Le renouveau des centrales thermosolaires

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Le renouveau des centrales thermosolaires

Elles sont grandes, hautes et concentrent les rayons du soleil à l'aide d'un champ de miroirs afin de chauffer un liquide à ébullition... Connu depuis la fin du 19e siècle, le principe des centrales solaires thermiques, dites aussi thermodynamiques ou à concentration, revient en force.

Bien moins connues du grand public que le photovoltaïque, les centrales solaires à concentration thermique sont des installations de grande puissance – de quelque dizaines à plusieurs centaines de MegaWatt – capables de convertir la lumière du soleil en chaleur. Puis en électricité. En dehors des centrales en construction en Espagne, l'Allemagne et la France dévoilent leurs ambitions. Comme le projet Solenha, dans les Hautes Alpes, ou la remise en service de Thémis dans les Pyrénées.

Avenir radieux

Deux inaugurations emblématiques ont marqué le printemps 2007. L'installation espagnole PS10, une tour de 110 mètres de haut érigée à proximité de Séville, est la première centrale solaire à concentration d'Europe destinée à une exploitation commerciale. D'une capacité de 11 MegaWatt (MW), ses 624 miroirs mobiles – on parle d'héliostats – devraient fournir 23 GigaWatt/heure (GWh) par an. Les travaux, de l'ordre de 35 millions d'euros sur 4 ans, ont été financés avec le soutien de l'Union Européenne, de la région andalouse et les banques Caja Madrid et Natexis Banques Populaires. La centrale américaine Nevada Solar One, raccordée au réseau depuis juin 2007, est devenue la plus importante installation thermosolaire réalisée dans le monde depuis 15 ans. D'une puissance de 64 MW, sa production annuelle de 134 GWh pourra alimenter 40 000 foyers.

La tendance est mondiale, avec une industrie très active en Allemagne et en Espagne, où sept autres centrales sont en cours de construction, pour un total de 371 MW. Aux Etats-Unis, 280 MW supplémentaires sont attendus. Une quinzaine de pays peaufinent des projets similaires. En Algérie (50 MW), au Maroc (50 MW), en Egypte (20 MW), les chantiers ont déjà débuté.

Ceinture solaire

« En 2020, l'énergie solaire thermodynamique des centrales de l'Europe du Sud pourra contribuer à hauteur de 30 GW. Une part plus importante est même possible si l'électricité solaire est importée des installations basées en Afrique du Nord, » avance José Alfonso Nebréa, Président de la toute jeune European Solar Thermal Electricity Association (ESTELA), créée en mai 2008. Plus que leur puissance, le grand atout des centrales thermodynamiques réside dans la possibilité de conserver l'énergie produite. Une capacité de stockage thermique de 7 à 12 heures par exemple. Soit bien assez pour lisser la production électrique en cas de passage nuageux... ou continuer à fonctionner au-delà du coucher du soleil.

Seule contrainte : disposer d'un ensoleillement optimum. Ce rayonnement solaire direct est le plus abondant dans les zones géographiques de la « ceinture solaire ». Les régions méditerranéennes ou désertiques où l'ensoleillement moyen excède les 2 000 kWh/m2/an. « 1 % de la surface des zones arides et semi-arides serait suffisante pour satisfaire la consommation mondiale d'électricité » rappelle Alain Ferrière, du laboratoire CNRS-PROMES (Procédés, Matériaux et Energie Solaire), basé dans les Pyrénées et impliqué dans la réouverture de la centrale à tour thermodynamique Thémis.

Reconversion française

Délaissé par EDF en 1986 puis transformé en observatoire d'astrophysique, le site Thémis a retrouvé sa vocation « thermosolaire » en 2004, grâce au soutien des collectivités locales des Pyrénées Orientales. « Le maintien de la plateforme technologique Thémis va nous permettre de tester un système « hybride » solaire/gaz, destiné à surchauffer l'air entrant dans la turbine à 700 ou 900 C°. Cela devrait amener des rendements de conversion très élevés, de l'ordre de 30 %, » explique le chercheur du CNRS. Le tout sans dégagement de CO2.

En France, le gisement thermosolaire est estimé à 2 GW. Car l'Hexagone ne veut plus être en reste. Les débuts du démonstrateur Solenha (Soleil, Energie Hautes Alpes), exploité par Solareuromed, sont prévus en 2010. L'installation, un vaste parc de réflecteurs de 80 ha érigé près de Gap, devrait fournir 60 GWh par an, pour une puissance de 12 MW. TotalSolar est aussi sur les rangs, avec le projet d'une centrale près de Nice. Sur le site de Thémis, Poweo envisage également d'installer une centrale de 12 MW. Voire plus... Si les conditions de rachat du kWh, fixé en juillet 2006 au tarif bonifié garanti de 30 cent. d'Euros/kWh jusqu'à 12 MW, se font plus favorables. A l'image de l'Espagne, indiquent les acteurs thermosolaires français, qui applique un tarif de 27 c€ du kWh pour des installations de 50 MW maximum.

6 centime d’euro par kWh en 2020

Aujourd'hui, le prix de revient du Kwh « thermosolaire » tourne toujours entre 15 et 18 centimes d'Euros. Ce surcoût a longtemps entravé le développement de la filière lorsque les cours de l'électricité fossile ou nucléaire étaient au plus bas. Mais le renchérissement des prix de l'énergie et les tarifs garantis appliqués à l'électricité solaire, enfin attractifs, ont relancé l'intérêt pour la technologie. D'autant que ce coût moyen est destiné à devenir de pkus en plus compétitif.

L'étude ECOSTAR (European Concentrating Solar Thermal Roadmapping), prévoit un prix du kWh thermosolaire de 5 à 7 centimes d'Euros en 2020. La conséquence directe des innovations liées à la collecte et le stockage de l'énergie solaire, l'intégration de la génération hybride, ainsi que des économies d'échelle réalisées par la filière.

Maxence Layet
Mis en ligne le : 11/06/2008