Les installations solaires de Cerdagne

Les installations solaires de Cerdagne

De 1983 à 1987, je gagne mon titre de "Docteur en Sciences" en réalisant une thèse au four solaire d'Odeillo (IMP CNRS), sous la direction de Claude Royère (responsable du four de 1000 kW), et sur financement de l'Agence Française pour la Maîtrise de l'Energie (AFME). En cliquant sur les images, vous ouvrirez des fenêtres contenant quelques explications sur ce qu'étaient ces magnifiques installations dans les années 80 (et sur ma modeste contribution). Les textes apparaissant sur fond bleu fonçé sont d'authentiques extraits de mon mémoire de thèse, dont certaines informations ne sont plus à jour (c'est peut-être là leur principal intérêt ?). Mais vous pourrez accéder au site officiel de l'IMP en cliquant sur l'icone plus bas.

C'est ici l'occasion d'adresser mes cyber-remerciements à toutes les personnes qui ont contribué, d'une manière ou d'une autre, à la réussite de ce travail (je sais que je vais en oublier). Alors grand merci à Messieurs et Mesdames M.A. Bergeot, J.J. Bézian, B. Bonduelle, R.M. Cabot, M. Cagnet, M. Claverie, C. Dupuy, M. Le Phat Vinh, G. Lluch, S. Lowenthal, Lulu, D. Pérarnaud, D. Péroy, F. Pharabod, F. Piotrowski, C. Possin, V. Ribeill, B. Rivoire, et A. Toni. Et bonne navigation dans les fenêtres, à moins que vous ne préfériez lire ci-dessous l'introduction de mon mémoire de thèse, où fût commise l'impardonnable erreur d'oublier Archimède parmi les précurseurs de l'énergie solaire concentrée !

"Le soleil rayonne dans l'espace une quantité d'énergie considérable. Mais son éloignement de la terre nous le fait apparaître comme un disque d'angle solide très faible : 68.l0-6 stéradian, et l'énergie reçue par unité de surface au niveau du sol ne peut guère dépasser 1000 W/m2; c'est ainsi que les capteurs solaires plans, qui se prêtent à de nombreuses utilisations domestiques, ne permettent pas d'obtenir des températures supérieures à 100°C.

Mais, il y a une quarantaine d'années, il est apparu que l'énergie solaire permettrait de couvrir une gamme de puissances et de températures beaucoup plus étendue, à condition de la concentrer, en augmentant l'angle solide apparent du soleil, au moyen de capteurs optiques plus élaborés. En France, depuis 1946, Félix Trombe et ses collaborateurs ont ainsi jeté les bases des principes de la concentration de l'énergie solaire, et la réalisation en 1968 du four solaire CNRS géant de 1000 kW d'Odeillo, permettant d'atteindre en théorie une température maximale de 3800°C, est venue parachever cette première phase d'investigations sur l'énergie solaire concentrée.

A l'époque en effet, celle-ci apparaissait surtout comme un outil de recherche spécifique, une source de chaleur pour des températures de l'ordre de 1000 à 2700°C présentant de sérieux avantages : traitement de matériaux à haute température sans contamination du produit traité (technique de l'auto-creuset), traitements sous divers types d'atmosphères (oxydantes, réductrices, inertes, contrôlées), apports énergétiques modulables grâce à des obturateurs permettant la réalisation de chocs thermiques, absence de champs magnétiques ou électriques importants, etc... De nombreux fours solaires furent ainsi construits dans un souci d'expérimentations fondamentales; la qualité des performances énergétiques de l'installation était le principal objectif à atteindre et justifiait à elle seule les importants investissements qui furent engagés.

Les chocs pétroliers de 1974 et 1978 ont modifié le destin de l'énergie solaire concentrée; c'est à cette époque que furent mises en chantier, dans quelques grands pays industrialisés (USA, URSS, Japon, France, Espagne, Italie) les premières usines prototypes de conversion thermodynamique du rayonnement solaire concentré en énergie mécanique ou électrique. En France, ce fut le démarrage du projet THEMIS, axé sur la production d'électricité sous le patronage d'EDF. Les centrales expérimentales solaires furent réalisées dans un souci de rentabilité et de compétitivité vis à vis des sources classiques d'énergie, le but étant d'arriver à l'optimum technico-économique entre les performances énergétiques des différents composants de l'installation projetée, et leurs coûts de réalisation. On s'est ainsi acheminé vers deux types de procédés différents : le procédé à collecteurs distribués, composé d'un ensemble de capteurs séparés, permettant d'atteindre des températures de 300°C pour une production électrique inférieure au Mégawatt, et le procédé à collecteur central, de type centrale à tour. Dans ce dernier cas les températures de travail varient entre 400 et 550°C suivant la filière thermodynamique pour une production de 1 à 10 Mégawatts. Bien entendu, on conçoit que les tolérances de fabrication des capteurs optiques équipant ce type d'installations solaires soient beaucoup moins strictes que dans le cas d'un four solaire : on travaille en effet ici à relativement basse température.

Mais la chute récente des cours du pétrole et la volonté de privilégier la filière nucléaire pour la production d'électricité a marqué en France la fin de cette période prolifique; c'est ainsi que l'expérience THEMIS a été arrêtée en juin 1986, sans que tous les enseignements en aient, semble t-il, été réalisés. Mais nous n'avons pas l'intention de réouvrir ici une polémique déjà close..."

Et si finalement on la réouvrait ?