L'énergie solaire

Compte tenu de la distance de l'orbite qui nous sépare du soleil et de la puissance de son rayonnement, la terre reçoit à chaque instant une puissance moyenne de 1365 watts/m². Après son passage dans l'atmosphère environ la moitié de cette énergie nous parvient, ce qui correspond, compte tenu de ses dimensions, à une puissance incroyable de 7,7 x 10¹⁴ KW, l'équivalent de quelques 320 millions de centrales nucléaires de 1000 MW ^{1) .} Il n'est même pas besoin d'aller chercher cette énergie : elle arrive toute seule. Dommage que la surface manque dans les villes. Dans l’état actuel de la technique avancée le rendement des meilleures cellules photovoltaïques (égale à l’énergie électrique produite/énergie solaire reçue) est de l’ordre de 40% aux USA et de 35% en Europe. Les cellules voltaïques classiques à base de silicium, moins onéreuses, ont des rendements modestes ne dépassant pas 20%  inférieur au rendement des cellules thermo solaire délivrant de l'eau chaude pour le sanitaire.

En pratique ces deux systèmes sont fondamentalement différents.

Lorsque l’on compare la surface du Sahara, le plus grand désert du monde, (8 millions de km²), à celle de la terre on s’aperçoit qu’il couvre environ 3% de la surface totale de celle-ci avec un coefficient d’ensoleillement incomparable. Il reçoit une puissance solaire considérable pouvant être transformée en énergie électrique en générant de la vapeur d'eau à des températures voisines de 400°C, température compatible à l'entraînement de turbines à gaz productrice d'électricité.. La puissance électrique qui pourrait être ainsi récupérée correspond, compte tenu du niveau technique actuel (en 2011) et à l'excellent coefficient d'ensoleillement à plusieurs millions de centrales nucléaires de 1000 Mégawatt !

Le projet de Desertec  et les accords d’exploitation entre l’Algérie et l’Allemagne signés en 2008 ²⁾ on dans un premier temps l’intention de se limiter à la fourniture de 15% des besoins européens ce qui est déjà considérable compte tenu des problèmes posés et notamment celui du transport de l’énergie vers l’Europe. L’Espagne, pour éviter le transport de l’énergie électrique sur de grande distance a installée près de Séville la plus grande centrale solaire au monde entre 2007 et 2009 (11 + 20 mégawatt) 5 autres centrales étant prévues à proximité qui devraient alimenter 200 000 foyers à la fin de la décennie si l’Espagne en pleine crise peut maintenir ces investissement.

Vue aérienne Google Earth de la centrale solaire espagnole de Sanlucar

Structure actuelle (2007) de production électrique de quelques pays exprimé en %
(Source OFE statistiques suisse de l'énergie)

Source d'énergie dans l'union européenne exprimée en % de la consommation brute

Importance du nucléaire par pays producteur en % de la consommation brute

Les deux figures ci-dessus (Source Journal le Monde de novembre 2011) sont un état des lieux en 2009 de la situation de l'énergie dans les pays européens. - Elles montrent que le pétrole reste encore la principale source d'énergie en Europe  (37%). - La part des ENR (énergies renouvelables représentés par l'éolien, l'hydroélectricité, la biomasse, la géothermie et le solaire) ne représente encore que 9% du total bien que ce poste ait doublé en 10 ans avec la plus forte augmentation pour le Danemark, la Suède et l'Allemagne avec une augmentation prévisible de cette croissance suite à Fukushima en mars 2011. - Sur les 27 états membres seules 14 produisent de l'énergie nucléaire avec un total de 147 réacteurs en activités. Alors que 3 pays la Suisse, l'Allemagne et la Belgique envisage de sortir du nucléaire le débat se poursuit dans notre pays,  incontestable leader dans ce domaine en terme de puissance de production (Figure de droite) Les pays envisageant d'abandonner le nucléaire comme l'Allemagne ou la Suisse devront modifier leur habitudes. Soit importer l'électricité nucléaire française, soit développer encore plus les ENR soit subventionner des centrales au gaz plus polluantes.

Comparativement au Sahara les coefficients d'ensoleillement en France sont toutefois nettement moindre. Ils entraînent de frais d'installation pour les cellules voltaïques qui restent encore élevés (environ 50 €/watt) avec des retour économiques encore incertains et voisins de 20 ans. Quoiqu'il en soit, l'électricité d'origine nucléaire a compris qu'elle ne serait pas la seule à l'avenir et qu'il fallait compter avec le voltaïque. Le soleil va incontestablement faire de l'ombre au nucléaire. Après le terrible incident japonais de Fukushima des experts en prospective affirment que le soleil fournira 100% de nos besoins énergétiques avant 2050  ( Ray Kurzweil pense même en 2030 ! en pronostiquant le développement des nanotechnologies et une croissance exponentielle de la production électrique solaire)

Exemple de thermo solaire en terrasse. On remarque les tuyauteries hydrauliques (purgeur)

¹⁾ Les puissances de 10

10 ^18	10 ^15	10 ^12	10 ^9	10 ^6	10 ^3	10^-3	10^-6	10^-9	10^-12
Exa (E)	Péta (P)	Téra (T)	Giga (G)	Méga (M)	Kilo (k)	milli	micro	Nano (n)	Pico (p)

   ²⁾ En matière d'énergie solaire, l'Allemagne et l'Algérie ont signé en 2008 un projet de coopération novateur consistant à relier la ville algérienne d'Adrar et la ville allemande d'Aix la Chapelle

par un câble électrique de 3000 km baptisé "clean power from desert" . Le solaire va commencer à faire un peu d'ombre au nucléaire.