L’ESA prépare le terrain pour le développement d’une technologie satellitaire conçue pour récolter l’énergie du Soleil dans l’espace avant de la transmettre sans fil aux stations de réception sur Terre. L’initiative, baptisée SOLARIS, soulève la perspective alléchante d’une énergie propre et évolutive transmise en continu depuis l’orbite pour soutenir les énergies renouvelables dépendantes des conditions météorologiques et éliminer la dépendance aux combustibles fossiles.
Grâce à SOLARIS, l’ESA rassemble des décideurs politiques, des fournisseurs d’énergie et des entreprises spatiales pour étudier la faisabilité du développement et de la mise en Å“uvre de l’énergie solaire spatiale. L’objectif est de permettre à l’Europe de prendre une décision éclairée d’ici fin 2025 sur la poursuite d’un programme de développement dédié à cette technologie.
Le problème énergétique de l’humanité
Le secteur de l’énergie – en particulier le charbon, le pétrole et le gaz – contribue fortement à la crise climatique. Afin d’atténuer ces impacts, l’Europe progresse vers une transition vers des sources d’énergie renouvelables dans le but d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. L’énergie solaire spatiale pourrait relever les défis énergétiques de la société. Sanjay Vijendran, responsable de l’initiative SOLARIS à l’ESA, déclare : « Le zéro net présente de nombreux défis, notamment la production fluctuante des énergies renouvelables actuelles comme les parcs éoliens et solaires au sol. Au-delà de 2050, les besoins énergétiques des pays en développement devraient augmenter considérablement. Ceci, associé à l’intensification des impacts climatiques, signifie que le besoin de sources d’énergie renouvelables et fiables, qui peuvent également être suffisamment développées, deviendra de plus en plus pressant. Compte tenu de la nature ininterrompue et du potentiel évolutif de l’énergie solaire spatiale, cette technologie pourrait offrir une solution à ces défis énergétiques actuels et futurs ». L’idée est de collecter l’énergie solaire dans l’espace, où elle est disponible en permanence et n’est pas affectée par la couverture nuageuse ou d’autres conditions atmosphériques. Il est ensuite transmis sans fil à des récepteurs stratégiquement placés et connectés au réseau énergétique.
Quid du concept ?
En 2023, une étude SOLARIS menée par Thales Alania Space Italie, avec la contribution de la société d’énergie renouvelable ENEL, a commencé à élaborer une première définition d’un système d’énergie solaire spatial qui utilise des ondes radio pour fournir un approvisionnement fiable en énergie 24h/24 et 7j/7 vers le sol terrestre. Sanjay, qui a présenté SOLARIS il y a quelques jours  à la Conférence internationale sur l’énergie spatiale à Londres, explique : « La physique derrière cette conception est déjà mise en Å“uvre dans les télécommunications, où les satellites émettent de petites quantités d’énergie sous forme d’ondes radiofréquence depuis leur orbite vers une station au sol réceptrice. La différence avec l’énergie solaire spatiale est que la quantité d’énergie transmise et collectée avec succès devrait être bien plus importante pour rendre l’entreprise viable – ce qui présente de nombreux obstacles technologiques à surmonter. » Une autre étude SOLARIS – menée par le cabinet de conseil Arthur D Little en collaboration avec le fournisseur d’énergie ENGIE – étudie un concept secondaire qui pourrait servir de précurseur aux satellites solaires à radiofréquence. Ce type de système utilise de grands miroirs déployés dans l’espace pour réfléchir la lumière du soleil à travers l’atmosphère jusqu’aux fermes solaires terrestres existantes, augmentant ainsi leurs rendements et leur permettant de continuer à produire de l’énergie même lorsque les niveaux de lumière naturelle sont faibles. La conception du réflecteur pose moins de défis techniques que le concept de radiofréquence, ce qui signifie qu’elle pourrait être mise en Å“uvre plus tôt pour tester des technologies qui seront éventuellement utilisées dans les constellations d’énergie solaire à radiofréquence.
Les défis associés à l’énergie solaire spatiale semblent plus surmontables que jamais
Les travaux futurs aborderont les défis de l’énergie solaire spatiale, dont plusieurs sont liés à l’échelle prévue des parcs solaires dans l’espace et des stations de réception au sol. Alors que les constellations d’énergie solaire devraient mesurer des centaines de mètres, voire des kilomètres, les ingénieurs devront trouver des moyens d’assembler, d’entretenir et d’exploiter ces systèmes, tout en atténuant les risques posés par les débris orbitaux et la météorologie spatiale. Sanjay Vijendran ajoute : « Les défis associés à l’énergie solaire spatiale semblent plus surmontables que jamais, grâce aux systèmes de lancement réutilisables à faible coût et aux progrès de la robotique, des technologies de maintenance en orbite et de la transmission d’énergie sans fil. »
Nouvelles opportunités
Parallèlement aux études de conception du système, SOLARIS permet le développement scientifique et technologique qui fera partie intégrante de la future infrastructure d’énergie solaire spatiale. Les résultats de ces travaux pourraient également être utiles pour de nombreuses autres applications spatiales et terrestres. L’ESA, grâce à un financement spécifique de l’Agence spatiale britannique, a récemment invité des entreprises britanniques à développer des systèmes robotiques qui pourraient être utilisés pour l’assemblage, la maintenance ou l’exploitation de parcs solaires dans l’espace. L’ESA travaillera également avec des partenaires universitaires sur une série d’études scientifiques visant à étudier des questions de recherche importantes, notamment le comportement des ondes radio utilisées dans l’énergie solaire spatiale dans l’atmosphère terrestre et leur impact potentiel sur la santé humaine et les écosystèmes naturels.
Se préparer à l’énergie solaire spatiale
Un autre objectif de SOLARIS est de rassembler l’industrie spatiale, les sociétés énergétiques et les gouvernements pour explorer l’énorme potentiel de la technologie des satellites solaires dans leur effort collectif vers la décarbonation de la société au cours des prochaines décennies. Cet effort sera présenté cette semaine lors de la Conférence internationale sur l’énergie spatiale, qui devrait accueillir des personnalités clés du gouvernement britannique et de l’industrie énergétique pour discuter de SOLARIS et d’autres activités connexes au Royaume-Uni, en Europe et au-delà . Sanjay Vijendran de conclure : « La menace du climat de crise exige que nous travaillions ensemble pour explorer des technologies alternatives pour atteindre la neutralité carbone – et, si elle est mise en Å“uvre, l’énergie solaire spatiale pourrait jouer un rôle essentiel pour relever ce défi énergétique, dès les années 2030.
