donné totale satisfaction, à tel point que, de 1997 à 1999, les États-Unis ont repris, dans le cadre du programme Solar Two, l’utilisation d’un sel fondu comme fluide caloporteur et de stockage, permettant de produire de l’énergie, en soirée, après le coucher du soleil. Ce choix technologique est aussi aujourd’hui la référence des projets de centrales solaires à tour (où un fluide caloporteur est chauffé), en Espagne notamment.

Actuellement, toutes les centrales solaires opérationnelles, exploitées commercialement, sont situées dans le désert de Mojave en Californie. Certaines sont en fonction depuis plus de quinze ans. Elles utilisent des systèmes à réflecteurs cylindro-paraboliques (qui concentrent le rayonnement vers des récepteurs tubulaires), pour une puissance totale installée de 354 mégawatts. Le mode hybride solaire-gaz a été adopté avec 75 % de l’énergie produite grâce à l’énergie solaire.

Le kilowattheure solaire peut-il être concurrentiel ? Il est toujours très difficile et risqué de faire des projections de coût. Néanmoins, cet exercice a été réalisé récemment pour l’administration américaine et critiqué par un groupe d’experts indépendants. Le prix du kilowattheure produit actuellement par les centrales solaires américaines est de 12 à 15 centimes d’euro par kilowattheure (moins de 1 franc/kWh). À l’horizon 2020, selon les hypothèses et les technologies retenues, les projections de coût varient dans la fourchette 3,5 à 6,2 centimes/kWh, c’est-à-dire un niveau concurrentiel avec celui du kilowattheure moyen, tous modes de production confondus, dont on prévoit qu’il sera à cette date autour de 6 à 7 centimes/kWh. La clé de cette baisse des coûts réside dans la conjugaison d’une production à grande échelle, un accroissement des puissances et l’évolution technologique. Mais il faut " lancer la machine ", et cet élan ne peut être donné par la recherche seule, le développement industriel est indispensable. En clair, il faut construire des centrales solaires pour lancer le marché. Dans les conditions économiques en vigueur actuellement, cette phase ne peut être réalisée qu’avec l’aide de États ou d’instituts internationaux, dans le contexte de la lutte contre l’effet de serre et la promotion des énergies renouvelables.

Où implanter ces centrales ? Les endroits propices à leur développement sont situés sur la " ceinture solaire ", qui couvre une surface importante sur le pourtour méditerranéen et quatre continents (sites qui reçoivent une énergie solaire globale au moins égale à 5,5 kWh/m2 par jour en moyenne). Avec un stockage thermique, une centrale solaire peut produire de l’énergie 50 % du temps pendant l’année. Pour fournir, grâce au solaire (avec un rendement de 20 %), toute l’énergie consommée annuellement dans le monde, il suffirait d’un carré de 500 x 500 kilomètres (250 000 km2) dans le désert, soit moins de 2 % de la surface totale des déserts sur terre. Celui de Mojave aux États-Unis occupe à lui seul 65 000 km2. Les expériences actuelles prouvent qu’il faut environ 25 km2 de surface au sol pour fournir une puissance de 1 000 mégawatts. Il y a 280 km2 de serres dans la région d’Almeria, en Andalousie, et l’emprise au sol des autoroutes en France représente au moins 190 km2.

L’objectif poursuivi par les promoteurs de l’énergie solaire est donc de réduire, grâce à l’investissement industriel, d’un facteur 2 à 3, d’ici quinze à vingt ans, le coût de l’énergie électrique produite par ces centrales. D’ores et déjà, un pays comme l’Espagne a fait le pari de ce développement industriel, en coopération avec l’Allemagne et des industriels américains (Boeing, notamment, y est impliqué), et avec des aides de l’Union européenne. Une prime incitative de 12 centimes d’euro par kilowattheure, payée au producteur, devrait permettre, en Andalousie en particulier, la construction de plusieurs centrales solaires pour une puissance cumulée de 200 mégawatts (MW) d’ici à 2015, dont 100 MW dans les cinq ans à venir. Par ailleurs, des projets sont annoncés en Italie, avec 15 MW, en Afrique du Sud, avec 100 MW, et en Algérie, en utilisant le système solaire-gaz. Enfin, à plus long terme, ces mêmes systèmes devraient permettre de produire de l’hydrogène, considéré comme le combustible du futur, à partir du soleil et de l’eau.

La France est actuellement absente de ces projets. Il y a d’ailleurs vingt fois moins de chercheurs dans ce domaine en France - où pourtant fut inventé le " four solaire " - qu’en Espagne ou en Allemagne ! Et c’est ce qu’il faut dénoncer. Notre pays en particulier, peut jouer un rôle moteur dans le développement de ces technologies dans les pays du Maghreb. Il doit rapidement prendre conscience de l’urgence d’investir à nouveau dans la recherche et le développement des différents systèmes solaires.

(*) Directeur de recherche au CNRS, IMP/four solaire Odeillo-Font-Romeu.

L’Humanité, 22 août 2002.

Rapport de l’OPECST, 2002.

Le Monde, 16 mai 1975

Rapport interne CNRS/AFME.

www.solarpaces.org

www.enea.it

Article paru dans l'édition du 10 février 2003.

(canardos @ dimanche 25 juillet 2004 à 11:02 a écrit : remarque, titi, que j'ai lu en article sur l'utilisation des fours solaires pour obtenir de l'hydrogene par thermolyse et pas par cracquage...


l'hydrogene, c'est une piste des lors qu'il est obtenu autrement que par cracquage d'hydrocarbures...

et ça le nucleaire et les fours solaires ou bien des bacteries OGM permettraient de le faire

A ce sujet, voir un article paru dans le N°160/161 d'avril/mai 2003 du journal du CNRS : Sur la piste de l'hydrogène.

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Publié : 26 Juil 2004, 09:53

par titi

sur l'hydrogène, je suis d'accord qu'une autre méthode est souhaitable

je signale juste qu'aujourd'hui, hélas, le gros (95% !) de la production de l'hydrogène est très polluant, comme le rappelle l'article du cnrs que mael a mis en lien

donc cherchons non seulement à produire de l'énergie propre à partir de l'hydrogène, mais cherchons aussi à produire proprement de l'hydrogène
et tout ceci, en QUANTITE UTILE pour l'humanité

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