Construction d’une centrale solaire dans l’espace

23 mars 2022 – Les problème énergétiques poussent les Anglais à travailler sur la construction d’une centrale solaire dans l’espace. Avec un budget de près de 20 milliards d’euros, le projet est considéré comme une solution potentielle, parmi d’autres, pour permettre au Royaume-Uni d’atteindre le zéro net d’ici 2050 (ndlr : cela signifie aucune émission nette de CO2).

Les questions à se poser sont : comment une telle technologie pourrait fonctionner dans l’espace ? Et quels en sont les risques ?

Selon les ingénieurs, la centrale est censée collecter l’énergie solaire spatiale avant de la transférer sur Terre. Certes l’idée n’est pas nouvelle, mais les avancées technologiques récentes ont rendu cette perspective plus réalisable.

Si sur le papier cela parait intéressant et propre, dans la réalité les choses sont plus compliquées. Pour utiliser un tel système d’énergie solaire basé dans l’espace, il va falloir construire un énorme vaisseau équipé de panneaux solaires. Si les Anglais y parviennent, l’énergie générée par ces panneaux électriques sera ensuite transmise à la Terre par des ondes radio à haute fréquence.

Sur Terre, une antenne au sol, appelée « Rectenna », sera conçue pour convertir les ondes radio en électricité, qui sera ensuite transmise au réseau électrique.

L’intérêt d’un tel projet réside dans son rendement. Si cette centrale solaire spatiale voit le jour, elle sera en orbite et éclairée par le soleil 24 heures sur 24 et ainsi pourra produire de l’électricité en continu.

Cela représente un avantage par rapport aux systèmes solaires terrestres dépendant de la météo et ne pouvant produire de l’électricité que pendant la journée.

On le voit avec le conflit Ukrainien, la souveraineté énergétique est la base de toute politique. D’ici 2050, les chose seront encore plus vraies. La demande devrait augmenter de près de 50 %. L’énergie solaire spatiale pourrait être un atout considérable pour répondre à cette demande croissante du secteur énergétique mondial et pour lutter contre la hausse de la température mondiale.

A l’instar de la station spatiale internationale, une centrale solaire spatiale, comme celle envisagée, est un gros lego. Son implantation dans l’espace repose sur une conception modulaire. Pour la mettre en place, les ingénieurs seront obligés de faire appel à des robots. D’autre part, l’acheminement des pièces et des modules de construction sera difficile et très coûteux, sans oublier l’impact notable sur l’environnement.

Si les Anglais parviennent à mettre en place un tel système, son fonctionnement sera confronté à plusieurs défis pratiques. Les débris spatiaux pourraient endommager les panneaux solaires. Par ailleurs, les panneaux dans l’espace n’étant pas protégés par l’atmosphère terrestre, ils seront exposés à un rayonnement solaire plus intense et se dégraderont plus rapidement que ceux sur Terre, ce qui réduira la puissance électrique générée.

L’autre difficulté réside dans la transmission de l’énergie sans fil. Les ingénieurs le savent, transmettre de l’énergie sans fil sur de grandes distances est difficile. Sur la base de la technologie actuelle, seule une petite fraction de l’énergie solaire collectée atteindrait la Terre.

Les États-Unis développent actuellement des cellules solaires à haut rendement ainsi qu’un système de conversion et de transmission optimisé pour une utilisation dans l’espace sous le nom de « Space Solar Power Project ». En 2020, l’US Naval Research Laboratory a testé un module solaire et un système de conversion d’énergie dans l’espace.

De son côté, la Chine a annoncé des progrès sur sa station d’énergie solaire spatiale « Bishan », dans le but d’avoir un système fonctionnel d’ici 2035.

Au Royaume-Uni, ce projet de centrale solaire dans l’espace est considéré comme un concept viable sur la base du récent rapport de Frazer-Nash Consultancy. Les Britanniques devraient commencer par de petits essais, menant à une centrale solaire opérationnelle en 2040.

Selon les spécialistes, la centrale solaire spatiale aura un diamètre de 1,7 km et pèserait environ 2 000 tonnes. L’antenne terrestre prendra également beaucoup de place, environ 6,7 km sur 13 km. Avec un tel périmètre, il est fort probable qu’elle soit placée en mer et au large.

La centrale solaire spatiale pourrait fournir 2 GW d’électricité au Royaume-Uni, ce qui n’est pas grand-chose au regard de sa capacité de production, qui est d’environ 76 GW.

Avec des coûts initiaux extrêmement élevés et un retour sur investissement lent, le projet nécessitera des ressources gouvernementales importantes ainsi que des investissements d’entreprises privées. Toutefois, à la vitesse à laquelle la technologie progresse, le coût du lancement spatial et la construction d’un tel engin diminueront régulièrement.

Ce type de centrale solaire spatiale peut-il nous aider à atteindre le zéro net d’ici 2050 ? Cela reste un espoir. Face aux problèmes énergétiques et d’empreinte carbone auxquels nous sommes confrontés, d’autres technologies, comme le stockage d’énergie diversifié et flexible, l’hydrogène et la croissance des systèmes d’énergie renouvelable peuvent être plus facilement appliqués.

Malgré tous les défis à relever, l’énergie solaire spatiale est un champs de recherche et de développement passionnants. Il est certain que l’homme fera tout pour allier le spatial et le solaire.

Bob Bellanca (rédaction btlv.fr Source  The Conversation sous une licence Creative Commons)