De l’énergie directement depuis l’espace

Temps de lecture : 5 min

À l’image du projet Starlink qui prévoit de fournir un accès à Internet sur toute la surface de la Terre grâce à une constellation de satellites, l’Université américaine de Caltech ambitionne de lancer une centrale solaire orbitale afin de produire de l’énergie pour tous. Après la mise en orbite d’un prototype de station spatiale photovoltaïque en janvier dernier, Caltech livre ses premiers résultats.

Un potentiel énergétique impressionnant

Début janvier, un démonstrateur de centrale solaire orbitale (CSO) de Caltech, financé par la DARPA (l’agence pour les projets de recherche avancée de défense des États-Unis), était lancé dans l’espace. Ce Space Solar Power Demonstrator (SSPP) a pour but de capter l’énergie solaire directement depuis l’espace via des panneaux photovoltaïques, avant de l’envoyer sur Terre sous forme de micro-ondes, qui seront à leur tour transformées en électricité.

Une solution envisagée déjà depuis de nombreuses années par certains scientifiques, mais freinée par la complexité du voyage dans l’espace, et du transport d’énergie depuis celui-ci. En effet, l’espace dispose d’un potentiel énergétique considérable, car l’intensité du rayonnement solaire en orbite est bien plus importante que celle sur Terre, notamment parce qu’elle n’est pas atténuée par l’atmosphère et les variations d’ensoleillement. De plus, l’énergie disponible l’est sans intermittence, puisqu’elle n’est ni soumise au cycle jour/nuit, ni même à celui des saisons.

A terme, le déploiement de cette centrale solaire pourrait permettre d’alimenter la Terre entière en électricité, ainsi que de mettre fin aux zones blanches énergétiques.

Des premiers résultats encourageants

Pour tester les différentes technologies développées par les scientifiques en vue de déployer dans un futur proche, une véritable CSO, Caltech a placé en orbite, à plus de 500 km de la Terre, son prototype de 50 kg dont trois éléments distincts permettront de réaliser les tests :

– DOLCE (« Deployable on-Orbit ultraLight Composit Experiment »), testera l’architecture et le système de déploiement qui porte les cellules photovoltaïques,
– ALBA, contrôlera 32 types différents de cellules photovoltaïques,
– MAPLE (« Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment »), une matrice de 32 émetteurs micro-ondes légers et flexibles, transmettra l’énergie solaire vers la Terre.

Le 1er juin dernier, Caltech a publié le résultat de ses premiers tests dans un communiqué. L’institut de Technologie explique avoir réussi à transmettre, avec succès, de l’énergie via des émetteurs MAPLE en direction de récepteurs dans l’espace. Pour cet essai, l’équipe a tenté d’alimenter une paire de LED grâce à du courant continu. Cette énergie est passée par un récepteur situé dans l’enceinte de Caltech. Un réel aboutissement pour les collaborateurs du projet, qui indiquent que le signal présenterait les qualités attendues en termes d’heure et de fréquence.

Une avancée remarquable pour la transmission énergétique, qui devra démontrer sa compétitivité, et écarter tout risque potentiel envers les population civile et aviaires, et le secteur aérien.

Des projets aux quatre coins du monde

Les États-Unis ne sont cependant pas le seul pays en course. En Europe, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) prévoit d’envoyer un démonstrateur dans l’espace avant 2027, via son projet Solaris ; avant de construire une première ferme solaire spatiale au cours des 10 prochaines années et une installation équivalente à une centrale nucléaire en 2040.

Du côté de la Chine, qui espère être le premier pays à mettre en place une centrale de ce type, les expériences se multiplient en vue de placer en orbite, d’ici 2030, une centrale solaire fonctionnelle. L’université de Xidian a réussi récemment à transmettre de l’énergie solaire sur 55 mètres lors d’une expérience à petite échelle sur Terre, grâce à une technologie basée sur des micro-ondes.

Au Japon, la JAXA (Agence Spatiale japonaise) travaille depuis 2009 sur un projet de centrale solaire de 1 000 mégawatts à l’horizon 2030. En 2015, la JAXA avait déjà réussi à transmettre par micro-ondes 1,8 kilowatt d’énergie sur une distance de 50 mètres, de quoi alimenter une bouilloire électrique.

Le Royaume-Uni, mais aussi l’Inde, travaillent également sur des projets similaires, et multiplient les financements pour effectuer leurs recherches.

Cette course à l’espace, convoitée par de nombreux pays, pourrait changer radicalement notre manière de produire de l’électricité à l’avenir, et permettre ainsi de limiter à la fois le recours aux combustions fossiles et les émissions de gaz à effet de serre.