D’ici 3 ans, un satellite de l’US Air Force pourra transmettre de l’énergie solaire vers des bases terrestres
Ce n’est plus de la science-fiction : l’armée américaine a testé avec succès dans l’espace un module photovoltaïque destiné à convertir l’électricité produite en ondes radios et à transmettre cette énergie vers la terre. Le Pentagone projette maintenant de lancer d’ici 2024 un satellite qui pourrait alimenter en énergie ses installations stratégiques ou ses troupes en opération.
Nous savions déjà que plusieurs pays comme la Chine, le Japon, la Russie et l’Inde envisagent de construire une centrale photovoltaïque dans l’espace. L’idée est évidemment séduisante : là-haut, le rayonnement solaire n’est pas réfléchi ou absorbé par l’atmosphère et les nuages : il est environ deux fois plus intense que celui qui, en moyenne, arrive à la surface terrestre. En outre si la centrale est positionnée sur une orbite suffisamment haute elle ne passera jamais dans l’ombre de la planète. Dès lors, l’énergie captée ne sera pas intermittente. A superficie égale, une telle installation spatiale pourrait, au final, capter huit fois plus d’énergie qu’une ferme photovoltaïque sur terre.
Mais les défis techniques sont immenses. Si la Chine annonce une première réalisation pour 2035, il n’est pas du tout certain que le gain d’énergie envisagé, même sur une longue période, puisse être plus important que la dépense énergétique qu’il faudra consentir pour déployer cette centrale extra-terrestre. Sans compter les coûts exorbitants que l’on imagine.
Fournir aux troupes en opération une alimentation sécurisée en énergie
Pourtant, ces freins ne semblent pas rebuter l’armée américaine dont les objectifs, d’ordre stratégique, sont tout autres, et qui dispose, comme on s’en doute de fonds importants. Lorsque ses troupes sont en opération aux quatre coins du monde, leur alimentation sécurisée en énergie pose souvent d’épineux problèmes logistiques. Sur le terrain des opérations, les convois ou les avions qui acheminent combustibles et groupes électrogènes, représentent des cibles privilégiées. « La vulnérabilité de nos approvisionnements en énergie constitue un risque potentiel pour notre nation et notre ministère de la Défense » déclare le colonel Eric Felt qui dirige le département des véhicules spatiaux du Laboratoire de Recherche de l’US Air Force (AFRL). « Pour assurer le succès de nos missions, nous devons disposer de l’énergie dont nous avons besoin au bon endroit et au bon moment » ajoute-t-il.
Depuis tout un temps, le Pentagone envisageait donc sérieusement d’alimenter certaines bases stratégiques en énergie depuis l’espace. Et en 2019 un projet de démonstration et de recherche a été lancé : le Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research Project (SSPIDR).
Transmettre l’énergie solaire vers la Terre
Le déploiement de panneaux photovoltaïques en orbite n’est plus un challenge puisqu’ils fournissent déjà couramment l’électricité utilisée par des satellites de tous types. Le véritable défi consiste à transmettre cette énergie vers le « plancher des vaches ».
L’annonce n’a pas fait grand bruit et pourtant ce qu’ont réussi il y a quelques mois les scientifiques de l’armée américaine constitue un véritable exploit technologique. Un petit panneau de 30 x 30 cm (la « taille d’un carton à pizza » expliquent-ils), baptisé Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module (PRAM), a été lancé en orbite à bord du drone d’essai X-37B de l’US Space Force. Le module a converti la lumière solaire en micro-ondes lesquelles peuvent être dirigées vers la Terre et captées par des antennes pour les reconvertir en électricité. Ce prototype n’a produit que 10 watts d’énergie, soit à peine de quoi recharger un smartphone, mais voilà donc qu’un jalon important a été franchi vers l’objectif fixé par le Pentagone.
Arachne sera lancé en 2024
L’étape suivante consistera à envoyer en orbite un satellite qui déploiera une grande surface de PRAM et dirigera l’énergie vers une antenne située probablement dans une base de l’US Army. Le nom de ce prototype est déjà connu : Arachne et son lancement est annoncé pour 2024. Les militaires ont mis les moyens sur la table pour atteindre leur objectif : le groupe aérospacial Northrop Grumman s’est vu attribuer par l’AFRL un contrat d’une valeur de 100 millions de dollars pour développer et fournir des composants d’Arachne. L’entreprise est notamment chargée de développer les modules capables de convertir les rayons solaire en radiofréquences. Outre le laboratoire de recherche de l’US Air Force, celui de l’US Navy participe également au projet.
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Il est clair que l’armée américaine développe cette technologie en poursuivant des objectifs avant tout militaires. A nos yeux il est tout aussi évident que par le passé, cette armée ne s’est pas toujours distinguée par des valeurs hautement morales et humanitaires. Nous pensons notamment aux guerres du Vietnam et d’Irak.
En écrivant cet article nous exerçons notre rôle d’information dans le domaine des énergies renouvelables. Au-delà des objectifs stratégiques du Pentagone il faut en effet bien admettre que les investissements dans ces projets permettront peut-être de remplacer des consommations importantes d’énergies fossiles par des renouvelables. Bien que la technologie, quand elle sera mise au point, pourrait sans doute aussi être utilisée à des fins civiles ou même humanitaires (par exemple l’alimentation en énergie de zones affectées par des catastrophes naturelles), il ne faudrait évidemment pas en déduire que nous soutenons ce développement et ces objectifs. La dépense énergétique qu’il faudra consentir pour lancer ces satellites producteurs d’énergie solaire dans l’espace pose notamment une fameuse question.
Nous sommes des journalistes et nous pensions qu’il était utile que l’information sur la mise au point de cette technologie soit aussi communiquée à nos lecteurs. N’en tirez pas d’autres conclusions.
Et n’hésitez pas à faire part de votre avis dans les commentaires ci-dessous ou notre forum.
Commentaires
Ah la US Army et son allié, le complexe militaro-industriel américain, jamais en panne d'idées pour concevoir une nouvelle arme de destruction "chirurgicale" ou massive!
Pour alimenter un site militaire isolé, un commando etc... Ce ne serait pas plus simple et rigolo avec un micro-générateur nucléaire? Lequel générateur pouvant en dernier recours servir d'arme par destination si on le balance assez fort vers les ennemis!
Il suffira donc de l'orienter sur un indésirable pour lui griller le cerveau. Ni vu ni connu et effrayant.
Oui c'est malheureux mais c'est ainsi, l'homme de science se voit souvent récupérer ses idées par l'homme de guerre.
Bonjour. Cette electricite par micro ondes à été inventée par Guy PIGNOLET un ingenieur du CNES bien francais il y a plus de 25 ans et testée par EDF à la REUNION . Il m'avait même offert son transistor de test qui s'allume lorsqu'on l'approche d'un appareil en marche mais à l'époque c'était couteux à installer et peu priductif à l'échelle d'un village isolé
Oui c'est cela! Monsieur Guy PIGNOLET exactement ! Je me souviens comme si c'était hier.
Alors que si ce même panneau "pizza" est mis en plein soleil sur terre disons en France par exemple. Avec un rendement de 20% (ils doivent avoir ça en stock à l'US Army) on produirait 300W 😏 cherchez l'erreur... Leur rendement final de leur solution dans l'espace avoisine les 1% Waouw !!!
Rien que le cout d'envoyer un satellite en orbite géostationnaire est rédhibitoire. Mais le but n'est pas la recherche du moindre cout. Ils chercheraient à optimiser la fourniture d'une énergie en continu, de jour comme de nuit, (et oui merci l'orbite géostationnaire) pour la restituer plus ou moins où bon leur semble sur le globe. Certes, les rendements sont pas extra-ordinaire, mais faut pas oublier que dans le vide sidéral il n'y à pas d'atmosphère pour réduire le rendement des panneaux solaire. Il me semble de la station ISS produit 240 kilowatt pour 2500 m2 de panneaux... Si on partait de là, et qu'on transformais tout ça en micro-ondes, (qui elle pénètre mieux l'atmosphère moins de déperdition), puis la capter, la transformer en courant, il y à beaucoup de perte, mais toujours un intérêt... ou pas... maaais s'ils le font...
En effet, ce n'est pas très sérieux ne serait-ce que pour une question de rendement
alors 300W avec un panneau de 30x30 c'est impossible (sauf concentré et encore) ça nous donne 0.09m² soit avec 1000W/m² maxi 90W solaire et avec le rendement du panneau de 20% on tombe à 18W, donc 10W au sol ce n'est pas si mal surtout si c'est 24/24
En tant qu'étudiant, vers 2003, j'ai participé à un projet similaire promeut par un scientifique du CNES. (Je ne le souviens pas de son nom). Le projet s'appelait TESF (Transmission d'Énergie Sans Fil). Nous avons fabriqué un démonstrateur en trois parties: une lampe (soleil) un panneau photovoltaïque qui alimentait un module micro-onde puis un troisième module séparé constitué de radiopiles capable de re-transformer l'énergie en courant alternatif. Avec ce démonstrateur nous avons voyagé au Japon pour promouvoir le concept et trouver des partenaires pour developper un projet d'alimentation en énergie d'une zone difficilement accessible à l'ile de la Réunion. On a participé également au 54ème Congrès International Astronautique (IAC) à Brême en Allemagne. Le projet dans sa version "satellite" n'avait pas trouvé de financement à l'époque. L'idée de balancer des micro-ondes a partir d'un satellite en position géostationnaire n'emballait pas vraiment les scientifiques (Réchauffement climatique). Pas étonnant que les militaires ont repris l'idée. La concentration des micro-ondes étant modulable...
On est bien d'accord, ça ne peut se concevoir qu'à une seule altitude.... 36000 Km, l'orbite géostationnaire ou une variante dite géosynchrone qui permet d'élargir la zone cible en variant l'altitude autour de 36000
Oui, c'était bien l'idée, en géostationnaire le satellite était capable de fournir en continu (24h/24 7/7) une certaine quantité (je ne m'en souviens plus du tout) de Watts sur un point fixe du globe terrestre, le champ de récepteur (radiopiles) devait faire la taille d'un terrain de foot.
C'est en fait la méthode la plus simple, mais je ne sais pas la cascade de perte de puissance entre ce qui est enregistré par le PPV dans son spectre de capture transformé en micro-ondes, puis diffusé par les molécules de l'atmosphère et réparti sur la surface d'un terrain de foot.... qui doit être la surface de la parabole de réception qui va la reconcentrer sur un secondaire de focalisation avant re-transformation en énergie électrique .... ?? Je comprends que cela n'ait pas intéressé grand monde sur le plan pratique. Ils ont dû faire comme moi, une taille à la louche du prix du KW qui rendrait presque le tarif de l'EPR intéressant.