Airbus Defence and Space

L’énergie spatiale « made by Airbus Defence and Space »

Comment disposer d’une source d’énergie éco-responsable sur le long terme ? La technologie spatiale pourrait bien apporter la réponse…

L’idée semble incroyablement simple, mais relève encore pour beaucoup d’un lointain futur : des plates-formes spatiales capteraient les rayons du soleil pour les transmettre par faisceaux laser à des stations de réception terrestres spécialement équipées. Attendue de façon de plus en plus urgente, cette solution répondrait à long terme aux besoins énergétiques effrénés de notre planète, sans participer à la hausse des émissions de chaleur et de gaz dans l’atmosphère. Cette technologie fournirait ainsi une énergie propre à partir d’une source inépuisable.

Capter l’énergie en orbite géostationnaire

Placé en orbite géostationnaire (GEO), le système SBSP (Space Based Solar Power, en français, « énergie solaire spatiale ») serait ainsi visible en permanence par les stations sol. Il serait accessible depuis la quasi-totalité du globe avec, certes, une diminution de la puissance au niveau des latitudes supérieures, et nécessiterait une extrême précision de pointage.

Avec les technologies disponibles aujourd’hui ou dans un futur proche, le lancement d’un seul satellite permettrait de fournir environ 10 kW à l’utilisateur final au sol, avec un système de transmission laser. Cette composante de base, et les améliorations qui lui seraient apportées, pourraient alors servir à fabriquer des systèmes multi-satellites fournissant de l’énergie à des utilisateurs n’ayant pas accès aux réseaux électriques existants.

Ces sources énergétiques « hors réseaux » seraient opérationnelles avant le développement des centrales électriques méga- et gigawatt du futur, de très grande échelle, en orbite, qui fourniraient de l’énergie au réseau, dans le cadre d’un ensemble de sources d’énergies renouvelables.

Deux technologies de transmission d’énergie sont envisagées, selon les applications.

Mode de transmission : laser ou haute fréquence ?

Le système laser est sensible aux conditions atmosphériques, avec une chute considérable du niveau de puissance lorsqu’il traverse la couverture nuageuse. Il ne peut pas être utilisé comme source d’énergie unique pour les applications terrestres, car il est incapable de garantir un niveau constant pour chaque récepteur. Les aspects sécurité, en particulier liés à la santé humaine, inciteraient à sélectionner une longueur d’onde d’environ 1,5 µ et à limiter la densité de puissance à 1000 W/m² (équivalente au flux solaire). En revanche, il présente un diamètre de pointage relativement fin, ce qui permet de restreindre la zone de réception (généralement à quelques dizaines de mètres). Ces deux aspects en font l’option idéale pour les groupes d’utilisateurs mobiles et localisés, sur le court et le moyen terme.

Le système HF se propage de façon transparente dans l’atmosphère, à une fréquence comprise entre 2 et 10 GHz, mais nécessite une zone de réception plus étendue (en règle générale, de quelques centaines de mètres de diamètre). Les fréquences plus élevées permettent de réduire à la fois la taille de l’antenne de transmission et celle de réception, mais il devient alors plus difficile de générer les très grandes puissances nécessaires. Au sol, la densité de puissance du faisceau HF doit se situer en deçà de 10 W/m² pour la sécurité du grand public. Les systèmes HF constitueraient probablement la solution privilégiée pour les applications de très haute puissance sur le long terme.

Il reste encore de grands défis à relever. Aujourd’hui, la puissance serait limitée par la taille du laser qu’il est possible de fabriquer. S’agissant de la réception, il faut convertir cette énergie infrarouge en électricité – un point sur lequel les avancées progressent très rapidement. Le principe consiste à obtenir un rendement de conversion très élevé de la lumière laser infrarouge en électricité.

Le soleil : avec la technologie appropriée, une source d’énergie inépuisable pour la Terre

Energie solaire spatialeAirbus Defence and Space pourrait devenir un leader mondial du développement et de l’exploitation d’une telle innovation. Le programme chargé de l’Europe en faveur d’une économie éco-responsable pourrait servir de socle à cette stratégie. Toutefois, les obstacles qui précèdent la mise en œuvre de cette technologie restent aussi réels que significatifs. Il convient en effet de supporter les coûts relativement élevés d’une démonstration et des premières missions opérationnelles pour ouvrir la voie à une future source d’énergie propre.

 

Une énergie propre d’une source inépuisable

 

 

Airbus Defence and SpaceTechnologieFutur