Comment obtenir de l'énergie solaire un jour de pluie? Transmettez-le depuis l'espace


Plus tôt cette année, un petit groupe de spectateurs s’est réuni dans le David Taylor Model Basin, la piscine à vagues intérieure gigantesque de la Marine, dans le Maryland, pour regarder quelque chose qu’ils ne pouvaient pas voir. À chaque extrémité de l'installation, il y avait un poteau de 13 pieds avec un petit cube perché sur le dessus. Un puissant rayon laser infrarouge a été projeté sur l'un des cubes, frappant un ensemble de cellules photovoltaïques à l'intérieur du cube opposé. À l'œil nu, cependant, cela ressemblait à beaucoup de rien. La seule preuve que quelque chose se passait venait d'une petite cafetière à proximité, qui produisait des «lattes laser» en utilisant uniquement l'énergie générée par le système.

L'installation laser a réussi à transmettre une puissance de 400 watts, suffisante pour plusieurs petits appareils ménagers, à travers des centaines de mètres d'air sans déplacer de masse. Le laboratoire de recherche navale, qui a dirigé le projet, espère utiliser le système pour envoyer de l’énergie aux drones en vol. Paul Jaffe, ingénieur en électronique à la NRL, envisage un problème encore plus ambitieux: envoyer de l’énergie solaire à la Terre depuis l’espace. Pendant des décennies, l’idée avait été réservée à l’avenir, mais une série de percées technologiques et un nouveau programme de recherche gouvernemental de grande envergure suggèrent que cette journée lointaine est peut-être enfin arrivée.

Depuis que l’idée d’énergie solaire dans l’espace a fait son apparition dans la science-fiction d’Isaac Asimov au début des années 1940, scientifiques et ingénieurs ont lancé des dizaines de propositions pour donner vie à ce concept, notamment des panneaux solaires gonflables et l’auto-assemblage robotique. Mais l'idée de base est toujours la même: un satellite géant en orbite capte l'énergie du soleil et la convertit en micro-ondes ou en lasers pour la transmettre à la Terre, où elle est convertie en électricité. Le soleil ne se couche jamais dans l'espace. Un système d'énergie solaire de l'espace pourrait donc fournir de l'énergie renouvelable n'importe où sur la planète, de jour comme de nuit, par beau temps.

À l'instar de l'énergie de fusion, l'énergie solaire d'origine spatiale semblait vouée à devenir une technologie depuis toujours plus de 30 ans. Les problèmes techniques ne cessaient de croître, les estimations de coûts demeuraient stratosphériques et, à mesure que les cellules solaires devenaient moins chères et plus efficaces, les arguments en faveur de l'énergie solaire spatiale semblaient diminuer.

Cela n’a pas empêché les agences de recherche gouvernementales d’essayer. En 1975, après avoir établi un partenariat avec le Département de l’énergie sur une série d’études de faisabilité concernant l’énergie solaire dans l’espace, la NASA a transféré 30 kilowatts de puissance sur un mille au moyen d’une antenne parabolique géante. L’énergie transmise par faisceau est un aspect crucial de l’énergie solaire spatiale, mais ce test reste la démonstration la plus puissante de la technologie à ce jour. "Le fait que près de 45 ans se soient écoulés depuis la manifestation de la NASA, et que cela reste la marque des hautes eaux, parle pour lui-même", déclare Jaffe. "L’énergie solaire spatiale n’était pas un impératif national, et beaucoup de cette technologie n’a donc pas progressé de manière significative."

John Mankins, ancien physicien à la NASA et directeur de Solar Space Technologies, a été témoin de la façon dont la bureaucratie gouvernementale a tué le développement de l'énergie solaire dans l'espace. À la fin des années 90, Mankins a rédigé un rapport pour la NASA dans lequel il était conclu qu'il était temps de prendre au sérieux l'énergie solaire dans l'espace et a dirigé un projet visant à réaliser des études de conception sur un système à satellites. Malgré des résultats prometteurs, l'agence a fini par l'abandonner.

En 2005, Mankins a quitté la NASA pour travailler en tant que consultant, mais il ne pouvait pas écarter l’idée de l’énergie solaire dans l’espace. Il a lui-même effectué quelques expériences modestes d'énergie solaire dans l'espace et a même obtenu une subvention du programme Innovative Advanced Concepts de la NASA en 2011. Il en est résulté SPS-ALPHA, que Mankins a qualifié de «premier satellite pratique d'énergie solaire». L'idée, selon Mankins, était construire un grand satellite à l'énergie solaire à partir de milliers de petites pièces. »Sa conception modulaire a permis de réduire considérablement le coût du matériel, du moins en principe.