Le rayonnement solaire est fondamental pour la vie sur Terre, car il fournit sans cesse l’énergie qui alimente presque tous les écosystèmes de la planète. En plus de rendre l’existence possible, l’énergie solaire attire depuis des décennies l’attention en tant qu’alternative propre et renouvelable aux combustibles fossiles.
Bien qu’elle ne fournisse actuellement qu’une fraction de l’énergie mondiale, l’industrie solaire est une composante en pleine expansion du secteur des énergies renouvelables. Bien que le débat se poursuive sur le coût, l’aspect pratique et la performance des installations solaires à l’échelle industrielle, cette technologie est très prometteuse en tant que source d’énergie durable.
L’énergie solaire sur Terre
Le soleil produit de l’énergie par la fusion thermonucléaire dans son noyau ; cette énergie est libérée par l’étoile sous forme de neutrinos et de rayonnement électromagnétique ou solaire. Après un voyage d’environ 8 minutes à travers 150 millions de kilomètres d’espace, environ un demi-billionième du rayonnement solaire généré par le soleil atteint la Terre.
L’atmosphère reflète environ 29 % de cette énergie entrante et en absorbe environ 23 %. Environ 48 % atteignent la surface de la Terre. Les organismes photosynthétiques, comme les plantes vertes, utilisent cette énergie pour fabriquer des glucides à partir de carbone et d’eau. Ce processus traduit le rayonnement solaire en une forme utilisable par d’autres êtres vivants.
L’énergie solaire pour l’électricité
La technologie solaire moderne est divisée en deux catégories : passive et active. L’énergie solaire passive exploite directement la chaleur ou la lumière du soleil, comme dans un bâtiment conçu pour fournir de la lumière naturelle. La technologie solaire active comprend les systèmes photovoltaïques et les solaires thermiques.
Une installation photovoltaïque produit de l’électricité à partir de la lumière solaire en utilisant un semi-conducteur, un matériau qui produit une charge électrique lorsque les photons solaires excitent ses électrons. Les systèmes d’énergie solaire thermique concentrent et canalisent la chaleur solaire, soit pour chauffer une maison, soit pour alimenter des générateurs électriques à vapeur à l’échelle industrielle.
D’une manière plus générale, le rayonnement solaire est également le moteur ultime de nombreuses autres sources d’énergie. Les restes d’organismes alimentés par la lumière du soleil composent le charbon et les hydrocarbures, par exemple, et le réchauffement solaire différentiel de la planète aide à stimuler les courants d’air et d’eau captés par l’énergie du vent et des vagues.
La réduction des émissions de gaz à effet de serre
La combustion de combustibles fossiles introduit dans l’atmosphère des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et le méthane. Ces gaz sont ainsi nommés parce qu’ils absorbent le rayonnement sortant des ondes longues de la planète et il est à penser qu’ils stimulent les températures globales, un processus un peu semblable à la fonction d’une serre.
L’utilisation de l’énergie solaire n’émet pas de gaz à effet de serre, bien que des émissions puissent résulter de la production et de l’installation de la technologie solaire. Selon une évaluation publiée en 2014 par l’Agence internationale de l’énergie, les systèmes photovoltaïques et thermiques pourraient constituer la principale source d’électricité mondiale d’ici 2050. Ce scénario, selon l’agence, pourrait permettre d’éviter plus de 6 milliards de tonnes d’émissions annuelles de dioxyde de carbone d’ici cette année-là.
Plus durable et plus résilient
Comparé aux réserves de combustibles fossiles, qui sont limitées dans le temps, le rayonnement solaire est une ressource renouvelable d’une ampleur extraordinaire. Comme le note l’AIE dans un rapport de 2011, « L’énergie solaire est la plus grande ressource énergétique de la Terre, et elle est inépuisable. » La quantité d’énergie solaire reçue par la Terre en un an dépasse l’énergie obtenue à partir du pétrole, du gaz naturel, du charbon et des sources nucléaires dans l’histoire de l’humanité.
La quantité reçue par la planète en une heure est supérieure à la consommation annuelle totale d’énergie de la planète. Parce que les installations solaires peuvent être si largement réparties et parce qu’elles sont composées de nombreux dispositifs distincts, elles sont mieux protégées contre les événements perturbateurs comme les tempêtes, qui peuvent couper l’électricité pour de grandes populations en endommageant un seul générateur ou poste de transformation dans un réseau électrique central. Et parce que de nombreuses technologies solaires utilisent moins d’eau que les centrales à combustibles fossiles ou nucléaires, elles peuvent aussi être plus résistantes face à la sécheresse.
L’énergie solaire est polyvalente, facile d’entretien et flexible
L’énergie solaire est très modulaire, composée de nombreuses installations individuelles qui peuvent être reliées entre elles, et peut être mise en oeuvre à plusieurs échelles, de la production décentralisée à une centrale thermique à l’échelle d’un service public en passant par des panneaux solaires sur le toit.
Depuis 2014, la ville d’Ouarzazate au Maroc est la plus grande centrale solaire du monde. La capacité maximale du complexe est de 580 mégawatts, soit assez d’électricité pour desservir 94 400 ménages moyens en France. Une fois installée, la technologie solaire a également tendance à nécessiter peu d’entretien. Les installations solaires très localisées, quant à elles, peuvent bien fonctionner dans les régions rurales ou en développement ou l’énergie du réseau n’est pas disponible, peu fiable ou très coûteuse.
Les avantages financiers
La technologie solaire active, comme les générateurs, nécessite généralement un investissement initial important, mais les coûts d’exploitation sont faibles et le combustible, la lumière et la chaleur du soleil, est gratuit. Grâce aux améliorations technologiques, à l’expansion des marchés et aux subventions et incitatifs gouvernementaux, les coûts de la technologie solaire ont diminué au cours des dernières années.
En 2014, le Ministère français de la Transition Écologique et Solidaire et le Ministère de l’énergie ont noté que le coût des panneaux photovoltaïques avait chuté de 50 % au cours des trois années précédentes. Comparé aux fluctuations volatiles des prix typiques des combustibles fossiles, dues aux tensions politiques, aux conflits et à d’autres facteurs régionaux, l’énergie solaire offre la possibilité de stabiliser les coûts énergétiques, ce qui profite aux consommateurs et aux services publics. De plus, les maisons ou les entreprises situées dans des régions éloignées qui doivent faire face à des coûts élevés pour obtenir de l’énergie d’un réseau centralisé peuvent être en mesure d’économiser de l’argent en optant pour des installations solaires hors réseau à petite échelle.
Les emplois dans le secteur solaire
L’énergie renouvelable en général est considérée comme plus intensive en main-d’oeuvre que le secteur des combustibles fossiles, et donc capable de soutenir plus d’emplois par unité d’énergie produite. Selon le recensement national des emplois solaires de 2013 de la Fondation solaire, plus de 142 000 personnes ont travaillé dans l’industrie solaire en France en 2013, soit une augmentation d’environ 20 % par rapport à 2011. Selon une analyse réalisée en 2009 par l’Union des Scientifiques, si la France produisait au moins 25 % de leur électricité à partir de sources renouvelables d’ici 2025, cet effort pourrait créer plus de trois fois plus d’emplois que s’ils dépendaient uniquement des combustibles fossiles pour une production équivalente.
La santé et la sécurité humaines
En plus d’émettre des gaz à effet de serre, la combustion de combustibles fossiles peut polluer l’air et l’eau et nuire à la santé humaine à l’échelle locale et régionale. L’Union des Scientifiques évalue les répercussions économiques de ces problèmes de santé en France à des milliards de d’euros. L’énergie solaire, en revanche, n’est pas polluante.
Cette technologie permet également de réduire la pollution sonore associée à la production d’énergie ; les installations solaires photovoltaïques sont essentiellement silencieuses. Ils sont considérés comme sécuritaires pour les humains et peu susceptibles de produire des quantités dangereuses de radiations. L’énergie solaire peut également être utilisée pour traiter ou purifier l’eau potable, un avantage important pour la santé publique dans les pays en développement.
L’indépendance énergétique et la sécurité nationale
Par rapport à d’autres sources d’énergie potentielles, la lumière du soleil est une ressource universellement disponible, bien qu’elle varie géographiquement et saisonnièrement en quantité et en intensité. Tirer parti d’un tel approvisionnement énergétique national potentiellement productif peut réduire la dépendance d’un pays à l’égard des sources d’énergie étrangères. De plus, tout comme un système d’énergie répartie est mieux protégé contre les catastrophes naturelles, il est également moins vulnérable qu’un réseau électrique centralisé aux attaques terroristes.
