Les différentes techniques solaires - Eerik Wissenz

Ou comment s’y retrouver sous le soleil ?

Pendant des dizaines d’années, il a semblé plus « économique » à tout le monde de se chauffer et de produire de l’énergie en utilisant des ressources venues de la terre. Brûler des arbres, du compost ou des végétaux fossilisés (comme le pétrole) paraissait bien plus simple que de construire des systèmes d’énergie solaire. Mais c’était sans tenir compte du coût important des dommages causés par ce système énergétique sur l’environnement et la santé. Or on connaît de mieux en mieux tous ces impacts extrêmement négatifs et les ressources énergétiques comme les forêts, le pétrole et le gaz naturel s’épuisent dramatiquement.

Or, l’énergie solaire qui se répand chaque jour sur la planète suffirait largement à fournir le monde entier en énergie…

De nombreuses technologies existent déjà. Il semble urgent de les implémenter massivement et ce à plusieurs niveaux : domestique, local et national, voire international.

A un niveau international, il serait parfaitement possible, par exemple, de produire toute l’énergie dont l’humanité a actuellement besoin avec une petite fraction de celle présente dans les déserts… Des réseaux comme celui de Trec et Désertec réfléchissent aux conditions de réalisation d’une pareille entreprise.

Des solutions globales existent déjà à un niveau national et/ou local comme les centrales solaires. Essentiellement construites dans des pays riches pour l’instant, elles utilisent des technologies diverses comme des capteurs cylindro-paraboliques (Kramer Junction, Californie ; Boulder City, Nevada), des tours et des capteurs paraboliques (Almeria, Espagne ; Thémis, France ; Solar 2 en Californie). Il existe également des centrales expérimentales à cheminée (Manzanares, Espagne). Ces centrales, dont on peut espérer qu’elles se multiplient, sont un bon exemple de coopération entre la sphère politique et les entreprises.

Mais au niveau domestique, le développement du solaire est tout aussi important et doit être encouragé. Pratiquement tout le monde sur terre a un accès direct (et gratuit) au soleil et cela fait bien peu de sens d’envisager des solutions complexes pour résoudre des problèmes domestiques simples dont les solutions existent. En usage domestique l’énergie solaire peut en effet facilement cuire les aliments, bouillir l’eau, chauffer les maisons et produire de l’électricité.

Voici un bref aperçu des différentes technologies bien souvent basées sur la récupération. Certains modèles sont réalisables en auto-construction. Certaines de ces technologies peuvent se développer au niveau local pour un groupement, un village, un quartier ou une exploitation afin de produire du pain, cuire des poteries ou des produits alimentaires (conserves, confitures…), torréfier des graines ou fournir un quantité d’énergie pour nécessaire à n’importe quelle activité. Dans ce domaine, d’innombrables innovations restent à faire !

Les cuiseurs solaires sont en général de deux types : « boîte » ou « parabole ».

Type boîte
Un cuiseur de type « boîte » fonctionne comme une serre, retenant l’énergie reçue. Ils sont très simples à construire (il suffit de fabriquer une boîte bien isolée avec un couvercle en verre) et servent essentiellement à cuisiner. Leur température varie de 70°C à 200°C selon les modèles. L’intensité peut être réglable. Une boîte peut également être équipée d’un système de concentration pour obtenir un modèle hybride plus performant.

Type parabole
Les cuiseurs de type « parabole » sont des concentrateurs qui focalisent les rayons en un point et dont les températures vont de 200°C à 900°C. Pour obtenir ces températures il est nécessaire de concentrer une grande quantité de lumière sur une surface réduite en forme de parabole qui fonctionne en fait comme une loupe.
On peut utiliser les concentrateurs exactement comme des cuisinières avec un point focal sous la marmite. L’intensité peut être réglable. Les surfaces réfléchissantes possible sont les miroirs, les feuilles d’aluminium, l’inox poli.

Pour chauffer de grandes quantités d’eau (citernes), c’est le principe de la boîte qui est repris en fixant sur le toit un simple panneau noir couvert de verre.

Pour voir d’autres types de cuiseurs solaires

Petit glossaire

Thermique/Photovoltaïque
Le solaire thermique désigne les applications où les rayons du soleil sont transformés en chaleur. Cette chaleur sert à différents usages directs (cuire, bouillir, torréfier). Ou bien elle peut être aussi transformée en électricité via une production de vapeur afin d’activer une turbine, un moteur Stirling, etc.

Le panneau photovoltaïque (PV) est composé de matériaux qui dégagent des électrons au contact des rayons du soleil. C’est une manière directe de produire de l’électricité qui peut être utilisée pour alimenter les installations diverses ou bien stockée dans des batteries.

Système actif/passif
Un système solaire actif (« tracking ») suit la course du soleil automatiquement ou manuellement afin de capter un maximum de rayons. Certaines technologies doivent impérativement suivre le soleil pour fonctionner, notamment les concentrateurs paraboliques. Il existe de très nombreux systèmes de « tracking ».
Un système passif ne suit pas le soleil. C’est le cas des panneaux thermiques ou photovoltaïques mais il est possible de les rendre actifs pour en augmenter le rendement.

Moteur Stirling
Un moteur Stirling fonctionne uniquement avec la différence de température chaud/froid, ce qui le rend très intéressant sur des concentrateurs solaires.

Lentille de Fresnel
La lentille de Fresnel permet de réduire la quantité de verre utilisé tout en produisant une grande quantité de lumière sur une surface composée de cercles concentriques. La « technique de Fresnel » est en réalité souvent utilisée pour désigner n’importe quel concentrateur réfractant ou réfléchissant les rayons dès que les surfaces ne sont pas lisses.

Réfraction/réflexion
La réfraction est le principe de la loupe où la lumière traverse une lentille, la réflexion est celui du miroir où elle se réfléchit.

Unités de mesure
Efficacité : pourcentage de la somme d’énergie restant après transformation.
Joule : mesure une quantité d’énergie brute.
Watts : mesure le flux d’énergie soit la quantité d’énergie (joule) par seconde.
Terra watts : trillion de watts

Page réalisée pour le site Dev2 par Eerik Wissenz, association Projet du Feu Solaire.
Des réalisations de l’association existent à Cuba, au Mexique, au Mali, en Inde et en France (Ain, Alpes-Maritimes, Corse, Limousin).

Voir aussi :
Portail Solaire : fournit la liste de toutes les associations et de nombreux prestataires
Solarwikia : encyclopédie libre sur le sujet