ÉNERGIE SOLAIRE.   

par: Jean-Martin Provencher et Nicolas Landry

Depuis l'origine, les hommes ont utilisé l'énergie solaire sous sa forme élémentaire, fruits, légumes, graminées,animaux. Il en est encore ainsi aujourd'hui car tout ce que nous sommes, ce que nous mangeons, ce que nous utilisons sous une forme ou une autre est de l'énergie solaire immédiate quand nous nous réchauffons sous ses rayons ou, de l'énergie passée lorsque nous nous alimentons ou lorsque nous utilisons des combustibles fossibles, des métaux transformés etc. Chaque heure qui passe il y a suffisamment d'énergie solaire diffusée sur notre planète pour fournir toute l'énergie utilisée par les humains pour une durée de quatre ans.

Malheureusement cette énergie est diffuse et non constante au cours d'une période de 24 heures. Les plantes et certains animaux s'en accommodent très bien. Les hommes modernes gros consommateurs s'en accomodent moins bien. Heureusement nous avons des réserves accumulées depuis des millions d'années sous forme de combustibles fossiles. Hélas ces réserves ne sont pas innépuisables ! Il nous faut à courte ou moyenne échéance nous tourner vers d'autres sources d'énergie afin de combler nos besoins énergivores.

Les 4 zones d'ensoleillement de la France.

Rayonnement global moyen journalier sur une surface verticale orientée au sud, au mois de janvier en kWh/m2

Toute forme d'énergie solaire sera LA SOLUTION dans un proche futur.

Voyons comment.

- Le cycle de l'eau nous permet grâce au soleil d'avoir par l'évaporation des eaux de surface, des nuages qui eux même génèrent la pluie. Nous avons ainsi des ruisseaux, des rivières, des fleuves, des lacs. Nous pouvons extraire l'énergie potentielle de l'eau au moyen de barrages pour actionner des turbines qui elles mêmes vont fournir de l'électricité ou de l'énergie mécanique pour d'autres usages.

- Le cycle du vent  nous permet d'utiliser une énergie cynétique crée par les différences de températures justement crées par le soleil. Le vent peut actionner des pales de moulins à vent qui vont pomper de l'eau ou moudre le grain ou, des hélices d' éoliennes qui vont fournir de l'électricité, de l'air comprimé, de la chaleur, etc.

- La terre emmagasine la chaleur du soleil de façon permanente. Même dans les contrées les plus froides il n'est pas rare de trouver à quelques mètres sous terre une température de plusieurs degrés au dessus du point de congélation. Cette température peut être exploitée grâce à des convertisseurs thermiques efficaces que l'on nomme "thermo pompes". Le même procédé peut être utilisé avec des mares, des lacs, des mers, des rivières, des fleuves, même s'ils sont recouverts de glace. En effet, sous la glace la température de l'eau est d'au moins 4 degrés celcius donc, conversion d' énergie possible.

- Le cycle des marées crée par l'action de la lune et du soleil permettent d'utiliser cette énorme énergie sous forme de barrages dans les estuaires comme le barrage de la Rance en France. Il est également possible d'utiliser l'énergie des vagues des océans et des grands lacs.
Ces exemples nous montrent que le soleil est source non seulement de toute vie connue sur notre planète mais aussi de toute source d'énergie actuelle et, passée.
Pour nous amateurs d'énergies douces que pouvons nous faire pour en tirer quelques watts ou kilowatts d'énergie thermique ou mécanique ? Poser la question est y répondre car vous avez en préambule une partie de ce que l'humanité peut réaliser. Pour l'amateur il n'est certainement pas question d'embarquer dans un projet de plusieurs millions de dollars ou de francs. Plus modestement vous pouvez avec de simples moyens tirer profit du soleil pour chauffer votre eau de bain ou de consommation, voir, tempérer ou chauffer votre maison, ou, la climatiser si vous habitez dans un pays chaud.

Capter la chaleur.

Toute surface foncée exposée aux rayons du soleil va être plus chaude que la température ambiante. Ce phénomène est connu de tous. Lorsque vous embarquez dans votre auto par une belle journée d'été, l' intérieur est une fournaise ou presque. Que s'est 'il passé ? Le soleil en frappant la surface de la carrosserie de votre auto a laissé au passage la presque totalité des rayons infra rouge qui se sont trouvés emprisonnés. Les rayons visibles et les rayons ultra violet ont été renvoyés pour la majorité dans l'espace. Comme votre voiture est munie de vitres, le phénomène d'emprisonnement a été accentué car le verre absorbe mais retient les rayons infra rouges.

C'est donc de la chaleur emprisonnée. Un panneau solaire construit par un amateur va extraire cette chaleur selon le même principe. Techniquement nous devons visualiser ce qui se passe lorsque l'on a un panneau solaire construit pour capter cette énergie. L'image qui suit nous montre un panneau solaire élémentaire. Un boitier isolant pour minimiser les pertes de chaleur. Un ou deux vitrages qui laissent passer le rayonnement. Les rayons du soleil pénètrent au travers d'une ou, deux fenêtres. Ces rayons sont constitués de tout le spectre lumineux. Seuls les rayons infra-rouge sont capturés. Les autres rayons sont renvoyés dans l'espace. Les rayons qui sont capturés se réflètent dans le verre qui agit comme un miroir. Ils ne peuvent s'échapper. La chaleur est donc emprisonnée. C'est l'effet de serre bien connu.

Ce principe est si simple qu'il faut faire preuve de malchance inhabituelle pour qu'il ne fonctionne pas !

Radiations solaires.

Tous les corps émettent de l'énergie sous forme d'ondes. Ces ondes semblables aux ondes radio possèdent cependant des propriétés différentes. Les longueurs d'ondes dans lesquels émet un corps dépendent de sa température. Dans le cas qui nous intéresse, le soleil, cette longueur d'onde est d' environ 0,50 microns qui correspond à une température approximative de 5500 degrés celcius à la surface du soleil. Ce rayonnement cependant n'est pas uniforme car il est composé pour ce qui nous concerne par une gamme qui va de des rayons X, l' ultra violet, puis, les rayons visibles, les infra rouges et enfin, les ondes radio. Ce sont les infra rouges qui nous intéressent. En capturant les infra rouges, nous capturons une forme d'énergie qui se traduit par de la chaleur. Cette capture se fait depuis des millions, voir des milliards d'années de façon automatique sur notre planète. Nous pouvons le faire avec un moyen technique le plus certain de fonctionner à tout coup en autant que le soleil veuille bien collaborer.