L’énergie solaire terrestre est une solution d’avenir, mais elle a des limites : la nuit, la météo et l’atmosphère en réduisent l’efficacité.
Et si nous pouvions capter le soleil 24h/24, sans interruption ? L’idée d’installer des centrales solaires dans l’espace, ou fermes solaires orbitales, est une solution radicale à ces problèmes.
C’est une technologie qui promet d’apporter une source d’énergie massive et continue à la Terre. Cet article vous en détaille le fonctionnement, les acteurs clés et le calendrier de cette innovation fascinante.
Partie 1 — Fermes Solaires Orbitales : Qu’est-ce que c’est ?
Une ferme solaire orbitale est un satellite géant équipé d’un ensemble de panneaux solaires, positionné en orbite géostationnaire, à environ 36 000 km d’altitude.
À cette position, le satellite reste toujours au-dessus du même point de la Terre, et n’est jamais masqué par l’ombre de la planète (Caltech, NASA).
Le concept est de capter l’énergie solaire là où elle est la plus intense et constante, c’est-à-dire dans l’espace, en l’absence de nuages et de cycle jour/nuit.
Une fois captée, cette énergie est convertie en un faisceau d’ondes, puis transmise sans fil vers une antenne de réception au sol qui la retransforme en électricité.
C’est le principe qui est testé par des projets comme le SSPD-1 aux États-Unis ou le programme Solaris de l’ESA (Caltech, GIFAS).
Comment ça s’articule dans les faits ? Examinons cette technologie de plus près.
Partie 2 — Comment ça marche ?
Une ferme solaire orbitale est une prouesse d’ingénierie qui repose sur trois briques technologiques fondamentales pour acheminer l’énergie du soleil à votre prise.
1. La capture de l’énergie
Le principe de base est de capter la lumière du soleil en orbite, où elle est plus intense et constante, sans cycle jour-nuit ni nuages pour l’interrompre.
Les panneaux photovoltaïques spatiaux sont développés pour être à la fois ultralégers et très efficaces. Ils doivent résister aux conditions extrêmes de l’espace, comme les rayonnements.
Ces panneaux, qui peuvent s’étendre sur des kilomètres carrés, convertissent l’énergie solaire en électricité.
2. La transmission sans fil
C’est l’étape la plus complexe. L’électricité générée est convertie en un faisceau d’énergie dirigé, le plus souvent sous forme de micro-ondes ou de lasers (Monde Numérique).
Ces ondes sont ensuite envoyées vers la Terre, traversant l’atmosphère de manière ciblée. Le projet SSPD-1 de Caltech a déjà démontré la faisabilité de cette transmission sans fil dans l’espace (NASA).
3. La réception au sol
Sur Terre, un réseau d’antennes spéciales, appelées rectennas (pour rectifying antenna), capte le faisceau d’énergie.
Contrairement à une antenne parabolique classique, une rectenna est optimisée pour retransformer l’énergie des micro-ondes directement en courant électrique, qui peut ensuite être injecté dans le réseau terrestre (GIFAS).
Ce processus doit surmonter des défis techniques majeurs, notamment l’atténuation du signal par l’atmosphère et la nécessité de construire des structures gigantesques en orbite avec une grande précision.
Malgré l’envergure pharaonique de ces projets, des géants de l’industrie sont déjà au taquet pour faire des fermes orbitales solaires une réalité.
Partie 3 — Qui est sur le coup ? (Acteurs & initiatives majeures)
La construction de centrales électriques dans l’espace est un projet si colossal qu’il mobilise les plus grandes agences spatiales, des gouvernements et des industriels de pointe.
La compétition est mondiale et se joue sur plusieurs fronts.
États-Unis
Le projet phare est le Space Solar Power Demonstrator One (SSPD-1), une collaboration entre le California Institute of Technology (Caltech) et la NASA.
Ce démonstrateur technologique a déjà validé une étape cruciale en prouvant la faisabilité de la transmission d’énergie sans fil par micro-ondes dans l’espace.
Leurs tests ont montré que l’énergie pouvait être transmise sur de longues distances avec une grande efficacité, ouvrant la voie à des prototypes plus vastes (NASA).
Europe
L’Europe n’est pas en reste avec le projet Solaris de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Lancé avec un financement significatif, ce programme vise à valider l’ensemble du concept, de la capture de l’énergie en orbite jusqu’à sa réception sur Terre
Des industriels comme Airbus sont des partenaires clés, travaillant sur des solutions techniques pour les panneaux et les systèmes de transmission (GIFAS).
Chine
La Chine est un acteur majeur avec son propre programme ambitieux, baptisé “Zhury” (À la poursuite du soleil).
Le pays investit massivement dans la recherche sur la production et la transmission d’énergie solaire spatiale, avec pour objectif de déployer des fermes solaires orbitales pilotes avant la fin de la décennie (GIFAS).
Vous l’aurez compris, tout cela risque fort de prendre du temps de la théorie à la pratique grandeur nature.
Partie 4 — Pour quand ? (Calendrier réaliste)
Le rêve d’une énergie solaire ininterrompue et sans fil ne se concrétisera pas du jour au lendemain, mais la feuille de route est déjà bien tracée.
La phase actuelle est celle de la démonstration de faisabilité. Des projets comme le SSPD-1 de Caltech et de la NASA ont déjà validé la transmission d’énergie sans fil sur de petites échelles dans l’espace.
En Europe, le programme Solaris de l’ESA vise à obtenir un feu vert pour un prototype d’ici la fin de la décennie.
Les projets les plus ambitieux, comme celui de la Chine, prévoient le déploiement des premières installations pilotes dans les années 2030, capables de produire une quantité d’énergie significative pour la recherche et les tests.
Ces étapes permettront de valider la construction et le déploiement de structures massives en orbite.
Le déploiement commercial à grande échelle, pour que ces fermes solaires orbitales fournissent une part substantielle de l’énergie mondiale, n’est pas attendu avant les années 2040, voire 2050 (GIFAS).
La technologie doit encore franchir des obstacles majeurs liés au coût, au poids et à l’efficacité des matériaux.
Conclusion
Des innovations en matière de matériaux, de robotique spatiale et de transmission d’énergie sans fil permettent de rêver à une source d’énergie massive, propre et ininterrompue.
Pour les professionnels, la course est lancée. Le moment est venu de s’informer sur les projets de la NASA, de l’ESA et de la Chine, et de suivre de près les avancées de cette technologie qui pourrait bien transformer notre avenir énergétique.
Pour aller plus loin et rester à jour
La technologie reste complexe. Les panneaux spatiaux offrent des rendements de 30 à 40 % et les rectennas doivent convertir les micro-ondes ou lasers en électricité sur plusieurs kilomètres carrés tout en résistant aux intempéries et aux rayonnements.
Les défis de transmission, de précision et de construction restent majeurs, mais les progrès sont constants.
Pour les professionnels et passionnés, il est conseillé de suivre de près les publications de la NASA, de l’ESA, et des initiatives chinoises comme Zhury (en chinois/anglais selon sources).
Il est aussi utile de s’abonner à des newsletters spécialisées comme SpaceNews ou IEEE Spectrum – Space Energy, et d’assister à des conférences internationales telles que l’International Astronautical Congress (IAC). Observer les projets pilotes comme SSPD-1, Solaris ou Zhury permet de voir l’évolution concrète de cette innovation qui pourrait transformer notre approvisionnement énergétique dans les décennies à venir.
