En ce début de 21ᵉ siècle, près de 85% de notre énergie vient de carburants fossiles. Ils alimentent nos habitations, nos transports, nos usines. Partout, la demande explose et d’ici 2050 avec 9 milliards d’habitants, nos besoins énergétiques doubleront.
La consommation énergétique actuelle de l’humanité en termes de puissance est estimée à 17 térawatts par jour. Toutes les 15 secondes, nous vidons l’équivalent d’une piscine olympique de pétrole, et les réserves s’épuisent. Nous avons besoin de sources d’énergies propres et renouvelables. Réussir notre transition énergétique est une tâche immense et sans doute l’un des plus grands défis auxquels l’humanité ait jamais eu à faire face.
Le soleil, une réserve inouïe
La légende raconta qu’Archimède chercha à concentrer les rayons lumineux grâce à des miroirs pour incendier la flotte ennemie à Syracuse en -213.
Les étoiles produisent de l’énergie. Les noyaux des petits atomes fusionnent pour en former de plus gros. La reproduction de ce phénomène de fusion nucléaire sur Terre serait un des moyens de production d’énergie. Inexistante il y a peu encore, l’énergie solaire explose. 1 mètre carré de sol par exemple reçoit 1,3 mégawattheure, soit l’équivalent d’un baril de pétrole. Bienvenue dans l’âge des centrales solaires géantes.
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L’énergie solaire dans le désert
Crescent Dunes dans le désert du Nevada était une centrale solaire thermodynamique à concentration. Plus de dix mille miroirs héliostats suivant la course du soleil étalés sur près de 3 kilomètres de diamètre concentrent les rayons de l’astre vers un foyer fixe situé en haut d’une tour de 170 mètres. Les très fortes températures permettent de chauffer du sel fondu qui est ensuite stocké dans des bassins. Le sel est utilisé dans un deuxième temps pour produire de la vapeur qui actionne des turbines afin de générer de l’électricité.
Les panneaux photovoltaïques
Comment faire pour implanter l’énergie solaire au cœur des villes au plus près des consommateurs et éviter des déperditions ? La seule possibilité pour l’heure est d’installer des panneaux solaires fixes dont les rendements sont faibles. En comparaison, la transformation du charbon en électricité, le rendement se situe autour de 33%. Le photovoltaïque fait directement plus de 20% avec les rayons solaires, presque en ayant aucune machine tournante.
Pour améliorer ces rendements et produire de l’énergie dans les zones habitées et donner le jour à des bâtiments autonomes, certains rêvent d’améliorer la manière dont les systèmes existants reçoivent la lumière. Un immeuble par exemple peut être perçue comme une machine. Pourquoi ne pourrait-on pas s’en servir pour convertir l’énergie solaire ?
Un capteur solaire innovant
Utilisant les propriétés optiques d’une sphère transparente remplie d’eau, l’architecte allemand André Broessel imagina un capteur solaire unique en son genre alliant efficacité et esthétisme, le Rawlemon. Son principe est simple. La sphère produit un effet loupe qui concentre les rayons solaires. La lumière est dirigée en un point focal vers les capteurs photovoltaïques. Ce dispositif ingénieux est susceptible de produire autant d’énergie qu’un panneau solaire classique, mais en utilisant 4 fois moins de surface.
Autre avantage, la forme optique parfaite de la sphère permettrait d’exploiter le rayonnement même par temps couvert. Placé sur un arc motorisé fixé à l’arrière de la sphère, les capteurs suivent précisément la course du soleil tout au long de la journée. En utilisant des cellules de très haute technologie employées dans le secteur aérospatial, l’architecte réduit de manière plus drastique la surface du capteur sans altérer le rendement du système. Déclinées en différentes tailles, l’idée est à terme d’intégrer les sphères dans des panneaux de vitrage pour les façades des bâtiments de demain.
Intéressant comme article. Aujourd’hui l’un des challenges pour nos pays d’Afrique subsaharienne reste la compétence/l’expertise pour la conception et bien évidemment la maintenance pour développer des capteurs adaptés à nos besoins.
Le défi est de taille. L’énergie renouvelable, et en l’occurrence ce dispositif incarne un potentiel pour relever la problématique de l’énergie durable et propre en Afrique subsaharienne. Les sources d’énergie sous forme de stock, par conséquent épuisables à l’échelle des temps historiques, les pétroles, les charbons, le gaz naturel, l’uranium et ses dérivés (plutonium par exemple) ne survivront guère. Les flux énergétiques doivent avoir leur mot à dire dans l’élaboration des politiques énergétiques de nos gouvernants. Il en va pour les générations présentes et futures.