La chaleur indispensable à certains processus industriels, c’est un peu l’éléphant dans le magasin de porcelaine de la transition énergétique. Tout le monde se demande comment nous allons réussir à la décarboner. Mais des chercheurs ont peut-être aujourd’hui trouvé une solution dans le solaire à concentration.
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Pour fondre l'acier ou cuire le ciment, il faut de l'énergie. Beaucoup d'énergie. Sous forme de chaleur. Une chaleur qui, jusqu'ici, reste produite grâce à des combustibles fossilesfossiles. Une chaleur qui ne représente pas moins de 25 % de toute l'énergie consommée aujourd'hui dans le monde. Une chaleur réputée difficile à décarboner. À tel point qu'elle est citée parmi ces émissionsémissions qu'il nous faudra compenser par des mesures d'élimination du dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphèreatmosphère.
Du solaire à concentration optimisé pour produire de la chaleur haute température
Des petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) de 4e génération pourraient toutefois réussir à la produire sans émissions de CO2. Mais ils sont encore en cours de développement. Alors, les chercheurs continuent d'explorer d'autres pistes. Comme celle des systèmes solairessystèmes solaires à concentration. Dans le journal Device, des physiciensphysiciens de l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETH, Suisse) expliquent aujourd'hui comment ils sont parvenus à produire une chaleur supérieure à 1 000 °C à partir de l'énergie solaire.
À la base du système, de très classiques miroirsmiroirs qui orientent et concentrent les flux de photonsphotons. Ce type d'installation est déjà connu pour être en mesure de fournir une chaleur approchant les 1 000 °C. Mais pour la rendre plus efficace, les chercheurs suisses ont imaginé un dispositif de piégeage thermique constitué d'une tige de quartzquartz semi-transparenttransparent attachée à un disque de siliciumsilicium opaque. Exposé à un rayonnement concentré équivalent à celui de 136 soleilssoleils - bien moins que ce que peut réaliser un système classique à concentration -, le disque a atteint les 1 050 °C.
Le concept de production de chaleur solaire est prouvé
Déjà, les physiciens de l'ETH explorent les capacités d'autres matériaux semi-transparents à piéger ainsi la chaleur de notre Soleil. Parmi les fluides et les gazgaz testés, certains ont permis d'atteindre des températures encore supérieures. « L'énergie solaire est facilement disponible et la technologie est déjà là. Pour vraiment motiver l'adoption par l'industrie, nous devons démontrer la viabilité économique et les avantages de cette technologie à grande échelle », concluent les chercheurs.
