Le soleil, source énergétique de l’avenir

par  W. KLEIN
Publication : juillet 1980
Mise en ligne : 7 octobre 2008

A mesure que les réserves de pétrole
s’épuisent et que les prix montent en flèche, l’énergie
solaire devient de plus en plus compétitive. Aujourd’hui. même
les pays de la zone tempérée envisagent de satisfaire
une partie de leurs besoins grâce à cette source d’énergie
diffuse, mais constante, cependant que les pays en voie de développement
situés dans la « zone solaire » voient en elle une
ressource énergétique de première importance.
Ancien président de l’association internationale de l’énergie
solaire, le Dr William H. Klein, président du Smithsonian Radiation
Biology Laboratory de Rockville, Maryland (Etats-Unis), brosse ici le
tableau de ce que nous réserve « l’avenir solaire »
immédiat et plus lointain. Le présent article est tiré
d’une interview radiophonique enregistrée lors d’un colloque
sur les grands problèmes de l’énergie dans le monde, organisé
par l’Unesco en juin dernier à Saint-Jacques de Compostelle.

L’AVENIR de l’énergie solaire réside dans la diversité
de ses applications, tant du point de vue technique que géographique.
Dans les petites communautés rurales faiblement peuplées
des pays en développement, elle peut servir à l’éclairage,
à la cuisine, au pompage de l’eau et à l’irrigation. Dans
le monde industrialisé, on met au point des centrales solaires
destinées à servir les besoins de villes d’une centaine
de milliers d’habitants.
Pour l’essentiel, ces centrales consistent en une tour ou récepteur
central, équipé d’un champ d’héliostats qui concentrent
les rayons du soleil sur une chaudière. L’eau de la chaudière
transformée en vapeur actionne une génératrice
qui alimente en électricité un réseau de type classique.
Un système de stockage permettra à la centrale de fonctionner
la nuit. Le prototype d’une tour de ce genre est en cours de construction
à Barstow, en Californie. Il devrait entrer en service en 1981-82.
Dans un avenir plus lointain, il devrait être possible de fournir
de l’énergie à des agglomérations plus importantes
grâce à des installations de type modulaire auxquelles
on ajouterait des éléments à mesure que les besoins
de la communauté augmenteraient.
Dans les pays en développement, où les petites communautés
rurales se trouvent à l’écart des grandes routes et du
réseau central d’électricité, on aura recours aux
techniques photovoltaïques - qu’il s’agisse de mosaïques bidimensionnelles
de cellules à silicium, ou de systèmes de cellules solaires
à concentration - pour transformer directement le rayonnement
solaire en électricité. Le courant ainsi obtenu serait
suffisant pour alimenter de petits moteurs de 3,5 kilowatts environ,
capables d’actionner une pompe pour l’irrigation.
Un panneau de cellules photovoltaïques actuellement à l’essai
à Mead, dans le Nebraska, assure à la fois l’irrigation
en été et le séchage des récoltes à
l’automne en vue de leur conservation.
La réalisation des cellules photovoltaïques est actuellement
fort onéreuse : environ 9 dollars par watt-heure de crête.
Mais les recherches se poursuivent et il semble que d’ici à 1982
on pourra ramener leur prix à 50 cents.
L’énergie solaire deviendrait ainsi compétitive par rapport
aux formes d’énergie classiques. Déjà elle soutient
la comparaison dans certaines régions avec le chauffage électrique
par effet joule. Et au rythme auquel le prix de l’essence augmente,
elle pourrait concurrencer d’ici deux à trois ans le chauffage
de l’eau et des maisons.
Les systèmes de chauffage solaire, en usage depuis longtemps
en Australie, aux Etats-Unis, en Israël et ailleurs, sont en mesure
de fonctionner même dans des pays à climat tempéré,
à condition qu’il y ait un nombre suffisant de journées
d’ensoleillement.
Le coût d’installation de ces systèmes - actuellement d’environ
2 000 dollars - pourrait être réduit de 75 pour cent, à
condition de fabriquer des modèles plus simples, sans dispositifs
automatiques, fondés sur le principe de la convection.
La transformation biologique de l’énergie solaire par le processus
de la photosynthèse fournit chaque année, sous forme de
biomasse, une réserve d’énergie égale à
environ dix fois la consommation mondiale annuelle. Certes, ce processus
a une efficacité globale très réduite, mais il
existe et peut être exploité sur la plus grande partie
de la planète. Le bois, par exemple, fournit un sixième
des ressources en combustibles utilisées dans le monde, et environ
la moitié des arbres abattus chaque année le sont pour
les besoins de la cuisine et du chauffage. Dans les, pays en développement
qui ne sont pas membres de l’OPEP, où résident plus de
40 pour cent de la population du globe, les combustibles non-commerciaux
fournissent souvent jusqu’à 90 pour cent de l’énergie
utilisée. Ils comprennent, outre le bois, le fumier et les déchets
agricoles.
Il s’agit de trouver des procédés permettant d’exploiter
de façon plus efficace la photosynthèse naturelle qui,
par le passé, nous a donné charbon, pétrole, gaz,
bois combustible, fibres et produits chimiques. On envisage par exemple
de créer des « fermes énergétiques »
où la biomasse serait cultivée en vue de produire de l’énergie.
La NouvelleZélande, qui possède une agriculture très
avancée mais une faible densité de population et qui dépense
une grande partie de ses devises pour acheter du pétrole, étudie,
semble-t-il, la possibilité d’utiliser la biomasse comme source
de combustible. Le seul problème qui se pose à cet égard
est que ces projets risquent d’entrer en concurrence avec l’agriculture.
Aujourd’hui, les terres arables sont essentiellement consacrées
à la production alimentaire et, à mesure que la population
augmentera, cette tendance ne peut que s’intensifier.

Gaz à base de maïs et de... choux

Au nombre des produits énergétiques qu’on pourrait tirer
de la biomasse, citons l’électricité, l’ammoniaque, le
méthanol, l’éthanol et peut-être le gaz pauvre.
Des études ont montré que la production de vapeur et d’électricité
et la digestion anaérobique sont les techniques de transformation
les plus réalisables sur le plan économique. Du point
de vue du prix de revient, elles sont souvent compétitives avec
l’énergie produite à partir de combustibles fossiles.
Outre les arbres, on peut envisager comme plantations énergétiques
divers arbustes et herbes, les algues et les résidus de certaines
plantes vivrières. En Australie, cinq espèces d’herbes
sont à l’étude et des résultats prometteurs ont
été obtenus dans certains cas. D’autre part, l’alcool
à base de manioc s’est révélé être
une solution économiquement viable, et des rapports font état
des résultats obtenus avec de l’alcool tiré des pins et
du biogaz à base de maïs et même de choux. Aux Philippines,
une étude a montré qu’une plantation de bois d’un peu
plus de 9 100 hectares pouvait alimenter une centrale à vapeur
de 75 mégawatts.
Une autre étude récemment effectuée en France indique
qu’à long terme le pays pourrait produire à partir des
ressources de la biomasse des combustibles liquides et solides, représentant
11 et 14 pour cent respectivement de ses besoins globaux en énergie
 ; le problème de l’utilisation de terres arables reste cependant
entier. En Suède, une autre étude souligne que, d’ici
à 2015, des plantations énergétiques occupant 7
pour cent de la superficie du pays pourraient permettre de subvenir
aux deux- tiers des besoins nationaux en énergie.
Cependant, le programme le plus ambitieux a été élaboré
au Brésil, où l’on se propose de tirer de l’alcool de
plantes telles que la canne à sucre, le sorgho et le manioc.
Mélangé à l’essence dans une proportion n’excédant
pas 20 pour cent, cet alcool pourrait permettre de satisfaire un cinquième
des besoins du Brésil en carburant.
La firme Volkswagen met au point un moteur fonctionnant à l’alcool
qui fera l’objet d’essais au Brésil en 1980.

Des générateurs dans l’espace

Je n’ai évoqué jusqu’ici que des projets terrestres.
Mais si les Etats-Unis construisent une navette spatiale et mettent
un laboratoire sur orbite au- dessus de notre planète, il serait
possible d’envisager une centrale solaire spatiale qui capterait l’énergie
du soleil, la transformerait en électricité et l’acheminerait
à terre à l’aide de micro-ondes. Ce « satellite
photovoltaïque » présenterait un grand avantage :
étant toujours tourné vers le soleil, il en absorberait
l’énergie et produirait de l’électricité vingt-quatre
heures sur vingt-quatre. Aucun système de stockage ne serait
donc nécessaire. C’est sans doute une entreprise qui mérite
d’être envisagée pour l’avenir.

* Cet article est reproduit du n° 747 de « Informations UNESCO
 ».