L’énergie solaire fait parfois la une des média, mais elle reste, pour l’heure, à la traîne des projets de développement des énergies renouvelables. Toutefois, plusieurs projets de construction de centrales solaires qui ont été annoncés cet été (en Californie en particulier) pourraient laisser penser que le solaire va peut être finir par percer.

Contrairement à l’énergie éolienne qui fait depuis quelques années une véritable percée dans la production d’électricité à partir d’énergie renouvelable (2500 MW de puissance installée en France, soit l’équivalent de deux centrales nucléaires, et 48 000 MW en Europe), l’énergie solaire n’a pas fait véritablement la sienne. Toutefois, l’annonce, en août dernier, par une compagnie de production d’électricité de Californie, la Pacific Gas and Electric Company (PG&E), de la commande de deux grandes centrales électriques utilisant la filière photovoltaïque amorce, peut être un tournant pour l’avenir de la filière solaire. PG&E a en effet commandé à deux fabricants de panneaux solaires de Californie, Optisolar et SunPower, la construction de deux centrales de  550 MW et  250 MW de puissance; l’ensemble des installations aura une puissance équivalente à celle d’une centrale nucléaire ou d’une centrale au charbon classique.Cette commande est la plus grosse jamais effectuée dans le secteur de l’énergie solaire; les centrales doivent être opérationnelles en 2013 mais leur mise en service dépendra de la construction de nouvelles lignes de transmission et aussi de l’extension de crédits d’impôts au secteur des énergies renouvelables…On sait que la filière solaire électrique met en oeuvre soit des cellules photovoltaïques soit des centrales à concentration. Cette filière est au point mais les rendements des cellules actuelles est encore insuffisants (20% au maximum avec les cellules actuelles au silicium) et leur coût de production demeure encore élevé. Des progrés techniques sont certainement possibles (cf. notre brève de mars à ce sujet, d’autres pistes que le silicium sont envisagées)  dans ce domaine. La filière ne sera donc une solution viable que si l’on fait sauter un double verrou: celui du rendement et celui des côuts de production des cellules. Les progrès des rendements sont réels mais lents; quant au coût de production des cellules après avoir connu un mouvement de hausse entre  2003 et 2006, ils ont chuté depuis lors avec l’accroissement des superficies des panneaux commandés (aux USA le coût des cellules s’établit aujourd’hui à 3,65 $ par watt de cellule, il était de 30 $ par watt en 1980, en dollar constant). Par ailleurs, la technologie des films minces qui est envisagée offre sans doute des perspectives intéressantes car si les rendements sont plus faibles, les coûts de fabrication le sont aussi puisqu’on utilise moins de matière première.

La filière à concentration (appelée encore thermodynamique) est plus complexe à mettre en oeuvre: les rayons solaires sont concentrés sur une tour par un jeu de miroirs, vaporisant un solide ou un liquide, alimentant ainsi une turbine qui produit de l’électricité. Cette filière est sans doute adaptée aux régions fortement ensoleillées (des déserts et l’Europe du Sud par exemple) mais elle demande encore beaucoup de développements techniques. Plusieurs projets ont vu le jour récemment. Aux USA un prototype de centrale fonctionne depuis plusieurs années (dans le désert de Mojave, en Clafornie encore…),  en Espagne, un prototype a été mis en service près de Séville et  un autre de 50 MW est en construction dans la région de Grenade; cette centrale utilisera des sels fondus pour stocker la chaleur (entre 250 et 500°C) qui pourra vaporiser un liquide alimentant une turbine. La France n’est pas, ou plus, absente du secteur (elle a joué un rôle de pionnier il y trente ans). Le CNRS avait investi dans la période 1960-1980 dans l’uitilsation de fours solaires (à Font-Romeu- Odeillo dans les Pyrénées orientales) pour obtenir des trés hautes températures (2000°C) pour développer des recherches sur des matéraiux comme les céramiques; EDF de son côté avait construit à Targasonne, dans la même région,  la centrale à concentration Themis (une tour de 100 m de haut) qui avait été fermée en 1986. Ce complexe scientifique va être réactivé (le four de Font-Romeu est toujours en activité) dans le cadre d’un projet Pégase pour tester un nouveau cycle thermodynamique à très haute température (près de 1000°C) adapté au fonctionnement d’une turbine (avce de l’air chaud) sur une centrale solaire. Ce projet a le soutien du département des Pyrénées orientales et de la région PACA, de l’ADEME, du CNRS, d’EDF et de Total. Enfin, en 2008 encore, le département des Hautes Alpes (un autre département ensoleillé!) a annoncé son soutien à la construction d’une centrale solaire à concentration qui devrait être construite à Aspres-sur-Buëch. Ce projet Solenha prévoit la mise en service d’une centrale de 12 MW (5000 heures de fonctionnement annuel avec deux hectares de miroirs solaires) est porté par la société Dalkia (EDF et Véolia en sont actionnaires) associée à la société d’ingénerie Solar Euromed; son côut est estimé à 115 millions €. Il y aura certainement des enseignements à tirer du fonctionnement de cette centrale.

La filière solaire connaît un indéniable regain d’intérêt qu’illustre le succés d’affluence du congrés sur l’énergie solaire (avec près de 4 000 participants) qui s’est tenu cet été à Valence, en Espagne, où des propos optimistes ont été tenus par les chercheurs sur l’avenir . Il n’en demeure pas moins que des progrés importants devront être réalisés dans les deux filières (photovoltaïque et concentration) pour qu’elles soient rentables (le courant "solaire" est racheté par EDF 0,31 € le kWh pour des centrales et 0,57 €  s’il est produit par des panneaux intégrés à des bâtiments); ce n’est pas hors de portée. Les annonces récentes d’investissements importants (dans l’Ouest des USA) mais aussi en Europe, sont certainment un signal qui annonce une prise de conscience des potentialités du solaire en tant qu’énergie renouvelable mais il faudra sans doute encore attendre au minimum deux décennies pour qu’il fasse  éventuellement sa  percée.