L'énergie solaire spatiale
L'énergie solaire spatiale
Au fil du scroll, plongez avec nous dans l’univers fascinant
de l’énergie solaire spatiale et découvrez une technologie
qui pourrait transformer notre avenir énergétique.
Direction Innovation des Programmes Pulse
Décembre 2024
Charles Fritts
Le premier dispositif pratique pour convertir la lumière en électricité, conçu par Charles Fritts, utilisait du sélénium.
Reason, Isaac Asimov
Cette idée est reprise par Isaac Asimov qui imagine,
dans une de ses nouvelles Reason, une station solaire orbitale
permettant de transporter l’énergie par micro-ondes vers la Terre
et d’autres colonies du système solaire.
Reason, Isaac Asimov
La technologie de l’Énergie Solaire Spatiale est imaginée par le russe
Konstantin Tsiolkovski pour capter les rayons du soleil depuis
l’espace, grâce à des miroirs géants et les renvoyer directement sur
Terre pour l’alimenter en énergie.
Reason, Isaac Asimov
Cette idée est reprise par Isaac Asimov qui imagine,
dans une de ses nouvelles Reason, une station solaire orbitale
permettant de transporter l’énergie par micro-ondes vers la Terre
et d’autres colonies du système solaire.
Sphère de Dyson, Freeman Dyson
La Sphère de Dyson est une mégastructure hypothétique,
conceptualisée par Freeman Dyson, dont le but serait de capter
l’énergie émise par l’étoile qu’elle entoure.
Centrales solaires spatiales, Peter Glaser
L’ingénieur Peter Glaser crédibilise scientifiquement le concept
et devient l’un des inventeurs des centrales solaires spatiales
en proposant de placer les cellules photovoltaïques sur des flottes
de satellites en orbite.
L’Odyssée de l’espace, Stanley Kubrick
Sortie de 2001, l’Odyssée de l’espace, film d’anticipation
de Stanley Kubrick sur la conquête spatiale.
Transfert d’énergie sans fil, NASA
Le Laboratoire de recherche sur la propulsion par réaction,
plus connu sous son sigle JPL (un centre de recherche spatiale de la
NASA) a réussi une démonstration de transfert d’énergie sans fil
via des micro-ondes d’une puissance de 37 kW sur une distance de 1,5 km.
Star Wars, Georges Lucas
L'Étoile de la Mort est une station spatiale massive et armée dans
l'univers de Star Wars, conçue pour détruire des planètes entières
grâce à un superlaser, incarnant le pouvoir destructeur de l'Empire.
Station d’énergie solaire spatiale, NASA
Premier concept détaillé de la NASA d’une station d’énergie solaire
spatiale en orbite géostationnaire.
Illumination from Space With Orbiting Solar-Reflector Spacecraft, NASA
Illustration extraite d’un rapport de la NASA Illumination from
Space With Orbiting Solar-Reflector Spacecraft,
qui montre une représentation de l’énergie solaire spatiale.
Defending Defense, Budget battles and Star Wars, Time
Ronald Reagan annonce un immense programme technologique
baptisé Initiative de défense stratégique (IDS) ou Guerre des Étoiles :
les États-Unis seraient protégés des armes nucléaires adverses
par un « bouclier spatial » qui détecterait et détruirait les missiles
balistiques ennemis dès leur lancement.
Multiplication des concepts
Le concept de l’ESS a retrouvé un vif intérêt ces dernières années,
avec un doublement des publications entre 2018 et 2022.
Les avancées techniques dans les domaines du spatial et de l'énergie
solaire ont permis de concevoir des designs qui pourraient devenir
compétitifs avec les méthodes traditionnelles de production
d'électricité.
Falcon Heavy, Space X
Des vols tests de Falcon Heavy (Space X) promettent de pouvoir lancer
des charges utiles lourdes, à des orbites distantes.
Prototype du California Institute of Technology (CALTECH)
Le California Institute of Technology (CALTECH) a lancé son
prototype révolutionnaire de centrale solaire en orbite. Après avoir
publié près de 90 rapports de recherche, ce prototype a prouvé qu’il
pouvait convertir l’énergie solaire en électricité et la transmettre
sous forme de faisceau micro-ondes jusqu’à la Terre.
Ex. Solspace
900 Km
Transmission RF
Ex. CASSIOPeiA
Direct Sun Reflection
Ex. SOLSPACE
L’énergie solaire spatiale pourrait représenter
une opportunité pour s’affranchir des énergies
fossiles en produisant une énergie
durable
et continue.
Cependant, elle pourrait entraîner une nouvelle
dépendance aux matériaux critiques pour
la
fabrication
de ces infrastructures.
L’ESS, comme toutes infrastructures spatiales,
est exposée à divers risques cyber
tels que des prises de contrôle malveillantes.
Quant aux critères ESG (Environnemental Sociétal
et Gouvernance), le débat est encore à ses débuts,
que ce soit sur la réglementation de l’usage spatial,
sur le niveau de dangerosité des ondes, l’ACV...
Projets lancés
California Institute of Technology, pionnier dans le déploiement d’un premier démonstrateur envoyé en orbite en 2023. Ce prototype a réussi à transmettre de l’énergie sans fil jusqu’à la Terre. Programme d’industrialisation d’ici 2025.
Le gouvernement chinois avec la China Academy for Space Technology (CAST) vise l’inauguration d’une mini centrale de 1MW en 2030 et l’opérabilité d’une centrale de 2GW en 2040.
Le gouvernement japonais et la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) travaillent depuis 2009 avec 17 entreprises sur un projet de centrale solaire de 1 GW et ont pour objectif plusieurs expérimentations de performance prochainement (2025).
SPACE SOLAR, ambitionne de devenir leader dans l’industrialisation et le déploiement du solaire spatial avec un prototype de 40MW d’ici 2031 en orbite basse.
Projets à l’étude
La NASA mène des recherches sur l’ESS depuis 1975. En 2024 ils publient une étude sur la compétitivité de l’ESS mais actuellement aucun objectif de développement n’est affiché.
L’ESA mène le programme SOLARIS pour préparer l’Europe à prendre des décisions en 2025 concernant le développement industriel de l’ESS, avec un retard de 5 à 10 ans.
Même si l’ESS ne voit jamais le jour, les recherches associées vont probablement accélérer les développements dans d’autres domaines technologiques.
“les technologies ne sont pas neutres”
L’énergie solaire spatiale s’inscrit plus largement
dans une réflexion sur l’impact des nouvelles
technologies dans nos sociétés.
Toute technologie porte en elle la notion d’efficacité,
dépend des marchés et des questions de rentabilité,
induit une multitude d’effets souvent difficiles
à anticiper et entraîne un nouveau rapport au monde.
“La voiture a littéralement « inventé »
les routes, les parkings et les trottoirs,
elle a appelé l’extraction du pétrole
et intégralement refondé
l’aménagement du territoire [...]”
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Réalisation : EDF Pulse Design
