En 1973, l’Unesco organisait une conférence internationale sur « Le soleil au service de l’homme », dont le quarantième anniversaire a été célébré jeudi 3 octobre à Paris.
Guillaume Horcajuelo / REA
La centrale solaire Thémis, dans les Pyrénées-Orientales. Les chercheurs y testent des déchets industriels comme matériaux de stockage.
Après une certaine désaffection, l’énergie solaire est à nouveau au centre de toutes les attentions.
Exemple au laboratoire Promes du CNRS/UPVD qui travaille sur le « solaire à concentration », notamment en recyclant les déchets industriels comme les coquilles d’œufs.
Rêvons un peu. Si l’on couvrait de centrales électriques fonctionnant à l’énergie solaire un désert d’une surface équivalente à celle de l’Espagne, cela permettrait de répondre à la totalité de la demande mondiale d’électricité. Le tout sans émissions de gaz à effet de serre, sans risque d’épuisement de la source d’énergie et sans empiéter sur des terres agricoles.
« Technologiquement, c’est faisable », assure Xavier Py, enseignant-chercheur au laboratoire Promes (Procédés, matériaux et énergie solaire) du CNRS/UPVD. En pratique, beaucoup moins. Mais chercheurs et industriels se sont fixé un objectif considéré comme raisonnable : faire en sorte que 10 % de la production mondiale d’électricité soit fournie en 2050 par des centrales solaires thermodynamiques à concentration.
Au laboratoire Promes, dont les installations sont situées dans les Pyrénées-Orientales, on y travaille d’arrache-pied. Pour ce faire, les équipes du CNRS ont redonné vie à Thémis, une des toutes premières centrales électro-solaires expérimentales du monde, construite en 1983 par le CNRS et EDF, avant d’être abandonnée trois ans plus tard.
LA FRANCE A ÉTÉ PIONNIÈRE
« C’est dommage, la France était vraiment pionnière dans ce domaine du solaire à concentration, se souvient Pierre Papon, qui fut directeur général du CNRS de 1982 à 1986. Mais la baisse du cours du pétrole, après les deux chocs pétroliers de 1973 et de 1979, et l’impulsion donnée en France au nucléaire ont détourné l’attention des énergies renouvelables. »
Arguant de coûts de production prohibitifs, les autorités tournèrent le dos à Thémis. À partir de 1986, le site ne fut plus utilisé que par les physiciens du CNRS qui étudiaient les rayons cosmiques la nuit. « Heureusement, les installations solaires et la tour sont restées en place, assure Xavier Py. Il y a dix ans, nous avons obtenu l’autorisation du conseil général des Pyrénées-Orientales, propriétaire du site, d’y reprendre les recherches sur le solaire. »
Les chercheurs s’emploient notamment à lever l’un des verrous majeurs du développement de cette source d’énergie intermittente : le stockage. « Une centrale électro-solaire type d’une puissance de 50 MW a besoin de 28 000 tonnes de matériaux pour assurer 7 heures et demie de fonctionnement sans soleil », explique Xavier Py. Pour le moment, les sites existants utilisent comme matériaux de stockage des sels fondus provenant du désert d’Atacama, au Chili. Mais le Chili produit moins d’un million de tonnes de ces précieux sels, alors qu’il en faudrait entre 9 et 20 millions pour parvenir à l’objectif de 2050. Quant aux sels de synthèse, ils coûtent trop cher.
OÙ TROUVER DE TELLES QUANTITÉS DE MATÉRIAUX ?
« Comme il s’agit de très grosses quantités, nous devons trouver des matériaux peu chers et à l’impact environnemental limité, poursuit Xavier Py. Sinon, l’avantage environnemental global du solaire à concentration serait obéré. » Mais où trouver de telles quantités de matériaux ? Dans les milliards de tonnes de déchets produits chaque année à l’échelle mondiale. Une douzaine de déchets industriels sont ainsi testés dans les installations du Promes, dont les cendres volantes récupérées sur les filtres des cheminées des centrales thermiques au charbon. « Cela représente un gisement de 750 millions de tonnes par an, assure Xavier Py. Et ces poussières permettent de fabriquer des céramiques réfractaires tout à fait adaptées au stockage de l’énergie. »
Les chercheurs ont même peaufiné leur concept. Ils ont réalisé que le carbonate de calcium permettait de traiter ces cendres plus facilement. Et comme les coquilles d’œufs sont faites à 90 % de carbonate de calcium, ils se sont tournés vers la filière agro-alimentaire, ravie de pouvoir valoriser ces encombrants déchets ! « Au final, nous arrivons à obtenir des matériaux de stockage qui reviennent à 10 € la tonne, quand les sels de nitrate sont vendus 800 € la tonne », poursuit Xavier Py. Ce système vertueux, techniquement et économiquement au point, doit maintenant passer à la phase industrielle, et des industriels comme EDF se montrent intéressés.
Reste à lever un autre verrou pour voir fleurir des centrales solaires : trouver le moyen de refroidir ces centrales, appelées à s’installer dans des déserts, sans avoir besoin d’eau. « Depuis deux ans, c’est la priorité majeure de la communauté scientifique mondiale », affirme Xavier Py. La France compte bien apporter sa pierre à l’édifice, même si elle n’offre pas les espaces adaptés à de telles installations. L’idée étant de pouvoir, à terme, exporter ces technologies.
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Les centrales solaires à concentration
Les centrales solaires à concentration sont des installations industrielles qui produisent de l’électricité comme les centrales fonctionnant au gaz ou au charbon. La technologie est différente de celle du solaire non concentré (panneaux photovoltaïques et chauffe-eau solaires).
Par un jeu de miroirs, l’énergie solaire est concentrée sur un réservoir et chauffe un liquide (ou un solide) à une température très élevée. Ce liquide est alors transformé en vapeur, qui fait tourner un générateur électrique.
Pour être rentables, ces centrales doivent être installées dans des zones très ensoleillées (déserts ou semi-déserts).
Des centrales de ce type fonctionnent déjà aux États-Unis et en Espagne. Les Émirats arabes unis ont inauguré en mars dernier la plus grande centrale électro-solaire au monde, capable de produire 100 mégawatts.
EMMANUELLE RÉJU
Source : a-croix.com
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