Selon les chercheurs de Caltech, la lumière solaire non filtrée dans l'espace produit huit fois plus d'énergie que les panneaux solaires terrestres. L'exploitation d'une énergie propre et abondante provenant de l'espace devient possible grâce à la démonstration réussie de l'équipe de recherche de Caltech, qui a réussi à envoyer de l'énergie depuis un prototype spatial vers la Terre. Le coût élevé de la construction d'infrastructures spatiales de grande envergure reste un défi. Pourtant, les experts estiment que l'énergie solaire spatiale pourrait alimenter la Terre en électricité d'ici 8. Selon eux, cela est nécessaire pour atteindre les objectifs d'émissions fixés par l'Accord de Paris.
Cela fait une dizaine d'années que l'on rêve de transmettre de l'électricité depuis l'espace à partir de panneaux solaires. L'énergie solaire spatiale est perçue comme l'avenir des énergies propres. Bien que la recherche n'en soit qu'à ses débuts, l'enthousiasme est plus fort que jamais quant à la faisabilité de ces centrales solaires spatiales. Un prototype lancé dans l'espace a transmis avec succès une petite quantité d'énergie vers la Terre, ont annoncé des chercheurs ce mois-ci. Il s'agit d'une première importante pour cette technologie émergente.
Dans l'espace, des panneaux solaires captent l'énergie solaire non filtrée, sans coucher de soleil. Selon Caltech, ce type d'exposition leur permet de générer environ huit fois plus d'énergie que les panneaux solaires terrestres. Nikolai Joseph, analyste technologique senior au Centre de vol spatial Goddard de la NASA, a déclaré : « J'ai du mal à ne pas laisser libre cours à mon imagination quand je regarde ça. C'est d'une étrange fascination. »
Nous pourrions un jour capter et transmettre l'énergie solaire spatiale vers la Terre, voire même vers des avant-postes lunaires, du moins on l'espère. La faisabilité de cette technologie dépendra des résultats de l'étude menée par Nikolai Joseph et ses collègues de la NASA . Selon lui, la démonstration réalisée par Caltech a tout changé. Il ajoute : « Si vous m'aviez posé la question il y a un an, j'aurais répondu : “Oh non, probablement pas.” Et puis, ils l'ont fait, c'est incroyable ! »
Caltech a surmonté avec succès l'un des obstacles techniques majeurs de l'énergie solaire spatiale : la transmission sécurisée de l'électricité de l'espace vers la Terre. En janvier, un vaisseau spatial, transportant le prototype de Caltech , a été lancé dans l'espace par une fusée SpaceX . Ce prototype est équipé de cellules solaires et d'émetteurs permettant d'acheminer l'énergie vers différents points. Les cellules solaires transforment la lumière du soleil en électricité, laquelle est ensuite convertie en micro-ondes pour être transmise sans fil. Voici une vidéo officielle pour mieux comprendre le processus.
Le prototype de Caltech a réussi à transmettre de l'énergie sans fil depuis l'espace et à la récupérer à l'université, quelques mois seulement après son lancement initial. Au départ, l'émetteur émettait des micro-ondes captées par des réseaux de récepteurs situés à proximité, espacés d'environ 30 centimètres. Ces réseaux transformaient les micro-ondes en courant continu pour alimenter des LED. Le prototype a ainsi transmis de l'énergie à un récepteur installé sur le toit d'un laboratoire de Caltech à Pasadena, en Californie.
Ali Hajimiri , professeur de génie électrique et médical à la tête de l'équipe de Caltech, a déclaré dans un communiqué de presse : « Nous l'avions bien sûr testé sur Terre, mais nous savons maintenant qu'il peut survivre au voyage dans l'espace et y fonctionner. À notre connaissance, personne n'a jamais démontré de transfert d'énergie sans fil dans l'espace, même avec des structures rigides coûteuses. Nous le faisons avec des structures flexibles et légères et avec nos propres circuits intégrés. C'est une première. »
Le président de Caltech, Thomas F. Rosenbaum, a déclaré : « La transition vers les énergies renouvelables, essentielle pour l’avenir du monde, est aujourd’hui freinée par les défis liés au stockage et au transport de l’énergie. La transmission d’énergie solaire depuis l’espace est une solution élégante qui se rapproche de sa concrétisation grâce à la générosité et à la clairvoyance des Bren. Donald Bren a présenté un défi technique de taille qui promet des retombées extraordinaires pour l’humanité : un monde alimenté par une énergie renouvelable ininterrompue. »
L'énergie solaire spatiale est perçue comme l'avenir des énergies propres. Le projet d'énergie solaire spatiale (SSPP) de Caltech a été créé en 2011 par Donald Bren , philanthrope et membre à vie du conseil d'administration de Caltech, après qu'il eut découvert les possibilités de produire de l'énergie solaire dans l'espace.
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Harry Atwater , directeur de la Liquid Sunlight Alliance et chercheur principal du projet, a déclaré : « La démonstration du transfert d’énergie sans fil dans l’espace à l’aide de structures légères constitue une étape importante vers l’énergie solaire spatiale et un accès généralisé à cette énergie à l’échelle mondiale. Des panneaux solaires sont déjà utilisés dans l’espace pour alimenter la Station spatiale internationale, par exemple, mais pour lancer et déployer des réseaux suffisamment importants pour fournir de l’énergie à la Terre, le SSPP doit concevoir et créer des systèmes de transfert d’énergie solaire ultralégers, économiques et flexibles. »
En début de semaine, le gouvernement britannique a annoncé un financement de 4.3 millions de livres sterling pour divers projets de recherche. Des chercheurs de l'université Queen Mary de Londres développent une technologie sans fil permettant de transmettre de l'énergie micro-ondes d'un point à un autre. Par ailleurs, le Laboratoire de recherche navale des États-Unis a mené une expérience de transmission d'énergie spatiale en acheminant de l'énergie par faisceaux laser vers la Station spatiale internationale.
Dès les années 1970, la NASA et le Département de l'Énergie (DOE) s'intéressaient à l'énergie solaire spatiale, mais son coût les a empêchés de concrétiser cette idée. Xiaodong Chen , professeur d'ingénierie micro-ondes à l'Université Queen Mary de Londres, a déclaré : « Aujourd'hui encore, le coût reste un obstacle majeur à la construction d'infrastructures spatiales d'une telle envergure. La situation économique commence toutefois à évoluer, grâce à l'essor du secteur spatial commercial qui tire les coûts de lancement vers le bas. Le calendrier le plus ambitieux à ce jour prévoit que cette technologie sera en mesure d'alimenter les foyers et les entreprises sur Terre d'ici 2050. »
Cependant, conformément aux objectifs climatiques fixés dans l'Accord de Paris, les émissions de gaz à effet de serre doivent atteindre la neutralité carbone d'ici 2050. Selon un rapport de 2022 sur les technologies de l'Agence spatiale européenne, le monde a besoin d'autant d'énergie renouvelable que possible et le plus rapidement possible.
Source : Démonstrateur d'énergie solaire spatiale de Caltech
