Dans une avancée technologique sans précédent, la transmission d’énergie (solaire) depuis l’espace vers la Terre a été démontrée avec succès. Nous pourrions ainsi être à l’aube de l’exploitation quasi constante de cette source d’énergie inépuisable.
La transition énergétique vers des sources plus propres et durables est un enjeu crucial en ces temps climatiquement instables. Dans ce contexte, la capacité de capter l’énergie solaire directement depuis l’espace et de la transmettre vers la Terre représente une piste de recherche appliquée prometteuse. Récemment, une équipe de chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) a franchi une étape significative en démontrant avec succès la transmission sans fil d’énergie solaire spatiale.
Cette avancée, documentée dans une série d’expérimentations menées par le projet Space Solar Power Project (SSPP) de Caltech, détaillées sur la plateforme arXiv, pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère de production énergétique, offrant une solution potentielle aux limitations majeures des systèmes solaires terrestres (à savoir les conditions météorologiques).
Trois innovations technologiques au cœur de cette avancée
La mission SSPD-1, menée par le California Institute of Technology, a marqué un jalon important dans la quête d’exploiter l’énergie solaire spatiale. Trois innovations technologiques ont été au cœur de cette avancée. Premièrement, le dispositif MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, soit « Réseau de micro-ondes pour l’expérience en orbite basse avec transfert de puissance ») a permis le transfert d’énergie sans fil depuis l’espace de façon viable. Utilisant un assemblage de transmetteurs micro-ondes à la fois légers et flexibles, cette technologie a démontré sa capacité à focaliser l’énergie vers des récepteurs terrestres, validant ainsi le concept de transmission d’énergie solaire depuis l’espace.
Deuxièmement, l’expérience ALBA (une collection de 32 types différents de cellules photovoltaïques) a permis une évaluation approfondie de divers types de cellules photovoltaïques sous les conditions uniques de l’espace. En testant 32 variantes, les chercheurs ont pu distinguer les matériaux les plus performants et résilients, notamment en réaction aux variations environnementales extrêmes telles que les éruptions solaires. Les cellules en arséniure de gallium se sont distinguées par leur robustesse et leur efficacité constante, affirmant leur viabilité pour les applications spatiales.
Enfin, le projet DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment) a exploré le potentiel d’une structure légère et déployable, conçue pour supporter à la fois les cellules solaires et les dispositifs de transmission d’énergie. Bien que le déploiement ait rencontré certains obstacles, les expériences ont fourni des enseignements précieux pour le futur développement de structures spatiales modulaires. Ces structures sont envisagées pour se déployer de manière efficace en orbite, constituant ainsi la base des futures stations de collecte d’énergie solaire dans l’espace. Ensemble, ces trois innovations soulignent les progrès réalisés vers la concrétisation de l’énergie solaire spatiale comme source renouvelable viable.
L’avenir de l’énergie solaire est-il spatial ?
La réussite de la mission SSPD-1 pose les fondations d’une potentielle transformation énergétique pour le photovoltaïque. En prouvant la faisabilité du captage d’énergie solaire directement dans l’espace pour une transmission sans fil vers la Terre, cette technologie promet une source d’électricité propre, constante et inépuisable. Contrairement aux systèmes solaires terrestres, qui sont limités par le cycle jour/nuit, les saisons et les conditions climatiques, l’énergie solaire spatiale bénéficie d’une exposition solaire continue. Cela signifie qu’elle peut générer jusqu’à huit fois plus d’énergie que les installations solaires sur Terre, offrant une solution potentiellement inestimable à la crise énergétique mondiale et aux défis du changement climatique.
L’ambition de déployer une constellation de vaisseaux spatiaux modulaires pour la collecte et la transmission de l’énergie solaire ouvre des possibilités d’accès à l’électricité indépendantes de la géographie ou des infrastructures terrestres. Cette vision pourrait en outre transformer radicalement les réseaux énergétiques mondiaux, en rendant l’énergie accessible même dans les régions les plus isolées ou dévastées par des catastrophes naturelles. Cette technologie offre la promesse d’une résilience énergétique accrue, en diversifiant les sources d’énergie et en minimisant les risques associés à la concentration des infrastructures énergétiques.
Le président de Caltech, Thomas F. Rosenbaum, professeur de physique, conclut dans un communiqué : « L’énergie solaire rayonnée depuis l’espace à des tarifs commerciaux, éclairant le globe, est encore une perspective d’avenir. Mais cette mission critique a démontré qu’elle devrait être un avenir réalisable ».