Parmi les utopies énergétiques, le solaire spatial est sans doute considéré comme la plus farfelue et la moins prometteuse, notamment par comparaison avec la fusion nucléaire, l’hydrogène géologique ou même la capture du CO2 dans l’atmosphère. Dans ce dernier cas, il s’agit de combiner ce CO2 avec de l’hydrogène décarboné pour fabriquer des carburants synthétiques zéros émissions nettes.
Mais balayer d’un revers de main le solaire spatial et considérer qu’il s’agit d’un rêve de savant fou est sans doute une erreur. Le problème est qu’il est difficile d’envisager cette technologie sans l’assimiler aux livres de science-fiction que toute une génération a dévoré au siècle dernier. Ces livres de poche aux couvertures futuristes imaginant les mondes créés par Isaac Asimov, Arthur C. Clarke, Robert Heinlein, Ray Bradbury… Isaac Asimov écrivait dès 1941 une nouvelle sur des stations spatiales à énergie solaire qui transmettaient leur énergie à la Terre. En 1951, Arthur C. Clarke expliquait comment utiliser les satellites pour les communications dans The Exploration of Space, et mentionnait une idée allemande, datant de plusieurs décennies, qui consistait à placer des miroirs dans l’espace pour renvoyer les rayons chauffants vers la terre.
Elon Musk et Jeff Bezos entrent dans le jeu
Et ces idées ont fait leur chemin et ont été reprises et étudiées par des scientifiques. En 1968, Peter Glaser, consultant chez Arthur D. Little, proposa un satellite à énergie solaire. En 1989, un groupe d’experts de la NASA publia un rapport sur la construction de centrales nucléaires à fusion sur la Lune, plusieurs membres du groupe, dont Peter Glaser, estimaient que les satellites à énergie solaire étaient peut-être une meilleure idée pour fournir une énergie surabondante aux terriens.
Et maintenant, c’est au tour d’Elon Musk de clamer qu’il va, d’ici trois ans, mettre en place des centres de données alimentés à l’énergie solaire dans l’espace et retransmettre les données vers la Terre. Jeff Bezos a fait une prédiction similaire à la fin de l’année dernière. Les plus prudents pensent que le projet prendra dix ans. Mais qu’il verra le jour…
Une réponse à l’intermittence
Le modèle économique n’existe pas, mais les egos démesurés et les moyens tout aussi démesurés existent eux. Nous avons affaire à des technophiles qui n’ont pas de limites et à une légion d’investisseurs fervents prêts à les suivre pour participer à la prochaine grande aventure humaine et laisser une trace dans l’histoire. S’ils perdent des milliards, cela devient presque accessoire si la technologie existe un jour.
Il faut bien voir que le solaire spatial apporte une réponse à la plus grande faiblesse des renouvelables photovoltaïques terrestre et éoliens… leur intermittence. Placé en orbite géostationnaire à environ 36.000 kilomètres de la surface terrestre, il peut fournir en théorie de l’électricité décarbonée 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, disponible en base (comme le nucléaire). L’intensité du rayonnement solaire dans l’espace est nettement plus élevée qu’au sol, ce qui signifie que les panneaux en orbite génèrent beaucoup plus d’énergie par mètre carré que leurs homologues terrestres.
Transmis vers des stations réceptrices au sol
Le flux constant d’énergie solaire est ensuite converti en micro-ondes et transmis vers des stations réceptrices au sol. Le faisceau lui-même est sans danger. Avec une intensité maximale d’environ 230 W/m², il représente environ un quart de la puissance du soleil à midi. L’énergie est collectée par une antenne réceptrice, baptisée « rectenna » ou antenne redresseuse. Elle est constituée d’un maillage léger d’antennes fixées sur des poteaux. Cela rend la construction de la station au sol relativement peu coûteuse. La rectenna étant en grande partie transparente, le terrain situé en dessous peut être utilisé pour l’agriculture ou accueillir des panneaux solaires terrestres, ce qui permet une double utilisation. La rectenna convertit l’énergie micro-ondes en électricité, qui est ensuite injectée dans le réseau électrique.
Autre avantage, l’énergie solaire dans l’espace serait distribuable géographiquement selon les besoins. Les parcs solaires en orbite seraient capables de couvrir un quart du globe et de transmettre l’énergie produites aux réseaux qui en ont besoin. Cette capacité à passer d’un réseau à l’autre et d’un pays à l’autre presque en temps réel changerait la donne en matière de sécurité énergétique, réduisant encore davantage le besoin de stockage d’énergie. Maintenant, il faut pouvoir construire les stations dans l’espace, y envoyer des centaines de tonnes de matériaux, les assembler et les entretenir…
Des études enthousiastes du World Economic Forum, du King’s College…
Un modèle qui est pourtant considéré comme prometteur et surtout viable technologiquement et économiquement par le World Economic Forum. « Avec une fraction de l’investissement consacré à d’autres technologies, 90% des obstacles au solaire spatial pourraient être éliminés en cinq ans, ce qui permettrait de le développer à grande échelle et de répondre aux besoins énergétiques de notre planète. La voie à suivre nécessitera des investissements soutenus, une collaboration internationale et une vision audacieuse pour l’avenir. En adoptant l’impératif d’innovation, nous pouvons inaugurer une nouvelle ère d’énergie propre, abondante et équitable pour tous », écrit le World Economic Forum
Encore plus enthousiaste, une étude publiée l’an dernier par le King’s College de Londres estime que le solaire spatial pourrait réduire jusqu’à 80% les besoins de l’Europe en énergies renouvelables terrestres et réduire également les besoins de stockage d’électricité de plus des deux tiers. Et tout cela en abaissant le coût du système énergétique européen. Une étude plus ancienne, réalisée par Frazer-Nash Consultancy, suggère que le solaire spatial à petite échelle pourrait devenir compétitif en termes de coûts par rapport à d’autres sources d’énergie dès 2040.
Parfois, les utopies se réalisent
En tout cas si Elon Musk ou Jeff Bezos ou d’autres prouvent un jour qu’il est possible de mettre sur orbite un satellite équipé de multiples panneaux solaires pour alimenter en électricité des centres de données qui consomment autant d’électricité qu’une petite ville, il ne sera pas plus difficile de mettre sur orbite un satellite solaire capable de fournir suffisamment d’énergie pour alimenter significativement un réseau électrique.
Après tout, les auteurs de science-fiction ont prédit l’avènement des sous-marins, des voyages sur la Lune, des armes à rayons, de la surveillance omniprésente, des satellites et des ordinateurs intelligents et malveillants. Combien de dirigeants visionnaires dans le secteur de l’énergie avez-vous rencontrés au cours des dernières années ?
