Merci à F. BERLIC (que je ne sais comment contacter) pour la photo d'illustration de cet article bénévole : Le four solaire d'Odeillo © F. Berlic

L'Occitanie est le pays du Soleil. A tel point que c'est là, à Odeillo, que fût installé par le Pr TROMBE le Grand Four Solaire, à l'époque le plus grand du monde. Vers la fin des années 60, jeune ingénieur, j'ai eu l'honneur de faire quelques expériences avec "ce vieux fou monomaniaque du Soleil" comme l'appelaient les envieux et les incultes. 

Depuis l'énergie solaire est devenue une source d'énergie standard. C'est donc sur certains points peu connus que va porter mon article. 

Sait-on que ce four a participé de façon décisive à la conquête spatiale, et plus particulièrement à la réalisation de la Navette ? Comment ? 

Quand la navette rentre à grande vitesse dans l'atmosphère, elle chauffe énormément par le frottement de l'air. Si elle n'est pas protégée, elle fond et même se vaporise comme tous les débris de satellites ou la plupart des météorites. Il faut la protéger avec des "briques isolantes", qui résistent à 1600 °C, tout en étant légères. Toutes sortes de matériaux ont été essayés. Mais comment chauffer à 1600 °C et plus dans le vide ? Tous les fours chauffent l'air, qui à son tour chauffe le matériau. Mais le vide est un isolant absolu. 

La seule solution est la lumière, qui traverse le vide, à condition de la concentrer suffisamment pour atteindre la température voulue sur un volume suffisant pour y installer le dispositif expérimental. Donc une énergie énorme en une zone petite. C'est ce qu'on fait à Odeillo. C'est donc là que les Américains ont testé leurs briques isolantes, en les plaçant dans un récipient transparent dans lequel on faisait le vide, placé au foyer du Grand Four, là où des températures de plus de 2000 °C sont couramment atteintes. 

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Le principal problème de l'énergie solaire est qu'elle n'est produite que quand il y a du soleil. Si on veut pouvoir en disposer en permanence, il faut pouvoir la stocker. 

L'énergie solaire est actuellement produite, stockée et utilisée de deux façons principales, qu'il ne faut pas confondre.

- Le rayonnement solaire est directement transformé en chaleur dans des "panneaux solaires". Ils contiennent des tuyaux peints en noir, qui absorbent ce rayonnement, dans lesquels un "fluide caloporteur " est chauffé et utilisé directement (eau chaude) et/ou stocké dans des ballons pompeusement appelés "thermodynamiques" et plus couramment "chauffe-bains". On les repère sur un toit car leur fond est noir. A Odeillo des exemples de Centrales Solaires fonctionnent sur ce principe, la chaudière au charbon, au fuel ou au gaz étant remplacée par un tuyau surchauffé par le soleil.

Ce système très simple et économique est couramment utilisé dans certains pays méditerranéens, où le chauffage central et les lave-linges sont alimentés directement en eau chaude. On se demande pourquoi ce système, simple et économique, non polluant, est si rare en France... 

- Le rayonnement solaire est transformé en électricité : ce sont les panneaux "photovoltaïques" dont la théorie est simple, la réalisation complexe et le fonctionnement pratique sujet à un grand nombre d'âneries et de publicités... tendancieuses. Jetons-y un peu de lumière. 

Problème n° 1 : quelle est la puissance réelle utile des panneaux photovoltaïques ?

Ces panneaux fournissent de l'électricité continue et uniquement par la lumière du jour. Deux conséquences :

La puissance indiquée, par exemple 3 kW cc (courant continu), est celle maximum obtenue quand le panneau reçoit son éclairement maximum, donc le jour et en plein soleil. Ce qui implique que la nuit (50 % du temps sur l'année) ou quand le temps est gris (rayonnement solaire absorbé par les nuages), ou quand on est une région à faible éclairement (nord) le panneau fournit moins, voire zéro. En pratique, la puissance moyenne utilisable d'un tel panneau sous nos latitudes est de l’ordre de 1 kW en sortie de panneau. Pour se fixer les idées, un chiffre moyen : l'énergie solaire reçue sur Terre est de l'ordre de 100 watts/m². Si on veut récupérer 3 kW de façon moyenne sur les panneaux (1 kW en moyenne en sortie) il faut au minimum 30 m² de panneaux. Et ça n'est pas au même prix que celui indiqué "à partir de" !

Problème n°2 : l'électricité ne se stocke pas directement (sauf condensateurs, mais c'est un autre sujet). Il faut, soit l'utiliser directement (s'éclairer... pendant le jour puisque les panneaux ne fonctionnent que le jour !), pompe à chaleur, machines électriques... , soit la transformer en énergie chimique (avec beaucoup de pertes à la charge et à la décharge) et la stocker dans des batteries (avec supplément de prix très élevé). Or presque tous les appareils fonctionnent sur courant alternatif. Il faut transformer ce courant continu en courant alternatif avec un dispositif spécial, un onduleur, qui lui même consomme du courant.

Toutes ces pertes accumulées divisent l'énergie théorique maximum du panneau (3 kW cc par exemple) par 4 (et je suis optimiste). En tenir compte lors de l'achat.

L'argument "Diminuez vos factures d'électricité" est à la fois vrai et trompeur. Vrai parce que si produisez vous-mêmes une partie de l'électricité, vous en paierez moins au fournisseur. Trompeur parce que l'économie sur vos factures est compensée par l'achat et l'entretien des panneaux photovoltaïques. C'est comme si, pour vendre une voiture à un voyageur par le train, on lui disait : "Grâce à cette voiture vous paierez moins cher de billets de train".

En clair : les panneaux solaires sont une solution intéressante, surtout les chauffe-eaux solaires très bon marché (et d'ailleurs obligatoires dans les constructions dans certains pays pour économiser l'énergie fossile) mais pas forcément économique, et surtout il faut faire un vrai calcul de la surface à équiper.

L'implantation de panneaux sur des terres agricoles est rentable économiquement pour le propriétaire du champ, mais s'il faut à terme choisir entre se nourrir et alimenter son lave-linge, le choix est difficile. En revanche, en couvrir les toits des immeubles et des parkings extérieurs est une idée intéressante car on produit de l'électricité au lieu de chauffer les étages supérieurs des bâtiments.

"L'éducation est la solution à tous les maux de l'humanité" est une de mes devises.