Le solaire thermodynamique, une solution pour les régions à fort ensoleillement

Parmi les énergies renouvelables le solaire qui connaît une forte progression ces dernières années, occupe encore une place minime par rapport aux autres énergies. Et ceci malgré les incitations financières à l'installation individuelle et la construction de fermes photovoltaïque. En France, l'essentiel de la production électrique est nucléaire. Mais sous la pression du ministre de la transition écologique et solidaire, Nicolas Hulot, EDF investira 25 milliards d’euros dans le photovoltaïque de 2020 à 2035.

Pour l'heure et dans le monde, l'énergie solaire photovoltaïque se développe en premier lieu pour satisfaire les besoins électriques de sites isolés, en montagne, dans les îles et dans les zones rurales des pays en voie de développement, particulièrement en Afrique et en Asie. C'est notamment le cas de l'Inde qui se lance dans une course effrénée au solaire avec la construction de plusieurs fermes solaires d'importance.

Mais malgré ces installations, de plus en plus nombreuses, l'an dernier le solaire ne couvrait que 1,5 % des besoins mondiaux en énergie. Une goutte d’eau dans les océans de pétrole et de charbon qui inondent le globe. Dans l'Union Européenne, c'est l'Allemagne qui se place en tête des pays solaires, la France n'occupant que la 7e place. Mais le marché reste très porteur et nul doute que ces chiffres devraient grimper dans les prochaines années.

La technologie des panneaux solaires photovoltaïques, celle que les particuliers utilisent sur leurs toits ou les collectivités dans la construction de fermes solaires, a pour elle une simplicité d’installation et de raccordement au réseau. Son développement industriel croit de manière exponentielle, ce qui réduit considérablement les coûts. C'est à ce jour la meilleure méthode pour valoriser l'énergie produite par le soleil.

Mais, selon le magazine « Les Smart Grids  », le thermodynamique a d’autres atouts à faire valoir. Le principe de cette technologie étant de concentrer l’énergie du soleil pour chauffer un fluide caloporteur, lequel produit de l’électricité en transformant de l’eau en vapeur faisant tourner des turbines. Produisant 26 fois moins d'électricité que le photovoltaïque, cette technique très utilisée en Espagne, en Israël et aux USA, permet aussi de stocker plus facilement l'énergie.

Pour le solaire thermodynamique plusieurs technologies existent aujourd’hui. La plus souvent utilisée est constituée de groupes de miroirs concaves placés au sol, lesquels concentrent la chaleur vers un tube rempli d'huile ou de sel fondu. La chaleur est ensuite envoyé dans un générateur de vapeur dont les turbines produisent de l'électricité. Une centrale de ce type est en cours de réalisation  à Llo sur le plateau de la Cerdagne en Pyrénées Orientales. D'autres sont constituées de groupe de capteurs installés au sol qui renvoient les rayons vers le sommet d'une tour solaire contenant également un liquide caloporteur qui servira a produire de la vapeur pour l'alimentation de turbines. Mais d'autres technologies thermodynamiques se développent comme l'explique dans un sujet technique très détaillé, Mohamed Aziz Ben Mahmoud, spécialiste en Énergie Renouvelables & Digitalisation industrielle.

Si le solaire thermodynamique est beaucoup plus complexe que le photovoltaïque et coûte plus cher à l'installation, son avantage principal réside aujourd'hui dans ses possibilités de stockage et de restitution de l'énergie. Une possibilité qu'offre aussi le photovoltaïque mais avec l'installation d'imposantes unités de stockage, le plus souvent des batteries.

Une centrale solaire thermodynamique produit d'abord de la chaleur. Celle-ci peut être stockée pour prolonger la durée d’utilisation de la centrale après le coucher du soleil. Cette technologie permet des stocker les sels fondus chauffés dans un réservoir, de les maintenir à haute température, et de les libérer la nuit. De cette manière la durée d'utilisation de la centrale peut être prolongée de 3 à 16h.

L'inconvénient majeur de cette technologie c'est qu'elle impose des conditions d’ensoleillement direct particulièrement élevées, c'est à dire supérieures à 1 900 kWh/m2/an. Ce qui la réserve à des zones arides ou tropicales, telles le sud-ouest des USA, le nord du Chili et de l’Argentine, le Sahara, la péninsule arabique, l’Iran, l’Afghanistan, le Pakistan et le nord-est de l’Inde, le sud de l’Afrique, ou encore l’Australie.

Mais pour que cette technologie prometteuse prennent vraiment son essor, il apparaît nécessaire d'imposer la filière au niveau mondial. Certains experts avancent même que le solaire thermodynamique pourrait produire 11,4 % de l'électricité mondiale en 2050. Mais le chemin est long, cette technique ne produisant aujourd'hui que 0,4% de l'électricité mondiale.

L’Espagne et les États-Unis sont les deux pays pionniers historiques de cette technologie, mais pour le premier qui possède le parc le plus important, le gel de subventions en 2012, a mis en sommeil la filière. Seuls les USA restent en pointe dans le domaine. Mais des pays comme la Chine, l'Inde, le Maroc, l'Algérie et l'Afrique du Sud s'intéressent fortement au sujet.