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Les centrales solaires spatiales : de la science-fiction à la réalité ?

Aller chercher l’énergie du Soleil dans l’espace, là où elle est disponible en permanence et sept fois plus élevée que sur Terre : cette idée délirante fascine depuis des décennies les scientifiques du monde entier. Elle pourrait bientôt aboutir à des applications concrètes avec le lancement des centrales solaires spatiales.

Le premier à avoir évoqué les centrales solaires dans l’espace est l’un des papes de la science-fiction ! En avril 1941, au plus fort de la Deuxième Guerre mondiale, l’écrivain et biochimiste américain d’origine russe Isaac Asimov met en scène dans une de ses nouvelles Reason une station solaire orbitale. Une vingtaine d’années plus tard, l’ingénieur américain Peter Glaser dessine les plans de la première centrale solaire spatiale. La Nasa lui emboîte rapidement le pas et engloutit des millions de dollars pour finalement jeter l’éponge à la fin des années 1990, faute d’avancées technologiques majeures. L’idée refait surface à l’aube des années 2000 et les projets se multiplient en Europe, en Chine, en Russie, aux Etats-Unis et au Japon. Dès 2020 – 2050 pour les plus prudents -, il sera possible d’envoyer des centrales solaires dans l’espace.

Deux solutions pratiques s’affrontent actuellement pour la conception des centrales solaires spatiales. Pour convertir l’énergie solaire en électricité, les deux font appel à d’énormes panneaux photovoltaïques, dont la surface totale pourrait atteindre 5 à 6 km2 et le poids plus de 5 tonnes comme dans le projet chinois. Leur divergence se situe au niveau de la transmission de ce courant électrique.

Micro-ondes contre faisceau laser

La première, héritée de Paul Glaser, consiste à transformer le courant électrique en flux énergétique et à le transmettre par un faisceau de micro-ondes jusqu’à la Terre. Au sol, il est collecté par un réseau d’antennes paraboliques avant d’être transformé à nouveau en électricité. Si les micro-ondes présentent l’avantage de pouvoir traverser les nuages et alimenter toutes les régions du monde, elles n’en restent pas moins soumises aux lois de la physique. En d’autres termes, plus la longueur d’onde est grande, plus l’antenne émettrice devra l’être pour focaliser le rayon. Cela signifie qu’il faudra une antenne de 1 kilomètre de diamètre en orbite pour une surface au sol de 10 kilomètres de diamètre !

La seconde solution se fonde sur un faisceau laser choisi dans une longueur d’onde infrarouge (1,5 micromètre) sans danger pour la vision. Au sol, la lumière est retransformée en électricité grâce à des panneaux photovoltaïques. Avec une longueur d’onde 100.000 fois plus petite, le laser n’exige pas d’antennes démesurées. Il souffre, par contre, d’un défaut majeur : sa lumière ne peut pas traverser les nuages et doit être dirigée vers des stations de réception bénéficiant d’un ciel dégagé. Les mégalopoles de l’hémisphère Nord – en Europe, aux Etats-Unis, en Chine et au Japon – ne pourront donc pas être directement alimentées.

Techniquement possible mais économiquement discutable

On l’a compris, les technologies existent, même si celles-ci comportent encore à l’heure actuelle des inconvénients. En réalité, la principale barrière au développement des centrales solaires spatiales est leur coût. Ainsi, le projet de l’Agence spatiale japonaise (Jaxa), qui table sur une première entrée en service d’ici 2030, est estimé à 21 milliards de dollars et ne serait rentable qu’à condition que le prix du baril du pétrole dépasse les 150 dollars. A l’heure actuelle, celui-ci oscille entre les 50 et 60 dollars !

Cet obstacle du prix sera-t-il un jour franchi à moyen terme ? C’est probable. Le projet mis en avant par les Européens privilégie la technologie du laser, moins gourmande en installations et donc moins chère. D’autres comme le Japon envisagent les centrales solaires spatiales comme une chance de survie économique et misent sur une industrialisation à grande échelle comme ce fut le cas pour le nucléaire ou le solaire terrestre. Pour réduire les coûts, d’autres encore imaginent très sérieusement de construire les centrales solaires spatiales à partir de matériaux lunaires, sur la Lune elle-même ou depuis un astéroïde ! Le champ des possibles est ouvert et dépasse de loin tout ce qu’avait imaginé le pourtant visionnaire Isaac Asimov en 1941 !

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