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Tour solaire - Définition

Une tour solaire est une centrale à énergie renouvelable, construite de manière à canaliser l'air chauffé par le soleil afin d'actionner des turbines pour produire de l'électricité. Le concept a été inventé par l' ingénieur allemand Jörg Schlaich.

La tour n'est en fait qu'une cheminée . L' air , sous une serre gigantesque, le " collecteur ", placée tout autour de la cheminée centrale, est chauffé par le Soleil et dirigé vers le haut par convection , le déplacement de l'air permettant à des turbines situées à l'embouchure de la cheminée de produire de l' électricité . Son fonctionnement se base sur un principe simple : l'air chaud étant plus léger que l'air froid , il s'élève.

Les avantages principaux de cette technologie sont : le peu d'entretien nécessaire, une mécanique simple, et la gratuité des rayons du soleil. De plus, comme le sol sous le collecteur, truffé de conduites d' eau , emmagasine de la chaleur le jour pour la redonner la nuit, le système est opérationnel quasiment 24 heures sur 24. La seule difficulté est l'investissement de départ.

Une variante qui consiste à coucher la tour à flanc de montagne est également à l'étude. Le principe reste le même : un vaste collecteur situé au niveau d'une plaine , et un conduit qui débouche en altitude , permettant de tirer profit de la différence de température . Puisqu'il ne s'agit pas d'une cheminée dressée au milieu du collecteur, mais d'un conduit couché à flanc de montagne, son installation et son éventuel démontage peuvent être envisagés plus facilement. Le projet pourrait par exemple s'appliquer à des zones montagneuses comme l' île de la Réunion .

Depuis la fin de la deuxième guerre mondiale, de nombreux chercheurs dans le monde ont présenté différents projets de tour solaire .

Le premier est incontestablement un militaire espagnol, le Colonel Isidoro Cabanyes, qui en 1903 proposa un modèle de tour solaire dans la revue La Energía eléctrica [ 1 ] .

L'une des premières représentation d'une tour solaire a été rédigée in 1931 par un auteur Allemand: Hanns Günther.

En France, le militaire français Edgard Nazare qui, sous les ordres du général Suffrin Hébert, travailla longtemps sur les profils d'ailes d'avions au sein du Bureau de recherche aéronautique d' Alger . C'est après avoir mesuré scientifiquement les tourbillons de sables observés au Sahara qu'il déposa à Alger en 1956 un premier brevet sur ce qu'il appelait alors " la tour à dépression ". Ce brevet fut redéposé à Paris le 3 août 1964 sous le numéro 1.439.849 (P.V. 983.953). Il s'agissait de générer artificiellement une ascendance atmosphérique tourbillonnaire dans une sorte de tour en forme de tuyère de Laval.

En 1975 l'ingénieur canadien Louis M. Michaud publia son projet Vortex Power Station dans le bulletin de la Société américaine de météorologie . Il s'agissait également de générer une ascendance atmosphérique tourbillonnaire, mais dans une tour cylindrique.

Mais ce n'est qu'en 1981 qu'un premier prototype de tour solaire fut construit en Espagne à Manzanares (à 150 kilomètres de Madrid) sous la direction de l'ingénieur allemand Jörg Schlaich, et grâce aux fonds du Ministère allemand de la recherche et de la technologie (en Allemagne de l'Ouest). Contrairement aux deux projets précédents exploitant le phénomène de l'ascendance tourbillonnaire (rotational flow wirling system), il s'agissait d'exploiter l'énergie produite par simple effet de cheminée ( Single Flow Upwind System ). Cette tour mesurait 194 mètres seulement pour une puissance de 50 kW et a fonctionné jusqu'en 1989. Elle fut arrêtée en raison d'un coût du kilowatt-heure cinq fois plus élevé qu'une centrale thermique classique. Enfin, c'est le 8 octobre 1985 que le russe George Mamulashvili déposa son brevet N° 1.319.654 pour un projet comparable appelé Vertical Aeorothermal Power Station .

Les projets

Le projet australien.

Un projet de tour solaire, appelé Projet de Buronga, prévue pour 2010, est actuellement développé en Australie par la société Enviromission. La cheminée aurait 990 mètres de hauteur , 70 mètres de diamètre . La centrale fournirait 200 mégawatts de puissance électrique. Il s'agit d'un des projets les plus ambitieux de la planète pour la production d'énergie alternative : une usine à énergie renouvelable qui fournit 4 fois moins de puissance qu'un petit réacteur nucléaire (200 MW contre 915 MW pour un réacteur à eau pressurisée) tout en étant plus sûre et plus propre.

Le coût d'investissement est d'environ 400 millions d'euros.

Pour contrer l'effet d'ovalisation de la tour (qui la replierait sur elle-même aussi facilement qu'un cylindre de papier mouillé posé sur une table, vu son incroyable légereté), la société d' ingénierie SBP, responsable du projet, a eu l'idée de placer dans la tour à intervalles réguliers des structures de maintien ressemblant aux rayons d'une roue de bicyclette . Elles ne diminuent que de 2% la vitesse de l'air.

La tour solaire fournirait un kilowatt-heure près d'un tiers moins cher que ceux fournis par les panneaux solaires, mais encore cinq fois plus cher que l'électricité au charbon, qui représente 95% de la production en Australie. Des touristes pourraient visiter la tour, afin de réduire encore significativement le prix du kilowatt-heure. La culture de tomates au sein du collecteur est aussi envisagée.

Spécifications du projet

• Une cheminée de 990 m de haut (3281 pieds) matériaux composite
• Un collecteur de 7 km de diamètre, soit 38,5 km 2 de verre et de plastique.
• Température de l'air chauffé dans la cheminée : 70 °C.
• Vitesse de l'air dans la cheminée : 15 m/s (54 km/h).
• 32 turbines.
• Énergie produite : 200 mégawatts, 7 fois moins qu'un réacteur nucléaire moderne (Chooz = 1500 MW par réacteur), mais assez pour fournir en électricité environ 200 000 logements.
• Ce projet peut paraître incroyable mais ses concepteurs le disent réaliste. Les études de faisabilité par le bureau d'ingénieurs allemand SBP, basée à Stuttgart, arrivent à leur terme. Cette tour solaire serait donc construite par l'entreprise EnviroMission dans le désert de Nouvelle-Galles du Sud , dans le comté de Wentsworth. Si le financement est trouvé, sa construction devrait commencer avant 2010.
• Aux dernières nouvelles, EnviroMission se lance dans le développement d'une première version plus petite et moins coûteuse (50 MW) avec une cheminée en béton précontraint haute résistance. On s'inquiète tout de même de la lenteur du projet aux vues des sommes mises en jeu et des investissements déjà réunis.

Le projet espagnol

Un autre projet de tour solaire, prévu pour arriver à échéance avant 2010, si le financement est trouvé, est actuellement développé en Espagne dans la localité de Fuente el Fresno, un village de la Province de Ciudad Real. Les travaux devraient être menés en collaboration avec les entreprises espagnoles Campo 3 et Imasa, et la compagnie allemande Schlaich Bergermann. Cette tour de 750 mètres de hauteur serait dès lors la plus haute de ce genre en Europe .

• Une cheminée de 750 m de haut.
• Un collecteur de 3 km de diamètre, couvrant 350 hectares, dont 250 hectares pourraient être utilisés pour la culture de légumes sous serre (tomates).
• Vitesse de l'air dans la cheminée : 43 km/h.
• Puissance de l'installation : 40 mégawatts, soit la demande en électricité d'environ 120 000 personnes.
• Coût du projet : 240 millions d'euros, que les partenaires espèrent réunir en 2007.
• En complément de cette production énergétique, le projet permettrait également l'installation d'équipements de télécommunication et de surveillance contre les incendies, et devrait revêtir un aspect touristique en prévoyant un accès au public.

Autres projets

Il existe actuellement deux projets de construction de tour solaire : une tour en forme de tuyère de Laval par la société française Sumatel en Savoie qui a déjà construit en 1997 une maquette de 6 m de haut et envisage de passer à 60 m ou plus, et la tour cylindrique de 500 m de haut citée ci-dessus. A hauteur égale, les puissances prévues pour ces deux projets sont très différentes.

Pour une tour de 500 m, par exemple, Sumatel annonce plus de 1500 MW alors que le projet australo-allemand avance le chiffre de 50 MW. Cette différence de performance s'explique par la différence de hauteur du phénomène atmosphérique exploité. Le procédé français permet de générer un tourbillon atmosphérique qui peut atteindre 20 km de haut, alors que le procédé australo-allemand se contente d'exploiter l'effet de tirage d'une simple cheminée. Telle une trombe ou une tornade , la cheminée virtuelle de 20 km de haut a un tirage, donc un rendement, beaucoup plus important qu'une construction humaine, même de très grande hauteur. Dans les deux cas les lois de Carnot sont respectées. La différence de température entre les couches basses et hautes de l' atmosphère est simplement beaucoup plus importante dans le projet français. L'inventeur Nazare, et avec lui la société Sumatel, estime que c'est à partir d'une tour de 300 m minimum que l'on peut espérer générer un tourbillon de 20 km de hauteur et obtenir les puissances annoncées. Contrairement à la tour australo-allemande, la tour française n'est utilisée que pour amorcer le phénomène atmosphérique.

Une tour solaire est aussi un instrument scientifique pour examiner le soleil : tour solaire de Meudon.

Innovation : une tour solaire pour une énergie verte en continu ?

Voilà une nouvelle technologie qui pourrait avoir son importance sur la voie de la (très) nécessaire neutralité carbone. Début décembre 2023, des chercheurs ont en effet présenté leurs travaux de modélisation d’un nouveau type de tour solaire. Des tours fonctionnant à l’énergie solaire existent en fait déjà. Toutefois, cette innovation, jugée prometteuse, donnerait naissance à une tour à double action capable de produire de l’énergie verte 24 h/24 et 7 j/7. Comment fonctionnerait exactement cette technologie futuriste ? Quels sont encore les obstacles qui se dressent sur la route de sa mise en œuvre commerciale concrète ? Alors que le réchauffement climatique rend l’arrivée de nouvelles solutions climatiques toujours plus urgentes, Choisir.com vous explique tout.

publié le 15/12/2023 à 09h38 | mis à jour le 15/12/2023 à 09h38 | par Johann Sonneck

Des chercheurs présentent une nouvelle technologie : la tour solaire à double action

Alors que la COP28 à Dubaï s’est déroulée sur fond de « déni climatique » , la recherche de solutions pour réduire la dépendance aux énergies fossiles est indispensable. Dans ce but, le recours aux énergies renouvelables est évidemment un levier essentiel à actionner, comme l’ énergie solaire . Les panneaux photovoltaïques sont d’ailleurs de plus en plus nombreux à être installés pour tendre vers une transition climatique toujours plus urgente face au dérèglement climatique.

Autre solution pour capter la puissance du soleil, la construction de tours solaires qui concentrent la chaleur afin de fournir une énergie propre et décarbonée. Certaines existent en réalité déjà dans quelques régions du monde. Cependant, les technologies mises au point jusque-là ne donnent pas réellement satisfaction.

C’est justement dans ce cadre que des scientifiques ont récemment présenté leurs travaux, publiés dans la revue Energy Reports le 5 décembre 2023. Ceux-ci portent sur une nouvelle technologie ayant donné naissance à la modélisation d’une nouvelle tour solaire qui n’en est encore qu’au stade expérimental . Ses auteurs sont des chercheurs des universités :

• d’Al Hussein, en Jordanie ;
• et du Qatar.

En quoi consiste exactement cette innovation ? Il s’agit d’une tour « solaire à double technologie » , appelée également TTSS ( Twin-Technology Solar System en anglais). Les dimensions de cet édifice ont de quoi marquer les esprits, car ce dernier serait absolument gigantesque avec :

• une hauteur de 200 mètres  ;
• un tronc de 13 mètres de diamètre ;
• un collecteur de 250 mètres de diamètre.

Cette tour est conçue pour permettre la rencontre de deux courants opposés  :

• un courant ascendant qui transporte l’air chaud . Cette source de chaleur vient du sol avant de s’élever vers des turbines qui produisent de l’ électricité verte  ;
• un courant descendant qui permet de rafraîchir la structure et la chaleur accumulée sous une chape de plomb. Le moyen utilisé : un système de brumisateur qui force l’air chaud et le reflue vers le bas.

Voilà pourquoi on parle de « tour solaire à double technologie » ou de tour à double action .

Êtes-vous sûr de ne pas payer votre électricité trop cher ?

Des capacités deux fois plus élevées que les technologies existantes, pour une production d’énergie 24 h/24

Les deux courants extrêmes, chauds et froids, se trouvent dans deux tours, elles-mêmes imbriquées dans la tour principale formant la « coquille » de l’édifice. La tour à courant ascendant passe par son centre. En haut, l’air y est chauffé sous un grand toit, dans une vaste zone de collecte conçue dans un matériau de type verrière. Le but : capter et y conserver le plus de chaleur possible.

Les chercheurs jordaniens et qataris ont aussi réfléchi à la meilleure zone d’implantation possible pour favoriser la meilleure efficacité de cette technologie. Sans surprise, cette tour solaire à double technologie serait adaptée à des zones désertiques chaudes et sèches , comme celles du Moyen-Orient par exemple.

Des tests de simulation utilisant les données météorologiques locales ont d’ailleurs déjà été effectués par les scientifiques. Les estimations réalisées vis-à-vis de ce modèle novateur se sont révélées très encourageantes. En effet, les turbines fonctionneraient sans jamais s’interrompre , permettant une production d’électricité de jour comme de nuit . Ainsi, les chiffres de production possible laissent entrevoir de réels espoirs pour l’avenir énergétique. En effet :

• le TTSS permettrait de générer 753 mégawattheures (MWh) d’électricité par an  ;
• ce qui signifierait que ce nouveau système serait capable de multiplier par deux les capacités des tours solaires en fonctionnement aujourd’hui. Le chiffre exact avancé par l’équipe de recherche est une production 2,14 fois supérieure à celle de conceptions similaires standard à courant ascendant uniquement.

Cette innovation est donc la preuve que de multiples solutions sont technologiquement possibles afin de faire fonctionner des turbines et de produire de l’électricité . Dans le domaine de la production énergétique durable et décarbonée , les nouveautés ont d’ailleurs été nombreuses en 2023, avec notamment :

• des travaux menés par l’entreprise Naarea pour mettre au point un nouveau réacteur nucléaire révolutionnaire , utilisant comme combustible les déchets radioactifs des centrales classiques ;
• la mise au point d’une nouvelle technologie de stockage de l’énergie, combinant ciment et noir de carbone , de la part de chercheurs américains du MIT ;
• un projet de développement de l’énergie maréthermique , vue comme l’énergie marine dotée des plus importantes capacités, par une start-up britannique ;
• l’autorisation, en France, des premières recherches d’hydrogène naturel , un gaz neutre en carbone dont certains parlent comme du nouveau pétrole.

Des questions épineuses à régler pour rendre possible la réalisation concrète de la tour solaire

La tour solaire à double technologie pourrait être une solution supplémentaire et une énergie de demain pour réduire le décalage entre l’offre et la demande énergétique. Sa construction à l’échelle commerciale n’est toutefois pas encore prévue dans l’immédiat . La raison : la hauteur vertigineuse de l’édifice :

• nécessaire pour assurer un bon différentiel de température ;
• mais qui implique des coûts en capital très élevés , considérés pour l’instant comme à risque.

Le coût de production de l’électricité qui y serait produite n’a pas non plus été établi. Cela s’explique car cette nouvelle technologie se heurte malgré tout à un problème de taille  : les doutes concernant la possibilité d’ alimentation en eau d’une telle structure. Il n’est effectivement un secret pour personne que cette ressource est plus que limitée dans les zones désertiques . L’équipe de scientifiques a d’ailleurs reconnu l’existence de cette difficulté. Selon eux, l’eau pourrait ne pas être suffisante pour faire fonctionner le système à courant descendant là où le TTSS serait le plus efficace. Autrement dit, dans les zones désertiques sèches.

Si ce projet est prometteur, les questions à régler restent encore essentielles avant de penser à sa mise en place concrète. En attendant, il est déjà possible de souscrire à des offres vertes proposant la fourniture d’ électricité renouvelable . Vous souhaitez justement œuvrer en faveur de la transition énergétique en choisissant un tel contrat ? Pour simplifier vos démarches, pensez à utiliser le Comparateur Énergie de Choisir.com . Outil gratuit, complet et pratique, il vous permettra d’y voir clair rapidement pour réaliser cet acte fort en faveur de l’environnement… comme de votre propre avenir.

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Mine de charbon

Centrales solaires thermiques

Une centrale solaire thermique, également appelée centrale solaire thermique , est une installation industrielle conçue pour tirer parti du rayonnement solaire et le transformer en énergie électrique.

Bien que son principe de fonctionnement soit similaire à celui des centrales thermiques classiques, il en diffère sur un aspect fondamental : la source de chaleur utilisée n'est pas d'origine fossile, mais est basée sur l'énergie solaire.

Comment fonctionne une centrale solaire thermique ?

Le fonctionnement des centrales solaires thermiques repose sur l’obtention de chaleur provenant du rayonnement solaire et son transfert vers un fluide caloporteur, qui est généralement de l’eau.

Pour élever la température de l’eau aux niveaux élevés souhaités, le rayonnement solaire maximum doit être concentré en un point. De cette manière, on peut obtenir des températures de 300ºC à 1000ºC, qui seront utilisées pour générer de la vapeur. Plus la température est élevée, plus les performances thermodynamiques de la centrale solaire thermique sont élevées.

L’accumulation d’ énergie thermique est utilisée pour produire de la vapeur qui peut entraîner des turbines à vapeur. Avec le mouvement des turbines, l'énergie mécanique est transférée aux générateurs électriques pour produire de l' électricité .

Systèmes de concentration d'énergie solaire

La capture et la concentration des rayons solaires se font à travers des miroirs à orientation automatique qui pointent vers une tour centrale où le fluide est chauffé. Certaines centrales solaires thermiques utilisent des mécanismes à géométrie parabolique plus petits tels que des collecteurs paraboliques.

L'ensemble de la surface réfléchissante et de son dispositif d'orientation est appelé héliostat.

Cycles thermodynamiques

Dans les configurations expérimentales, différents flux et cycles thermodynamiques sont utilisés. Ces cycles vont du cycle Rankine , utilisé dans les centrales nucléaires et les centrales électriques au charbon , au cycle Brayton, courant dans les centrales au gaz naturel . Par ailleurs, de nombreuses variantes ont été développées, comme le moteur Stirling. Parmi les cycles les plus fréquents figurent ceux qui intègrent l’ énergie solaire thermique au gaz naturel.

Efficacité d'une centrale thermoélectrique

L’efficacité d’un système d’énergie solaire concentrée dépendra des facteurs suivants :

• La technologie utilisée pour convertir l’énergie solaire en énergie électrique.
• La température de fonctionnement du récepteur de chaleur.
• Pertes thermiques dans le système.
• La présence ou l'absence d'autres pertes du système

En plus de l'efficacité de conversion, le système optique qui concentre la lumière solaire ajoute également des pertes supplémentaires.

L'efficacité de conversion maximale pour les systèmes de type « tour de puissance », fonctionnant à des températures de 250 à 565 degrés Celsius, est de 23 à 35 %. Avec une turbine à cycle combiné, le rendement est plus élevé.

L'efficacité des systèmes Dish Stirling, qui fonctionnent à des températures de 550 à 750 degrés Celsius (277 à 477 degrés Kelvin ), offre une efficacité d'environ 30 %.

En raison de la variation de l'incidence du soleil au cours de la journée, le rendement de conversion moyen atteint n'est pas égal à ces rendements maximaux. Les rendements annuels nets de l'énergie solaire vers l'électricité sont de 7 à 20 % pour les systèmes pilotes de tours électriques et de 12 à 25 % pour les systèmes paraboliques Stirling.

Effets environnementaux

• Utilisation du sol : Les centrales solaires thermiques, en particulier celles qui utilisent la technologie des cuvettes paraboliques ou des paraboles, nécessitent de vastes superficies de terrain pour abriter les réflecteurs solaires. Cela pourrait entraîner la conversion d’habitats naturels en zones industrielles. Dans certaines régions, l’installation de plantes sur des terres agricoles de haute qualité peut déplacer la production de plantes vivrières et récoltables.
• Impact sur la faune : Les centrales solaires thermiques peuvent attirer les insectes, les oiseaux et autres animaux en raison de la chaleur générée par les réflecteurs. Cela peut augmenter le risque de collisions et de blessures pour la faune environnante, ce qui a conduit à la mise en œuvre de mesures d'atténuation telles que des systèmes de dissuasion des oiseaux.
• Consommation d'eau : Certaines usines ont besoin d'eau pour le refroidissement et le fonctionnement des systèmes. La consommation d’eau peut être importante et, dans les régions où l’eau est rare, cela suscite des inquiétudes quant à la disponibilité de cette ressource vitale.
• Efficacité de conversion : L'efficacité de conversion de l'énergie solaire en électricité dans les centrales solaires thermiques peut varier et, dans certains cas, est inférieure à celle d'autres technologies d'énergie solaire, telles que les panneaux solaires photovoltaïques. 
• Impact visuel et paysager : Les centrales solaires thermiques, en particulier celles dotées de grands champs de miroirs ou de réflecteurs, peuvent modifier le paysage local et avoir un impact visuel significatif sur les zones environnantes.

Principales centrales solaires thermiques dans le monde

Ci-dessous, nous présentons une sélection de certaines des centrales solaires thermiques les plus remarquables au monde, en soulignant leur emplacement, leur capacité de production électrique et une brève description de leurs principales caractéristiques.

Les centrales solaires à miroir de Fresnel

Encore marginales dans la filière du solaire thermodynamique , les centrales solaires à miroir de Fresnel ont l'avantage d'utiliser des miroirs plats, meilleur marché que les miroirs paraboliques , mais dont les performances sont inférieures d’environ 30% à ces derniers.

Inventé par le physicien français Augustin Fresnel, la lentille de Fresnel a été conçue pour équiper le système optique des phares de signalisation marine. Le système est aujourd’hui repris pour concentrer le rayonnement solaire sur un tube horizontal dans le cadre d'expérimentations.

Les applications commerciales et industrielles à grande échelle utilisent majoritairement des technologies de miroirs cylindro-paraboliques ou des tours solaires à concentration .

La centrale solaire à miroir de Fresnel de Almería en Andalousie - © DLR

Principe de fonctionnement d’un concentrateur à miroirs de Fresnel

Principe de fonctionnement d’un concentrateur à miroirs de Fresnel - © Ecosources

Le principe d’un concentrateur de Fresnel réside dans ses miroirs plans (plats) dits "réflecteurs compacts linéaires". Chacun de ces miroirs peut pivoter en suivant la course du soleil pour rediriger et concentrer en permanence les rayons solaires vers un tube absorbeur.

Un fluide caloporteur est chauffé jusqu’à 500° en circulant dans ce tube horizontal. Cette énergie est transférée à un circuit d’eau, la vapeur alors produite actionne une turbine qui produit de l’électricité.

Principal avantage de cette technologie, les miroirs plats sont bien meilleur marché que les miroirs paraboliques .

• Avantages :
• Les miroirs plans sont plus simples à fabriquer et meilleur marché que les paraboliques et cylindro-paraboliques .
• Moins de prise au vent, infrastructure moins importante qu’une centrale à capteurs cylindro-paraboliques .
• Inconvénients :
• Performances optiques inférieures d’environ 30% par rapport aux réflecteurs paraboliques et cylindro-paraboliques .

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Au Maroc, les doutes sur la stratégie en matière d’énergie solaire

Le royaume marocain a mis en œuvre une impressionnante stratégie pour les énergies renouvelables depuis 2009. Mais, depuis quelques années, les difficultés se multiplient en matière d’énergie solaire. Dernière en date, une panne sur l’emblématique centrale solaire de Ouarzazate.

• Rémy Pigaglio (correspondant au Maroc) ,
• le 24/04/2024 à 15:16

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Lecture en 3 min.

La centrale Noor Ouarzazate III, inaugurée en 2018, est un des symboles de la montée en puissance des énergies renouvelables au Maroc.

FADEL SENNA / AFP

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Sa tour, qui se dresse au milieu de paysages arides, à quelques kilomètres de la ville de Ouarzazate, est l’un des symboles de la montée en puissance des énergies renouvelables au Maroc. La structure de 243 mètres de haut concentre les rayons du soleil réfléchis par des milliers de miroirs situés tout autour. La chaleur accumulée permet de chauffer un liquide caloporteur qui, stocké, permet de produire de l’électricité pendant la nuit. Cette technologie est appelée CSP (concentrated solar power).

Fuite de « sels fondus »

La spectaculaire centrale Noor Ouarzazate III , inaugurée en 2018, est pourtant à l’arrêt depuis plusieurs semaines. Le saoudien Acwa Power, qui possède 75 % des parts de la centrale – la société publique marocaine Masen détient les 25 % restants –, a annoncé fin mars qu’une fuite avait été détectée dans le réservoir qui stocke le fameux liquide – ou « sels fondus ». L’interruption de la production devrait se prolonger jusqu’en novembre. Elle coûtera 47 millions de dollars à la compagnie.

En revanche, la panne devrait avoir un impact limité sur le réseau électrique marocain. « L’arrêt de Noor III ne devrait pas faire perdre plus de 0,9 % de production nette locale d’énergie électrique » en 2024, calcule Amin Bennouna, professeur de physique et spécialiste en énergie.

Les ambitions marocaines dans les renouvelables

Le Maroc a lancé en 2009 un impressionnant programme d’énergies renouvelables. Partout sur le territoire, éoliennes et centrales solaires ont poussé, développées à la fois par des acteurs privés et publics. Le pays dispose d’atouts précieux : un ensoleillement constant sur une très grande majorité du territoire et de puissants vents, notamment près du détroit de Gibraltar. Mais la panne de la centrale de Noor Ouarzazate III a une nouvelle fois jeté le doute sur la stratégie adoptée par le pays en matière d’énergie solaire.

En 2020, déjà, le Conseil économique, social et environnemental (Cese) critiquait le choix d’adopter la technologie CSP pour Noor Ouarzazate III, mais aussi deux centrales situées sur le même site : Noor Ouarzazate I et II – qui ont une configuration différente qui ne prévoit pas de tour s. « Au regard des prix du photovoltaïque et de l’éolien, la technologie CSP s’avère dorénavant, malgré l’avantage du stockage, relativement chère et n’est plus justifiée à l’avenir », assurait alors le rapport.

La baisse des prix du photovoltaïque

Car, alors que le pays misait en partie sur le CSP, le prix des panneaux photovoltaïques baissait spectaculairement. Le rapport dévoilait que Masen, la société publique chargée de gérer une partie des parcs éoliens et solaires du pays, perdait environ 75 millions d’euros par an à cause du choix réalisé en faveur de la technologie CSP. Les autorités semblent avoir retenu la leçon : tous les nouveaux projets de centrales solaires lancés depuis ont adopté la technologie photovoltaïque.

Ces difficultés ont participé au retard dans la mise en œuvre de la stratégie lancée en 2009. Si les autorités ont martelé pendant des années que l’objectif était d’atteindre un taux de 42% d’énergies renouvelables dans la capacité de production électrique en 2020, celui-ci n’a pas été atteint. Ce taux est bloqué à 37 % depuis 2020. Le pays reste aujourd’hui majoritairement dépendant du charbon pour sa production d’électricité.

Devenir fournisseur d’énergies propres aux Européens

« La stratégie adoptée en 2009 était très ambitieuse. Mais elle n’était pas à notre portée, nous n’en avions pas les moyens », décrit Amin Bennouna. L’expert décrit le modèle marocain : il consiste, principalement, à créer des conditions suffisamment intéressantes pour que des investisseurs privés décident de développer des projets d’énergies renouvelables. Mais il faut des années pour mettre en place un contexte juridique, fiscal, administratif, économique ou encore foncier qui soit attractif.

Les autorités ont désormais un nouvel objectif : atteindre 52 % d’énergies renouvelables dans la capacité de production électrique en 2030. Après les difficultés des dernières années, Amin Bennouna se veut rassurant : « Le secteur arrive finalement à maturité et la mise en service des projets s’accélère. Cet objectif devrait être atteint. » En complément des sources d’énergies renouvelables, le pays veut aussi miser sur le gaz, moins polluant que le charbon et souple d’utilisation. Avec, à terme, l’objectif de renforcer sa souveraineté énergétique, mais aussi de devenir un fournisseur d’énergie propre aux voisins européens.

• Énergie solaire
• Énergie renouvelable

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Solar Impulse : le tour du monde en 150 jours

L'avion Solar Impulse 2 a bouclé sans encombre ce lundi 9 mars la première étape -  d'Abou Dhabi à Muscate - d'un tour du monde sans précédent, à la seule énergie solaire. Un voyage de 35 000 km qui devrait prendre environ 5 mois. Objectif : promouvoir les énergies propres et tester l'endurance des pilotes.

" L'aventure a commencé ", a lancé avec émotion le pilote suisse Bertrand Piccard, alors que son compatriote André Borschberg, aux commandes pour la première étape, s'envolait de la capitale des Emirats arabes unis.

A l'est, toute !

L'appareil révolutionnaire, qui n'utilise aucun carburant, a décollé à 07h12 (03h12 GMT) après le lever du jour, alors qu'une légère brise balayait le tarmac du petit aéroport d'Al-Bateen. Solar Impulse 2 est parti en direction de l'est pour Mascate, capitale du sultanat d'Oman, où l'avion devait arriver douze heures plus tard, après un trajet de quelque 400 km. Il doit repartir mardi pour Ahmedabad (ouest de l'Inde), l'étape suivante.

Après plus de six heures de vol, André Borschberg se trouvait en début d'après-midi au-dessus du golfe d'Oman, après avoir parcouru 65% du trajet vers Mascate, selon le site de la mission." Le défi à venir est réel pour moi et pour l'appareil ", a déclaré Borschberg, âgé de 63 ans, avant de s'installer dans le cockpit de l'avion monoplace.

Un défi humain

Initialement prévu samedi, le décollage a été retardé en raison de vents forts ayant soufflé sur la région. Les deux pilotes, en combinaison orange, ont effectué les dernières inspections de nuit, puis l'avion est parti sous les applaudissements de leurs épouses et de toute l'équipe de Solar Impulse 2, avec 42 minutes de retard sur l'horaire prévu. " Une alarme s'était allumée en raison d'un problème de connecteur ", a précisé Bertrand Piccard.

C'est avant tout " un défi humain " , a souligné André Borschberg. Le tour du monde en 12 étapes est l'aboutissement de douze années de recherches menées par les deux Suisses Borschberg et Piccard qui, outre l'exploit scientifique, cherchent à véhiculer un message politique.

Un pas de géant vers les "technologies vertes"

Et pourtant, l'idée de voler grâce à la seule énergie solaire avait été la risée de l'industrie aéronautique. Descendant d'une dynastie de scientifiques-aventuriers suisses, Piccard a accompli le premier tour du monde en ballon sans escale en 1999.

L'avion, baptisé SI2, repose entièrement sur les nouvelles technologies . Il est propulsé par plus de 17 000 cellules solaires tapissant des ailes de 72 mètres, soit presque aussi longues que celles d'un Airbus A380. Mais le SI2, conçu en fibre de carbone, ne pèse que 2,5 tonnes - autant qu'un 4X4 familial, soit moins de 1% du poids de l'A380. Les cellules solaires fournissent, via des batteries au lithium, de l'énergie à quatre moteurs électriques à hélice.

Survol de deux océans à moins de 100 km/h

Au total, l'appareil parcourra 35 000 kilomètres, à une vitesse relativement modeste (entre 50 et 100 km/h), en survolant deux océans. A 8 500 mètres d'altitude, au maximum, cette circonvolution prendra cinq mois, dont 25 jours de vol effectif, avant un retour à Abou Dhabi fin juillet/début août. C'est alors Bertrand Piccard qui sera aux commandes pour l'atterrissage.

Après Oman et l'Inde, la Birmanie sera la destination suivante, avant la plus longue étape du trajet : cinq jours consécutifs de vol pour un seul pilote chargé de rallier Nankin, en Chine, à l'archipel américain d'Hawaï, dans le Pacifique. Ensuite, SI2 survolera les Etats-Unis, avec notamment une étape à New-York, puis il traversera l'Atlantique, avec un arrêt prévu soit en Europe du Sud, soit en Afrique du Nord, avant le retour à Abou Dhabi.

En direct du cockpit

Le cockpit est confortable, mais le pilote reste immobilisé dans son siège: " on fait ses besoins, on se lave avec des lingettes, on mange et on boit ", a expliqué M. Piccard. Et d'ajouter : " on peut incliner le siège pour se reposer. Et là, on se met en pilotage automatique, tout en gardant le contrôle de l'avion et en restant en contact avec les contrôleurs aériens au centre de (la mission à) Monaco ", a-t-il dit.

Il a indiqué que le public pouvait " suivre en direct tout ce que nous faisons dans le cockpit " et au centre de Monaco sur le site actif "solarimpulse.com". Au total, 130 personnes participent à l'aventure : 65 accompagneront les pilotes autour du monde (dans le cadre de l'appui logistique) et 65 autres seront à Monaco, au centre de contrôle de la mission (météorologues, contrôleurs aériens et ingénieurs).

Solar Impulse 2 est le successeur du premier prototype Solar Impulse 1, qui a permis aux concepteurs du projet de faire plusieurs vols de longue durée en Europe, au Maroc et de traverser les Etats-Unis en 2013 avec plusieurs escales, faisant d'eux les premiers à accomplir un tel exploit.

Cinq ans après le tour du monde de Solar Impulse, le progrès continue

Énergie solaire

Cinq ans après avoir réalisé un tour du monde dans un avion solaire, Bertrand Piccard et André Borschberg effectuent un vol dans le nouvel avion électrique Bristell Energic,  respectueux de l'environnement et rentable économiquement.

au sommaire

Cette année, Solar Impulse Solar Impulse fête le 5 e anniversaire de son tour du monde alimenté par l'énergie solaire, et pour célébrer cela, Bertrand Piccard Bertrand Piccard et André Borschberg ont volé ensemble dans un nouvel avion électrique à application commerciale : le Bristell Energic. Fabriqué par BRM Aero, il produit zéro émission et est équipé de systèmes de propulsion et de gestion des batteries conçus par H55. Ce spin-off technologique de Solar Impulse est né après le tour du monde grâce à André Borschberg et deux collègues, et sera commercialisé à la fin de 2022 comme l'indique  le communiqué de presse de Solar Impulse .

Bertrand Piccard et André Borschberg, les deux cofondateurs de la Fondation Solar Impulse, devant le Bristell Energic. © Bertrand Piccard, Twitter

Le tour du monde en 2016

En 2016, Bertrand Piccard a fait atterrir l'avion solaire Solar Impulse 2 à Abou Dhabi, l'étape finale d'un tour du monde réalisé complètement sans carburant ni émissions polluantes par les deux cofondateurs du projet qui se sont relayés au fil des étapes dans le cockpit monoplace. La réussite du périple aurait pu marquer la fin de Solar Impulse qui, à l'époque, semblait avoir joué son rôle en envoyant un message fort sur la transition énergétique . Mais l'héritage de ce voyage se perpétue aujourd'hui.

« Le succès n'est jamais un but en soi, c'est seulement un moyen d'aller plus loin. Lorsque j'ai atterri à Abou Dhabi il y a cinq ans, j'ai prédit que les avions de tourisme électriques voleraient dans les dix ans. Le vol d'aujourd'hui à bord du spin-off du Solar Impulse, le Bristell Energetic propulsé par le H55, montre que nous sommes sur la bonne voie  », déclare Bertrand Piccard. 

Solar Impulse, l'incroyable avion solaire

Le saviez-vous ?

La propulsion d'un avion solaire est alimentée par l’énergie inépuisable du Soleil, qui est captée grâce à des panneaux photovoltaïques, disposés en général sur la surface des ailes. De là, ils convertissent la lumière en énergie électrique, et le moteur la transforme en énergie mécanique. Une batterie permet de stocker le surplus d'énergie.  

La Fondation Solar Impulse 

Fondée en 2003 par Bertrand Piccard et André Borschberg en collaboration avec l'École polytechnique fédérale de Lausanne, la Fondation Solar Impulse est une association environnementale à but non lucratif. Elle s'engage à identifier des solutions avantageuses et respectueuses de la Planète qui reçoivent alors le label Solar Impulse Efficient Solution. La fondation a déjà atteint un objectif : en trouver 1.000 , et a pu ainsi évaluer la rentabilité économique de processus qui visent à protéger l'environnement .  

L’entreprise H55, spin-off de Solar Impulse

Le but de l'entreprise est de promouvoir un meilleur transport aérien : silencieux, écologiquement propre et à un prix abordable. Elle propose des systèmes de propulsion électrique et de packs packs de batterie. Les constructeurs d'avion peuvent ainsi développer des concepts tels que les avions à décollage et atterrissage vertical (VTOL,  Vertical Take-off and Landing aircraft  en anglais ) ) . L'H55 s'occupe de tous types de technologies, de la chaîne de propulsion, du stockage, de la gestion d'énergie, des interfaces de contrôle et de communication avec le pilote, qui ont pu être testés avec succès durant le vol du Bristell Energic . Ce projet est un acteur du  développement durable développement durable car il allie protection de l'environnement et rentabilité économique.

André Borschberg s'exprime sur le sujet et semble y voir un avenir prometteur : « Le Bristell Energic est la première étape commerciale en tant qu' avion électrique après notre vol autour du monde avec Solar Impulse. De nombreux autres avions seront soit convertis en avions électriques, soit nouvellement conçus pour bénéficier pleinement des formidables avantages de la technologie de propulsion électrique développée par H55. Dans dix ans, nous verrons les premiers avions navettes, transportant des passagers de ville à ville avec un impact sonore et des émissions de CO 2 limités. »

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Solar Impulse

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Solar Impulse 2 : le tour du monde aux 17 étapes en images

Solar Impulse 2 a mis 16 mois et demi pour boucler son tour du monde avec près de 558 heures de temps de vol cumulé. (©Solar Impulse)

L’avion solaire Solar Impulse 2 a atterri cette nuit à Abou Dabi d’où il avait décollé le 9 mars 2015 pour réaliser un tour du monde. Piloté à tour de rôle par les Suisses Bertrand Piccard et André Borschberg, l’avion a parcouru plus de 43 000 km sans autre carburant que l’énergie solaire. Bertrand Piccard, dont les réflexions autour de ce projet ont débuté dès 2003, a présenté ce tour du monde comme « un exploit dans l’histoire des énergies renouvelables ».

S’il n’est pas aujourd’hui question d’envisager des vols long-courriers « solaires », les pilotes suisses esquissent quelques pistes pour profiter de l’expérience de Solar Impulse 2 comme des drones solaires stratosphériques . Ils rêvent également de voir apparaître des avions électriques (pas forcément équipés de cellules photovoltaïques) destinés aux courtes distances à l’image de l' e-Fan développé par Airbus .

Pour rappel, Solar Impulse « 2 » (un prototype avait été réalisé quelques années plus tôt) est un avion de 72,3 m d’envergure intégrant plus de 17 000 cellules photovoltaïques. Retour en images sur quelques temps forts de ce tour du monde.

L’avion Solar Impulse 2 a débuté son tour du monde le 9 mars 2015 par la 2 e plus courte de ses 17 étapes : le vol entre Abou Dabi et Muscat dans le sultanat d’Oman (733 km) a tout de même duré près de 13 heures. (©Solar Impulse)

Les 17 248 cellules photovoltaïques (en silicium monocristallin) de Solar Impulse 2 couvrent une surface totale de 269,5 m 2 et ont permis durant ce tour du monde de collecter jusqu’à 340 kWh d’électricité par jour. (©Solar Impulse)

Solar Impulse 2 est plus large qu’un Boeing 747 mais ne pèse que 2 300 kg, soit le poids d’un gros 4x4. Ici au départ de Bénarès en Inde le 18 mars 2015. (©Solar Impulse)

Plus d’un quart du poids de l’avion est dû aux batteries lithium-polymère embarquées à bord de Solar Impulse 2 (633 kg). Celles-ci ont une densité énergétique de 260 Wh/kg. Afin d’optimiser son utilisation de l’énergie, l’avion a volé jusqu’à une altitude de 8 500 m durant le jour et descendait à 1 500 m la nuit. (©Solar Impulse)

Arrivé à Nagoya au Japon le 1 er juin 2015, Solar Impulse 2 a parcouru les 10 000 premiers kilomètres de son voyage en moins de 3 mois avec 7 étapes. (©Solar Impulse)

Le cockpit de 3,8 m 2 de Solar Impulse 2 ne peut accueillir qu’un pilote et est organisé pour permettre à ce dernier de se reposer lors de courtes siestes. Quatre étapes du voyage ont duré plus de 48h de vol. (©Solar Impulse)

La plus longue de ces étapes entre Nagoya au Japon et Hawaï a duré presque 118 heures (soit quasiment 5 jours) et a mis les batteries de l’avion à rude épreuve. En raison d’une surchauffe, ces dernières ont dû être changées et Solar Impulse 2 a été immobilisé à Hawaï pendant près de 9 mois. (©Solar Impulse)

Solar Impulse 2 peut voler à une altitude maximale de 8 500 m. La cabine n’étant pas pressurisée, les pilotes disposaient à bord de bouteilles à oxygène. (©Solar Impulse)

Le pilote André Borschberg a affirmé que ce tour du monde était « un défi plus humain que technique », notamment face aux très fortes variations de températures en vol. (©Solar Impulse)

L’avion vole a une vitesse moyenne de 75 km/h. Ici, lors de son survol du Golden Gate de San Francisco fin avril 2016. (©Solar Impulse)

L’avion solaire a fait escale dans 7 villes américaines en finissant par New York en juin 2016. (©Solar Impulse)

Près de 80 ingénieurs et techniciens ont accompagné le tour du monde de Solar Impulse 2. (©Solar Impulse)

Les cellules photovoltaïques de Solar Impulse 2 ont permis de produire au total près de 11 655 kWh en vol au cours des 17 étapes. Ici, au-dessus d’une centrale thermodynamique en Espagne. (©Solar Impulse)

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Kate malade : reportage sur ses traces dans son refuge du Norfolk

Robe dos nu, tiare et plein vent : l’arrivée d’olivia henson à son mariage (presque) royal, le prince william donne des nouvelles de kate middleton, un tour du monde à l'énergie solaire : le défi du solar airship one, dirigeable de demain.

Grâce à l’énergie solaire, cet aérostat accomplira le tour du monde sans escale. Une première. Et une vitrine pour les vols longue distance et zéro émission.

Imaginé par la société française Euro Airship, le Solar Airship One se distingue par son enveloppe externe recouverte sur toute sa partie supérieure d’un film photovoltaïque souple. Composé de cellules solaires organiques (OPV), ce revêtement doit capter l’énergie du soleil pendant la journée. Grâce à un bon rendement de conversion, il produit en continu de l’électricité utilisée en temps réel pour alimenter les moteurs électriques, assurant ainsi la propulsion du Solar Airship One.

Et lors des vols de nuit ?  L’énergie solaire excédentaire est stockée dans des batteries lithium-ion, alimentant un électrolyseur qui produit de l’hydrogène. Ce dernier est conservé dans des réservoirs adaptés et utilisé la nuit pour générer à nouveau de l’électricité via une pile à combustible. Un système qui permet au ­dirigeable de voler en continu. Et sans aucun carburant fossile. Le but de tout le projet.

Propulsion 100 % électrique

Avec cette propulsion 100 % électrique, le Solar Airship One devrait naviguer à une vitesse de croisière raisonnable, soit plus vite qu’un navire de fret mais moins qu’un avion de ligne classique. Cette lenteur constitue un atout pour limiter sa consommation énergétique et lui assurer une très grande autonomie.

Pour son tour du monde, le dirigeable embarquera du ballast sous forme d’eau (pompée depuis l’océan au cours du trajet), dont le largage permettra de compenser la perte progressive d’hélium, garantissant le maintien de l’altitude.

Car la ­navigation se fera à une hauteur ­quasiment constante, ce qui optimisera le rendement des panneaux solaires, tout en facilitant la surveillance du trafic aérien classique. Le parcours longera l’équateur terrestre sur des milliers de kilomètres, en suivant les alizés (vents dominants) qui permettront de limiter la consommation énergétique.

Le Solar Airship One en chiffres

4 800 m2  : Surface de panneaux solaires

151 mètres : Longueur

130 km/h : Vitesse de croisière 

6 000 mètres : Altitude de vol

Pour mener à bien cet objectif, trois pilotes chevronnés ont été sélectionnés. Bertrand Piccard (photo), célèbre pour avoir accompli les premiers tours du monde en ballon et en avion solaire – le projet de Solar Airship One découle de son exploit avec Solar Impulse. Dorine Bourneton, première femme handicapée à pratiquer la voltige aérienne, sera aux commandes grâce à des systèmes adaptés. Enfin, Michel Tognini, ancien astronaute, complétera l’équipage pour sa connaissance pointue des vols de longue durée en milieu confiné.

Une mobilité aérienne zéro émission

Si le défi est immense, l’objectif du Solar Airship One va bien au-delà d’un simple record. Son innovation réside en effet dans la démonstration concrète qu’une mobilité aérienne zéro émission est non seulement envisageable mais également viable sur le long terme. Ses concepteurs misent sur l’avènement prochain d’une véritable filière industrielle de dirigeables écoresponsables, dont le transport de passagers ne serait qu’un des nombreux usages possibles.

Un défi à réaliser 

Distance : 40 000 km

Durée : 20 jours

Tour du monde prévu en 2026

Équipage : 3 personnes dont bertrand piccard

Le fret, l’aide humanitaire, la surveillance aérienne ou le tourisme durable sont autant de domaines où ces dirigeables électro-solaires pourraient apporter une révolution verte. Leur capacité d’emport est supérieure à celle d’un avion-cargo classique. Leur faible empreinte environnementale et leur autonomie sont également des atouts certains pour réussir cette transition écologique du transport aérien. Même s’il faut s’armer de patience pour se rendre à bon port…

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