Veille effondrement #72 – Solaire spatial, comment rendre possible ce qui est nécessaire, ar Alexis Toulet

L’un des obstacles technologiques principaux à lever pour rendre le solaire spatial possible – si ce n’est LE principal obstacle – est clairement de baisser drastiquement le prix du kg en orbite.

Oui, c’est technologiquement et économiquement réaliste

Pour fixer les idées, voici un petit calcul d’ordre de grandeur à partir des panneaux pointés par Maxfriend

– Surface 0,6 m², masse 1,3 kg, efficacité >15%, d’où compte tenu de l’éclairement dans l’espace proche de la Terre égal à 1,35 kW / m² en moyenne annuelle une production brute de 200 W par m² de panneau pesant 2,2 kg

– Pertes de 70% à la conversion en énergie laser, puis à nouveau 70% à la conversion en énergie électrique au sol, et entre temps pertes atmosphériques qui devraient pouvoir être contenues à 20% au pire en choisissant bien la fréquence du laser dans le visible ou l’infrarouge proche, la puissance récupérée au sol devient 200 * 0,7 * 0,7 * 0,8 = 80 W par m² de panneau solaire dans l’espace

– Il faut rajouter la masse des structures porteuses des panneaux – c’est en y pensant que je parlais d’arachnéen 🙂 – celle du laser de puissance et des moyens de maintien de l’orientation, enfin celle nécessaire à amener l’ensemble en orbite géostationnaire. Je double la masse – ce qui reste à mon sens prudent pensant notamment à la propulsion électro-ionique à très forte impulsion spécifique – d’où 4,4 kg à placer en orbite basse pour chaque m² de panneau dans l’espace, et finalement une puissance permanente non carbonée de 18 W pour chaque kg placé en orbite basse

– Si je suppose une durée de vie en orbite de 20 ans – je la sors de mon chapeau, mais c’est une valeur assez « typique » pour un engin spatial – et une disponibilité proche de 100% – vraisemblable étant donné qu’il n’y aurait pas besoin de laver les panneaux souvent 🙂 ! – chaque kg placé en orbite basse permettrait in fine de rendre disponible au sol 3150 kWh (18 W sur 20 ans)

– Valorisant cette énergie à 10 centimes de dollar le kWh, soit la limite la plus chère du nucléaire et du gaz – mais ce sont des énergies plutôt bon marché – il vient 315 $ d’électricité pour chaque kg placé en orbite basse

– Et si j’alloue 50% de cette somme au coût du lancement – là encore ça sort de mon chapeau, mais ça laisse en fait pas mal d’argent pour le reste et les panneaux solaires sont assez bon marché – j’arrive à un objectif de 150 $ par kg en orbite basse

Or l’objectif affiché par Elon Musk pour le lanceur géant réutilisable Starship – dans sa version initiale Cargo – que SpaceX met actuellement au point est un coût récurrent de 2 millions de dollars par lancement pour une charge utile de 100 tonnes. Soit… 20 $ par kg placé en orbite basse.

===> Même si l’on ajoute les coûts non récurrents de Starship, même si l’on compte que Musk n’atteindra pas tout à fait son objectif voire le manquera d’un facteur 2 ou 3… l’obstacle du prix du lancement est déjà en train d’être levé !

Méthode et vision

Tel que je l’imagine, il pourrait être plus simple de construire « à la chaîne » des satellites indépendants de 100 tonnes, chacun livré en orbite basse par un Starship puis pris en charge par une navette orbitale à propulsion électro-ionique, chaque satellite contenant à la fois panneaux solaires et laser de puissance pour la transmission au sol. Ceci afin de s’épargner les affres de l’assemblage en orbite de mégastructures de centaines de kilomètres carrés.

Chaque satellite aurait de l’ordre de 32 000 m² de panneaux solaires, laissant 30% de sa masse pour laser et dispositifs d’orientation – le déploiement automatique d’une telle structure est un problème en soi, il devrait toutefois être nettement plus abordable que celui de kilomètres carrés de panneaux – et fournirait en continu 2,5 MW dans le réseau électrique au sol. Ah oui… il serait probablement beau, aussi. Imaginez une fleur déployant lentement ses pétales solaires dans l’espace 😊

Attribuant 30% du coût à sa production (50% pour le lancement en orbite basse comme déjà dit, 20% pour navettes orbitales et panneaux solaires au sol) l’objectif de coût serait de 9 millions de $ par satellite. Objectif à l’évidence ambitieux mais… c’est bien de production en série que nous parlons.

Bien sûr, il ne serait pas nécessaire d’avoir un champ de panneaux au sol de 200 m x 200 m – dans le calcul de Timiota – pour chacun des satellites. Plusieurs pourraient diriger leurs faisceaux sur un seul champ, voire un grand nombre.  En fait, le nombre de satellites contribuant à chaque champ pourrait être modulé en fonction de la taille de la communauté à alimenter en énergie.

Et au final, si une partie importante des besoins énergétiques de l’humanité était assurée ainsi, on ne parlerait de rien moins que de plusieurs millions de ces satellites solaires de 100 tonnes ! Six millions s’il s’agissait de remplacer la totalité des autres sources d’énergie existantes, carbonées comme non carbonées.

Quant à l’énergie carbonée nécessaire à leur lancement, on parle de 4 600 tonnes d’ergols méthane / oxygène pour un Starship Cargo, dont la combustion dégage 2 500 tonnes de CO2. Ceci, peut-être 8 millions de fois sur 20 ans (en comptant les lancements pour recharger les navettes orbitales électro-ioniques), soit 1 milliard de tonnes de CO2 dégagées chaque année… mais permettant de remplacer entièrement les 35 milliards de tonnes de CO2 dégagées annuellement aujourd’hui. La biosphère absorberait sans problème aucun des émissions de CO2 aussi réduites.

Projet titanesque, comme je le disais. Mais projet qui a vraiment l’air d’être… techniquement faisable, et économiquement réaliste. En plus évidemment d’être potentiellement salvateur en ouvrant la possibilité de ne pas choisir entre maintien de l’objectif de prospérité économique et protection de l’avenir à moyen terme de l’humanité – alors que c’est clairement la nécessité de devoir choisir qui est le principal obstacle à la prise de conscience partagée, et ouverte vers l’action, de la transformation nécessaire. Nous refusons de regarder la situation écologique en face de peur de nous sentir obligés d’abandonner prospérité et développement, c’est d’abord à cause de cette peur que nous avons toujours notre tête dans le sable.

Projet qui dans une perspective de plus long terme pourrait aussi être le premier pas – et le plus difficile – vers une meilleure organisation des activités humaines :

– Espace comme lieu réservé de toutes les activités industrielles, domaine de la science et de l’aventure prométhéenne

– Terre comme jardin, lieu de la vie humaine et animale, domaine de l’éducation et de l’art

La première étape est dans les cordes même de la France seule

La première étape serait de créer un démonstrateur de satellite solaire, c’est-à-dire un dispositif de 100 tonnes auto-contenu avec panneaux solaires déployables et laser de puissance. Dans un premier temps, un simple étage de transfert consommable de 100 tonnes pourrait être utilisé pour le placer en orbite géostationnaire, sans attendre la disponibilité de navettes orbitales électro-ioniques. Démonstrateur et étage de transfert pourraient être mis en orbite en achetant à SpaceX 2 vols de Starship. Quant au champ de réception au sol de 200 m de côté, ce n’est pas un point dur.

Et de tels démonstrateurs pourraient être produits à rythme soutenu, dans une logique de perfectionnement incrémental, de même que SpaceX n’arrête pas de produire des prototypes SN1, 2, 3… 10, 11 de son Starship, prototypes qui se crashent régulièrement… mais de plus en plus tard, échecs qui ne sont que des étapes vers le succès final. Il ne faut entretenir aucune illusion, les premiers prototypes n’arriveraient pas à déployer leurs panneaux, ou à les garder bien orientés, ou c’est le laser qui irait là où il ne faut pas, ou… Ça s’appelle un programme d’essais, et au final pour peu qu’on réponde à l’adversité « je n’abandonne jamais« … ça débouche. Voir cette litanie visuelle des plantages de SpaceX… litanie qui mène au triomphe.

Notez qu’un programme de démonstrateurs de ce type pourrait fort bien être dans les moyens financiers d’un pays comme la France. L’avantage étant une décision politique plus rapide, une gestion plus réactive et moins lourde – écueil et plaie des projets internationaux  … – sans fermer la porte à des coopérations, mais surtout sans les attendre, et perdre du temps, si elles ne viennent pas immédiatement. Bien sûr, ultérieurement d’autres partenaires seraient indispensables pour mettre le projet à la bonne échelle… mais ils viendraient tout naturellement une fois que le démonstrateur de satellite solaire serait au point. La France n’a pas la taille critique pour « tout faire toute seule », seuls Etats-Unis et Chine l’auraient éventuellement. Mais elle a les moyens suffisants pour partir en tête, et prouver le mouvement en marchant.

Nous n’avons plus de Commissariat au Plan, parce que nous avons vécu les dernières décennies sous l’injonction que « le dieu Marché pourvoira ». Nous n’avons plus de planification technologique à long terme, et le pire peut-être : nous avons oublié que nous savons faire de grands projets qui repoussent les limites de l’impossible. Sauf dans le domaine militaire, plus précisément en son cœur c’est-à-dire la dissuasion nucléaire. On ne sait pas assez que là continuent à être concrétisés des projets de science-fiction, que là le prométhéisme reste de mise. Des sous-marins aussi silencieux que les SNLE « Triomphant » c’était impossible, sauf qu’ils sont en service depuis des décennies, le laser Mégajoule c’était de la science-fiction, sauf qu’il est maintenant au point, l’ASN4G le futur missile aéroporté c’est de la science-fiction, mais ce ne le sera plus demain.

Ce n’est que parce que De Gaulle nous en a suffisamment bien inculqué la nécessité, ce n’est que parce que le « Plus jamais 1940 ! » est toujours à notre esprit, que nous avons préservé là, et là seulement j’en ai bien peur, contre tous les vents de l’époque, la combinaison de capacité de planification à long terme et de mobilisation des talents, fondée sur une détermination en forme d’ « ardente obligation », qui permet de rendre possible ce qui est nécessaire.

Cet esprit-là, que tel individu exceptionnel (Elon Musk) peut démontrer, mais qui n’est vraiment sûrement fondé que lorsque c’est une communauté humaine qui le partage, est celui que nous devons retrouver.

Parce que ce qui nous menace est pire encore qu’un 1940. Et que oui, nous pouvons vraiment rendre possible ce qui est nécessaire.

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47 réflexions sur « Veille effondrement #72 – Solaire spatial, comment rendre possible ce qui est nécessaire, ar Alexis Toulet »

  1. Bonjour Alexis

    Une petite remarque:

    « – Pertes de 70% à la conversion en énergie laser, puis à nouveau 70% à la conversion en énergie électrique au sol, et entre temps pertes atmosphériques qui devraient pouvoir être contenues à 20% au pire en choisissant bien la fréquence du laser dans le visible ou l’infrarouge proche, la puissance récupérée au sol devient 200 * 0,7 * 0,7 * 0,8 = 80 W par m² de panneau solaire dans l’espace »

    70% de perte dans chacune des conversions : reste 30%
    200*0,3*0,3*0,8 = 14,4 W par m2

    Me trompe-je ?

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    1. C’est moi qui me suis très mal exprimé, désolé !

      J’aurais du écrire que la fraction utile est de 70% dans les deux cas. C’est à dire les pertes de 30%

      Au temps pour moi…

    2. Il voulait dire 70% d’efficacité de conversion (watt => watt), 30% de perte… d’après le produit qui suit.

  2. Je ne sais plus qui a évoqué dans un commentaire ailleurs ici, l’idée suivante résumé ainsi :

    « Ok, encore de l’énergie (cochez Nuke, Solaire, Vide quantique ou que sais-je) la question n’est pas COMMENT fournir mais POURQUOI fournir ? »

    Un peu comme si un junkie passait de l’herbe, à l’alcool, à la coke, à l’héro, aux acides et autres joyeusetés bien marrantes au début et qui finissent absolument toujours en catastrophe, malgré les fulgurances des débuts qui porte à croire en la Civilisation Intelligente et Bienfaitrice. Qu’est-ce qu’on se sent bien avec sa dose purée…

    Pourquoi vouloir toujours fournir sa dose au Malade ? Pour qu’il fasse véritablement une overdose ou qu’il s’écroule son corps ne pouvant plus encaisser ?

    Aide, compassion, sevrage et éducation, voir même psychanalyse (je vois la lumière ?!) dans un cycle vertueux ne serait-il pas préférable à la course incessante aux substances chimique et artefact énergétique ? Une vie très pauvre (matériellement) n’empêche nullement de grandes avancées scientifiques et au niveau des connaissances et du bien être. Quand cela est fait en très grands groupes humains et que c’est choisi et éclairé. Ce n’est pas tant de planification dont nous avons besoin mais de sens en premier lieu (ce qui simple et complexe à la fois), sinon tout est voué à s’autodétruire.

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    1. Il y a un côté « accro », c’est sûr…
      Mais ce qui est sûr aussi, c’est que l’énergie, en physique, c’est ce qui accompagne toute transformation du monde. Il en faut pour agir sur les choses, à tout niveau. Actuellement, on en gaspille énormément, c’est absurde. Mais une fois cela réglé, si l’on veut en mobiliser moins, il faudra admettre, en conséquence, que l’on sera moins puissant, moins riche, et, d’une façon générale, moins libre matériellement. Ce qui n’exclut pas la « vie bonne », entièrement d’accord.

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    2. Pourquoi nous faudra-t-il pour toujours, notre dose d’énergie ?

      « Aujourd’hui, tout physicien sait qu’en thermodynamique, l’équilibre c’est la mort. Une théorie économique qui recherche un équilibre général ne peut donc décrire qu’une société qui recherche la mort… »

      Source : https://www.francois-roddier.fr/?p=926

      1. Personne ne cherche forcément « l’équilibre », mais il est judicieux d’avoir toujours plus de stock d’énergie disponible que de consommation d’énergie. Et donc si on ne peut en créer, il faut limiter la consommation donc la production.

        Quant à la mort, faudrait déjà définir ce que c’est en thermodynamique (est ce que cela a un sens d’utiliser ce mot ?), sachant que l’équilibre c’est le début de la mise en mouvement !

  3. Deux questions de curiosité :
    1 – S’agit-il d’emplacements de capteurs d’énergie sur orbites géostationnaires, que l’on sait déjà proches de la saturation ?
    2 – Quelle est la densité de puissance, en W/m², de la station réceptrice au sol ? Quelles conséquences sur l’environnement, selon la fréquence de rayonnement utilisée ? Le faisceau peut-il être traversé ?

    … et deux observations plus critiques :
    1 – Evaluer la rentabilité sur la base des coûts en monnaie me semble une erreur. Les coûts en monnaie sont une affaire entre humains, qui masque la réalité physique, qui seule importe ici. Il faudrait évaluer le projet en monnaie-énergie, donc en Joules. Quel est le rapport énergie investie / énergie totale récoltée (taux de retour énergétique, EROI) ?

    Pour être significatif, cet EROI doit être calculé pour chaque génération de la technologie (20 ans, par exemple), et pour l’ensemble de la filière, in extenso, à savoir :
    – extraction des matériaux,
    – fabrications,
    – transports divers,
    – mise en orbite,
    – déploiement et exploitation,
    – dés-orbitage en fin de vie, et réparation des diverses dégradations environnementales induites.

    Première génération : la filière est mise en place avec les énergies disponibles aujourd’hui, donc carbonées à 80 % ;
    Deuxième génération : la filière est (re)construite avec seulement l’énergie qu’elle a permis de produire.
    Générations suivantes : comme ci-dessus, mais avec un EROI mathématiquement dégradé à chaque génération, pondéré par un probable progrès technologique d’une génération à l’autre.

    Je vous laisse tirer les conclusions.

    2 – Hélas, selon le constat très bien documenté, notamment par J.M. Jancovici, chaque énergie nouvelle ne se substitue en aucune façon aux énergies carbonées, mais s’additionne simplement. Seules la sobriété et la décroissance diminuent vraiment la consommation d’énergies carbonées, et ce type de projet, à première vue, ne semble pas s’inscrire dans cette perspective…

    1. « S’agit-il d’emplacements de capteurs d’énergie sur orbites géostationnaires, que l’on sait déjà proches de la saturation ? »

      Oui, l’orbite géostationnaire a le double avantage de ne jamais être dans l’ombre de la Terre et de permettre un pointage simple du laser de transmission.

      L’orbite géostationnaire n’est dite proche de la saturation que s’agissant des satellites de communication, entre lesquels on recherche un grand espacement, afin de faciliter le pointage des antennes vers tel satellite plutôt que son voisin.

      Pour le reste… on parle d’une longueur de 265 000 km :-), et il faut encore parler de la largeur de la hauteur du « tube » autour de l’orbite où le satellite reste « quasi-géostationnaire ». Et il n’y a pas de raison spécifique de vouloir écarter beaucoup des satellites solaires les uns des autres.

      « Quelle est la densité de puissance, en W/m², de la station réceptrice au sol ? Quelles conséquences sur l’environnement, selon la fréquence de rayonnement utilisée ? Le faisceau peut-il être traversé ? »

      Si l’on imagine que la station de réception est un disque de 100 mètres de rayon, surface 31 400 m², qui reçoit un faisceau dont il tire 2,5 MW avec une efficacité de 70%, c’est que la puissance du faisceau doit être 2,5 / 0,7 = 3,6 MW. On parle d’une puissance de 114 W/m². Par comparaison, le Soleil c’est 1360 W/m² en moyenne dans l’espace, moins à terre avec l’atténuation atmosphérique et l’angle d’incidence.

      Donc en gros je dirais que si une poignée de satellites sont braqués sur une station, le faisceau « devrait » pouvoir être traversé. S’ils sont nombreux, non : ce serait trop chaud, et attention aux yeux ! Pour préserver les oiseaux, j’imagine qu’il faudrait prévoir de les effrayer avec des prédateurs, ou des choses qui en aient l’air : des drones qui ressemblent à des rapaces, et qui patrouillent autour des stations de réception ?

      « Evaluer la rentabilité sur la base des coûts en monnaie me semble une erreur. Les coûts en monnaie sont une affaire entre humains, qui masque la réalité physique, qui seule importe ici. Il faudrait évaluer le projet en monnaie-énergie, donc en Joules. Quel est le rapport énergie investie / énergie totale récoltée (taux de retour énergétique, EROI) ? »

      Je suis tout à fait d’accord. Il reste que la monnaie, affaire « entre humains » certes, représente quand même de manière « pas trop mauvaise » l’effort à réaliser en matière non seulement de travail mais aussi d’énergie, c’est donc un bon indicateur.

      Reste à vérifier naturellement que l’on ne déverse pas dans l’atmosphère davantage de CO2 qu’on n’en évite d’émettre – d’où mon calcul sur les « Starship », assez rassurant puisqu’il s’agit de remplacer 35 milliards de tonnes de CO2 par 1 milliard, et le lancement « devrait » représenter le plus gros des émissions de CO2 nécessaires.

      Reste encore à vérifier la disponibilité de matériaux rares nécessaires. Ca je ne l’ai pas fait, et on parle de 6 millions x 70 = 420 millions de tonnes de panneaux solaires – il est nécessaire de vérifier.

      « Deuxième génération : la filière est (re)construite avec seulement l’énergie qu’elle a permis de produire. »

      C’est-à-dire avec des transports, des procédés industriels etc. à base électrique. Ce qui ne pose pas de problème fondamental du côté des transports terrestres.

      Pour le maritime et l’aérien, le tout-électrique semble exclu à vue humaine. En revanche, l’hydrogène produit à partir d’électricité pourrait être une piste : des recherches exploratoires ont lieu sur le sujet s’agissant des avions par exemple.

      « Hélas, selon le constat très bien documenté, notamment par J.M. Jancovici, chaque énergie nouvelle ne se substitue en aucune façon aux énergies carbonées, mais s’additionne simplement. Seules la sobriété et la décroissance diminuent vraiment la consommation d’énergies carbonées, et ce type de projet, à première vue, ne semble pas s’inscrire dans cette perspective… »

      Refuser d’additionner simplement une source d’énergie nouvelle à celles qui existent – surtout carbonées – ne peut en effet pas être le résultat d’une logique de marché ni même d’une logique technique – sauf à ce que la nouvelle énergie soit beaucoup moins chère, ce qui n’est pas impossible mais ne serait pas garanti. Il y faut aussi une volonté politique et une forme de coopération internationale autour du sujet. Donc « mettre en exploitation une source d’énergie renouvelable, massive et non intermittente » ne suffit pas.

      En revanche, cela rendrait beaucoup plus facile d’atteindre un accord politique sur autolimitation et retrait rapide des énergies carbonées, parce que l’option de maintenir le niveau de prospérité existant serait alors ouverte. Sinon, c’est la pauvreté type « pays pauvre actuel » pour tout le monde, voire pire, et pour convaincre tous les peuples, nations et empires de la Terre de le choisir 🙁 … !

      Voir encore ma réponse plus tôt à Cloclo.

      1. @Alexis Toulet
        Merci d’avoir répondu.
        Je suis perplexe devant les 114W/m² du faisceau (voir aussi ma conversation avec Timiota) : 114 W/m², c’est dans l’ordre de grandeur de ce que les panneaux solaires au sol fournissent déjà, selon les technologies actuelles (50 à 150 W/m²). Alors, à quoi bon déployer toute cette complexité extravagante, avec comme seul avantage une fourniture d’énergie 24/24 ? Ce sont les Shadocks qui sont en charge de l’ingénierie ? 😉

        Sérieusement : comme l’a fait ressortir Timiota, pour que cette technologie ait un intérêt technique, il faudrait que que le faisceau ait une densité de puissance beaucoup plus élevée (plusieurs ordres de grandeur). C’est alors une installation technique dangereuse, qui imposerait un contrôle permanent de la sécurité, sans doute comparable au niveau nucléaire. L’impact environnemental serait également majeur, à divers titres.

        Deux autres remarques :
        Je vous exhorte à renoncer à l’idée que la monnaie reste un bon indicateur : en matière d’installations énergétiques, c’est TOTALEMENT FAUX. La théorie économique dominante considère en effet que tout ce qu’on prend dans la nature, dont les énergies fossiles, est gratuit par définition, ce qui fausse d’emblée, et radicalement, tout raisonnement énergétique. Voyez ce qu’explique très éloquemment J.M. Jancovici là-dessus :
        https://www.youtube.com/watch?v=HElV74gz3CU&list=PLMDQXkItOZ4IJc8E60B3Mlx9WORblzOHy&index=5
        Il vous fera comprendre que la seule monnaie valable, en matière de politique ou d’ingénierie énergétique, c’est le Joule.

        C’est sans doute pour la même raison que vous ne semblez par voir où est le problème que je soulève, avec le calcul de l’EROI génération par génération. La question n’est pas qu’il s’agit uniquement d’énergie électrique à la deuxième génération, la question est qu’on en dispose de beaucoup, beaucoup moins, ce que l’on ne voit pas si l’on ne s’est pas rendu compte qu’à la première génération, on avait en fait mobilisé du pétrole (ou charbon) GRATUIT pour construire toute la filière. Le concept d’EROI (ou Taux de Retour Energétique, TRE en français, moins usité) est absolument central et incontournable pour toute réflexion dans le domaine énergétique.
        https://fr.wikipedia.org/wiki/Taux_de_retour_%C3%A9nerg%C3%A9tique

        1. « 114 W/m², c’est dans l’ordre de grandeur de ce que les panneaux solaires au sol fournissent déjà, selon les technologies actuelles (50 à 150 W/m²). Alors, à quoi bon déployer toute cette complexité extravagante, avec comme seul avantage une fourniture d’énergie 24/24 ? »

          Mais parce que la fourniture d’énergie 24h/24 est LE point essentiel qui empêche les renouvelables actuels – solaire au sol et éolien – de jouer plus qu’un rôle d’appoint dans le système énergétique d’un pays 🙂 !

          De plus, comme je le disais, et Timiota également, rien n’empêche de braquer plusieurs faisceaux sur le même champ de réception. « Plusieurs », c’est certainement quelque chose qui n’aurait pas d’inconvénient notable sur l’environnement. « Plusieurs dizaines », c’est autre chose certes, il faut au minimum protéger les oiseaux. Mais c’est tout à fait faisable, il suffit de les effrayer pour qu’ils s’éloignent d’eux-mêmes.

          « C’est alors une installation technique dangereuse, qui imposerait un contrôle permanent de la sécurité, sans doute comparable au niveau nucléaire »

          Certainement pas. Aucun déchet radioactif à prévoir, notamment. Aucun risque de fusion du cœur, avec au mieux catastrophe localisée (Three Mile Island), au pire régionale (Tchernobyl, Fukushima)

          Bien sûr, il faut toujours contrôler la sécurité. On peut imaginer des coupe-circuit automatiques si l’un des faisceaux commence à dévier et à éclairer ailleurs qu’il doit. Mais même ce cas serait plus ennuyeux que dangereux : un seul faisceau ne transporte qu’une puissance limitée par unité de surface, et même si plusieurs dysfonctionnent en même temps, il n’y a aucune raison qu’ils se concentrent tous au même endroit, ils se disperseront plutôt un peu partout sans danger d’échauffement.

          « La théorie économique dominante considère en effet que tout ce qu’on prend dans la nature, dont les énergies fossiles, est gratuit par définition, ce qui fausse d’emblée, et radicalement, tout raisonnement énergétique. (…) la seule monnaie valable, en matière de politique ou d’ingénierie énergétique, c’est le Joule. »

          Bien sûr, le TRE est important. Deux remarques :
          – Il n’y a pas que le pétrole qui est considéré comme « gratuit par définition ». Il y a aussi… le rayonnement solaire 🙂 suivant le même principe
          – L’énergie nécessaire à lancer un satellite solaire en orbite basse est égale à l’énergie de combustion de 4600 tonnes de mélange méthane-oxygène, soit la combustion de 920 tonnes de méthane. Cette combustion dégage 56 MJ / kg (1), soit une énergie de lancement totale de 5,15 x 10^13 J ou encore 14,3 millions de kWh. Or l’énergie récupérable dans le réseau pour chaque satellite de 2,5 MW sur 20 ans est égale à 1,58 x 10^15 J soit 438 millions de kWh. Triplons cette énergie pour tenir compte de l’alimentation des navettes orbitales ainsi que du coût énergétique de la fabrication… le TRE reste à 10 J récupérées pour chaque joule investie. Ce qui est un très bon rendement énergétique, meilleur que celui du pétrole aujourd’hui, comparable à celui de l’hydroélectricité (2)

          (1) https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thane
          (2) https://fr.wikipedia.org/wiki/Taux_de_retour_%C3%A9nerg%C3%A9tique#Taux_de_retour_%C3%A9nerg%C3%A9tique_des_principales_sources_d'%C3%A9nergie

          1. Bonjour Alexis Toulet,
            1 – Faisceaux à faible densité de puissance sans intérêt
            La fourniture 24/24 peut être obtenue au sol, avec des stockages, pour infiniment moins cher, quoique déjà trop cher, il faut le souligner.

            2 – Faisceaux à haute densité de puissance dangereux
            Sécurité de NIVEAU nucléaire, je maintiens : interdiction d’accès et de survol, totalement étanche pendant 20 ans, etc… Je sais qu’il n’y a pas les risques nucléaires spécifiques, merci !
            Vous me semblez très optimiste sur la sécurité : l’énergie concentrée est toujours dangereuse, et il ne s’agit pas que des petits oiseaux, dont je parlais ironiquement…

            3 – Energie gratuite
            Le pétrole est gratuit, le soleil aussi, d’accord. La différence est que le pétrole est énergétiquement facile d’accès, et se présente directement sous forme stockée, à l’inverse, terme à terme, du solaire. En conséquence, les joules qu’on en tire ne se valent pas, et si l’on ignore ce fait central dans un raisonnement énergétique, on se plante : Les joules que vous dépensez aujourd’hui, à la première génération d’une filière énergétique, n’ont pas tout-à-fait le même goût que les joules chèrement acquis de la seconde génération, beaucoup plus âpres… C’est que les premiers sont sucrés à 80% par de l’énergie fossile, très commode, et dont le coût énergétique d’accès a été très faible… C’est vrai pour toutes les filières énergétiques, pas seulement le photovoltaïque spatial.

            4- TRE
            Le calcul du TRE est un art difficile, qui, peut mettre dans l’embarras les meilleurs spécialistes. Je vois avec plaisir que vous vous mettez à calculer en énergie, plutôt qu’en monnaie. Mais, sans vouloir vous offenser, vous débutez : vous comparez le seul coût énergétique d’une mise en orbite basse avec le revenu énergétique espéré de l’installation, sur 20 ans.

            Mais c’est l’ensemble de la filière qu’il aurait fallu chiffrer, en joules, y compris l’extraction des matériaux, les fabrications, les transports, la construction des infrastructures dédiées, le ou les lancements, les dépenses énergétiques pendant l’exploitation, etc…, etc…, avec, à la fin, la réparation de toutes les nuisances induites pendant les 20 ans, et le déplacement des capteurs d’énergie sur une orbite de rebut ! C’est seulement en calculant comme ça que l’on sait si ça vaut le coup.

            Vous pourriez me faire remarquer qu’on applique rarement cette rigueur aux autres filières, et vous auriez parfaitement raison ! C’est faute de l’avoir fait, et surtout compris, que des banquiers idiots financent, en ce moment même, l’extraction de sables bitumineux au TRE de 0,7…

            Revenons aux deux termes que votre calcul compare :

            Même en ne considérant que le strict coût énergétique du lancement, il reste à prouver que la seule énergie de combustion de 920 T de méthane suffit pour mettre en orbite géostationnaire, en un seul lancement, les hectares requis de panneaux solaires, même « arachnéens », « y compris toutes sujétions », comme on dit dans les contrats… Le transfert en orbite géostationnaire, pour ne prendre que cet exemple, peut se faire lentement, à l’économie, d’accord, mais ça ne signifie pas pour autant qu’il est énergétiquement gratuit, très loin de là!

            Pour l’autre terme, à l’autre bout de la chaîne, vous tablez implicitement sur le fait que l’installation va cracher sa puissance nominale, sans incident énergétiquement significatif, pendant 20 ans, ce qui en ferait l’un des artefacts les plus fiables de toute l’histoire de l’ingénierie ! Il le faut, d’ailleurs, puisqu’une partie est définitivement inaccessible. Mais comprenez que pour obtenir cette fiabilité, il faudra installer des redondances, au sol et en orbite, qui dégraderont le TRE, et pas qu’un peu…

            Bref, vous commencez par oublier l’essentiel de ce qu’il faudra payer, en énergie, puis vous comparez seulement deux termes, en maximisant l’un, et en minimisant l’autre. Si, dans ces conditions de calcul, « un rien » optimistes, vous en conviendrez, vous trouvez un TRE de seulement 10 à la première génération, il y a du souci à se faire !

            C’est que cette idée a déjà été étudiée, voyez-vous, et ce n’est pas pour rien qu’elle ne l’est plus guère, en dehors des quelques cas où l’on souhaite progresser sur le transfert d’énergie par faisceau (NASA). Ce ne sont pas des conditions économiques contingentes, comme les prix de lancement annoncés par E. Musk, qui relanceront l’intérêt pour le photovoltaïque spatial, c’est un changement majeur dans les éléments de calcul du TRE, actuellement trop défavorable, en partie à cause de l’inefficacité des lanceurs à ergols chimiques.

            Avec des catapultes, installées au sol près d’une centrale nucléaire, et capables d’amener à la vitesse de libération, sous vide, et sous quelques centaines de G, des charges capables de le supporter, ça pourrait changer, peut-être… Le gros canon de Jules Verne, en somme, mais high tech, et dont la bouche devrait atteindre au moins 6000 m d’altitude, pour minimiser la résistance de l’atmosphère : c’est loin d’être fait !

            1. Excusez ce post, dont je ne pensais pas qu’il avait été diffusé (le système s’est comporté de façon très étrange…), et qui fait doublon avec celui qui suit, plus concis…

          2. Je ne crois pas du tout à votre calcul de TRE.

            On ne peut pas se contenter de comparer le coût énergétique supposé d’un lancement isolé au revenu énergétique supposé sur vingt ans, Ces deux termes sont discutables, chacun, d’abord par le choix qui en est fait en tant que critère pertinent, et ensuite par les valeurs attribuées, qui pourraient varier, sans autre information, d’un facteur quelconque, dont je ne peux même pas fixer l’intervalle (0.1 à 10?).
            Et l’on parachève enfin l’illusion d’avoir fait un calcul en appliquant un facteur trois, sorti d’on ne sait où, pour tenir compte de tout le reste, que l’on n’a pas chiffré, ni même listé sérieusement, ni même, probablement, simplement identifié !
            Autant dire : du doigt mouillé.

            Ceci dit, et à votre décharge, le calcul du TRE est un art difficile, qui fait trébucher les meilleurs experts. Et vous pourriez me rétorquer, à juste titre, que l’on n’applique généralement pas cette rigueur, pourtant nécessaire, aux autres filières énergétiques. On voit bien des banquiers imbéciles financer, en ce moment même, l’extraction de sables bitumineux au TRE de 0.7 !

  4. Puissance au sol pour 1 satellite 2,5 MW sur 1 ha = 10 000 m² =100×100 m => 250 W/m², c’est 1/5 de la puissance du soleil.
    Il est donc absolument vital que 100 satellites partagent le même récepteur au sol, on passe alors à 25 kW/m², soit 18 soleil.
    C’est pas super dangereux, c’est ce qui arrive avec une vitre réfléchissante gondolée qui fait une focalisation de type « caustique » dans la rue.

    On devine quand même que ce n’est intéressant qu’en géostationnaire et en trouvant les zones de beau temps.
    Sinon, en orbite basse, il faut des récepteurs dans tous les océans voire aux pôles. bof bof.
    Et l’angle de visée aura le mauvais goût de ne pas aider (45° max pour un tas de raison : encombrement de l’atmosphère etc.)

    Je crains que le coût du géostationnaire soit mécaniquement bien plus élevé que le cout de l’orbite basse.

    Pour 400 km, on passe d’une énergie potentielle (U= GMM’/r => seul le facteur M/r compte à M’ =la terre donné, et bon, le M doit être pondéré par les besoins propulsifs puisqu’une fussée part lourd et arrive légère mais je vais négliger ) de M/6400 à M/6800 (la distance au centre de la terre), donc 6% de variation.
    Pour 36000 km, on passe de M/6400 à M/36000, une variation de 85% en gros, donc 14 fois plus et je pense que la loi est non linéaire car on part « lourd » en carburant (comme les avions de ligne qui doivent voler > 16h, ils tentent de partir avec moins de passagers qui payeront le prix fort parce que le carburant est super lourd pour ces vols super longs), mais je vais négliger.

    Je suis un sceptique de l’orbite basse (avec mon calcul à 45°, on occupe ~200 km² d’espace aérien par détecteur, à z < 40000 pieds, sans doute 400 km² avec marges), et l'orbite haute va coûter bonbon.
    Ce serait peut-être plus simple d'envoyer des ballons à 20 km d'altitude qui utiliseraient le même genre d'énergie solaire (des MW) pour refroidir l'air déjà froid (vers -60°C je crois, en cherchant bien sur terre on doit trouver encore plus froid, malgré l'énergie solaire dispo puisqu'on est au-dessus des nuages) et comme il y a un ratio H20 / CO2 qui a beaucoup baissé (H20 est condensé dans la troposphère ~les nuages ~ et donc raréfié dans les hautes couches), un système de condensation pourrait capter le CO2 et limiter aussi le rayonnement incident sur terre au passage (dé-forçage contrôlé, contrairement au poussières et autres aérosols). Qu'est-ce qu'on en fait , de ce CO2 solide ? on le largue par quintal (reste froid) dans une mer intérieure basique (alcaline) à souhait (entre Baïkal et Aral ?), et on en fait du tartre/calcaire ou autre carbonate d'ion métallique abondant (Na, K, Ca) . Les mines de potasses pourraient aider.
    Bon, sachant qu'on extrait de l'ordre de 10 km3 de carburant fossile par an (12 Gtep/an), et qu'on doit faire ça pendant 40 ans, il faut un lac de 1000 km3. Le lac Baïkal fait 23000 km3 pour mémoire, donc en utilisant 10 lacs de d'1/10ème du Baïkal, on remettrait le carbone dérangé dans des endroits géologiquement corrects. Quant à la faune de ces lacs, qu'elle se prépare à boire du Coca tous les jours.

    Le Saumon-Cola, nouvel horizon technophile de l'humanité bobo qui ne dégonfle pas son ballon ?

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    1. @timiota
      250W/m²,c’est sans doute déjà trop pour que les oies sauvages traversent le faisceau sans aucun dommage. A 25 kW/m², elles seraient rôties direct. Bon, vous me direz « les oies sauvages, c’est rien que des anatidés ! ». D’accord, mais on avait implicitement promis de se comporter un peu moins grossièrement avec les autres colocataires de la planète, non ? On n’avait pas encore commencé, il va déjà falloir faire des exceptions ! Ah là là !

      Sans compter que, puisque l’on compte en x fois le soleil, qu’est-ce qui va empêcher mon mauvais esprit de voir dans tout ce bazar orbital une variante de centrale solaire à concentration, hyper-ingénieriée façon Shadocks ? 24/24 d’accord, mais quand même… Ce ne serait pas plus simple de mettre des miroirs dans le Sahara ?

      Et puis, question concentration, 25 kW/m², étalés par hectares, ça craint, non ? Moins que ITER, certes, mais déjà, ça craint… Rien de radioactif non plus, je sais, mais quand même, ça fait une sacrée friteuse. Il y a intérêt à ce que le réseau dissipe sans faiblesse ! Fukushima Daiichi, c’étaient 11000 MW thermiques sur 225 ha, soit 4,5 kW/m², et déjà, à ce qu’on m’a dit, question énergie résiduelle à l’arrêt, « ça a eu craint »…

      Dans le genre apprenti sorcier, pourtant, ça n’était pas vraiment pire : le nucléaire, c’est une connerie qu’on avait déjà faite, on la connaissait un peu mieux…

      1. @ Marc, le soleil c’est 1300 W/m², un seul satellite dans le schéma proposé n’en ajoute donc que 20% ! Les oies (blanches ou bernaches) sont OK avec ça.

        Deux soleils, les animaux se rendront compte mais ça passe. Pour 250 MW, je veux bien les mettre sur 100 000 m² au lieu de 10 000 (300×300, encore admissible dans le paysage), et on passe alors
        à +1,8 soleil, les oies auront le temps de se détourner.
        De plus ne seront concernées que les oies volants à moins de 200 m, plus haut les faisceaux ne coïncideront pas.
        Pour les corbeaux et les pies qui surchaufferont (en smoking), je risque de me contenter d’un « gniark » cruel emprunté à la mouette de Gaston Lagaffe.

        1. Densité de puissance à 1,8 soleil, c’est votre dernier prix ? Banco, je prends ! Tant pis pour les corbeaux, ils n’avaient qu’à s’en rendent compte avant, qu’ils étaient noirs, ces cons !…

          Donc, on est d’accord, c’est une centrale solaire à faible concentration (x1,8), mais 24/24 si c’est en orbite haute…

          Génial : pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ? 😉

        2. Gniark gniark cruel ?

          Moi je préfère imaginer des drones – électriques, bien sûr – grimés pour ressembler aux prédateurs de ces braves oiseaux. Drones qui circuleront autour des stations de réception pour effrayer corbeaux, pies et autres volatiles.

          Bon, on peut leur ajouter un haut-parleur qui diffuse « Gniark Gniark », aussi 🙂

        3. « Les oies (blanches ou bernaches) sont OK avec ça. » Vous leur avez demandé ? 😉
          Ca dépend de la fréquence, je suppose. Si c’est de la lumière visible, 1,8 soleils au lieu d’un, si ça ne dure pas trop longtemps, faut voir. Mais si ce sont des micro-ondes, qui pénètrent les tissus, déjà à 250W/m², je tique, et mon canard familier me réclame votre adresse en vue de représailles…
          Et la smartphoneuse bien connue (pas trop smart, mais très phoneuse), s’indigne : « 250W/m², t’imagines le DAS ? Non, mais, allo, quoi ! »

    2. Tout à fait d’accord concernant les inconvénients drastiques de l’orbite basse pour des satellites solaires.

      « Je crains que le coût du géostationnaire soit mécaniquement bien plus élevé que le cout de l’orbite basse. »

      L’énergie est clairement plus élevée, mais il est possible d’en limiter l’impact en utilisant la propulsion électro-ionique.

      Propulsion à très faible poussée, elle est totalement impraticable à partir du sol, mais avec son impulsion spécifique très élevée – 3 000 voire 5 000 secondes sont courants contre 380 secondes pour un moteur méthane-oxygène – elle est très adaptée aux transferts orbitaux. Et elle est au point : on l’utilise couramment pour mettre à poste certains satellites, ou pour leur maintien à poste.

      C’est pourquoi j’imaginais des navettes orbitales à propulsion électrique entre orbite basse et orbite géostationnaire. Compter quelques dizaines de jours pour le transfert d’un satellite solaire, suivi du retour à vide vers l’orbite basse.

      Il y faut beaucoup d’électricité pour ne pas trop allonger le transfert oui mais… ça tombe bien, y a beaucoup de panneaux solaires à bord 🙂 !

  5. @timiota
    Et le bruit, qui va inévitablement « baver » du faisceau, quelle que soit l’orbite, est ce que ça ne va pas polluer vos chères fréquences scientifiques, entre autres ?

    1. A ma connaissance le satellites tueurs par lasers , c’était déjà dans les cartons ( et même en phase de réalisation ) il y a déjà près de 40 ans . Ça n’est pas dit dans l’article , mais dans ces années là , quand les américains ont commencé à tester cette option sur leurs satellites , les …chinois ( déjà aussi ) leur ont envoyé un message reçu 5/5 en bousillant un de leurs satellites .
      Au laser .
      Depuis la terre .

      https://fr.wikipedia.org/wiki/Initiative_de_d%C3%A9fense_strat%C3%A9gique#Armes_%C3%A0_%C3%A9nergie_dirig%C3%A9e

      On retiendra , une nouvelle fois que les solutions inattendues qui mobilisent des études et un pognon de dingues , sont testées d’abord par les militaires ( ou plutôt notre fondement prédateur ) .

        1. Oui mais c’est pour faire des faisceaux à pouvoir destructeurs. Les meilleurs diodes lasers approchent 70% de rendement
          (programme DARPA visait 80% déjà en 2010 de mémoire, même les pointeurs verts profitent des avancées un peu incrémentales il est vrai dans ce domaine
          initié vers 1980
          (premier laser à diode (diode laser) en GaAs je crois que c’est Holonyak vers 1962, mais il a un peu salopé la physique de la chose, d’après mes maitres à penser passés par Bell Labs):
          C’est un laser à 808 qui pompe un cristal de grenat dopé au Nd, qui réemet et lase à 1064 nm, puis le rayon passe dans un cristal doubleur nonlinéaire (KDP) pour faire le 532 nm vert du pointeur, tout ça dans le stylo, faut bien démarrer avec ~30 mW à 808 nm pour avoir assez de nonlinéarité dans le grenat Nd (Nd:YAG, Grenat [Garnet] d’Yttrium et d’Aluminium)

    2. Non, justement, les photons sont bien gentils de ce point de vue. Deux fibres côte à côte avec coeur de 8 microns et gaine de 125 micron de rayon
      ne se polluent nullement sur ~ les 100 km d’un tronçon standard entre deux régénérations.

      C’est lié aux propriétés de l’onde évanescente dans le cas d’espèce.
      Pour les faisceaux optiques, vraiment, il n’y a aucun phénomène nonlinéaire suffisant en atmosphère transparente (mais qui transmettrait en atmosphère orageuse ?)
      pour faire des « sous harmoniques » ou des harmoniques ordinaires.
      Certes à une certaine altitude on traverse l’ionosphère, mais celle-ci ne reflète guère que les grandes et moyennes (« courtes » autrefois) ondes (Marconi en profita en 190x, vous vous souvenez du « fading » en ondes « courtes » due à la propagation sur des chemins différents se réflechissant entre mer et ionosphère typiquement) . Les ondes optiques vers 800 nm en gros ne peuvent ioniser grand chose à ces densités de puissance, le soleil a fait le boulot avec les UV à énergie h \nu > 3,5 eV, les pauvres photons proche IR à h\nu~ 1,3 eV n’en peuvent mais.

  6. De quoi parle-t-on ? En fait le CO2 en question est un produit de postcombustion et c’est en tant que tel qu’il s’agit de le capter. Qui parle de postcombustion sous-entend qu’il y a eu combustion, combustion de produits carbonés comme le charbon ou le gaz naturel.
    Le défi dans cette captation est de séparer le faible taux de CO2 des grandes quantités d’autres produits de combustion tels que l’azote.

    Les services de R&D se concentrent sur 3 systèmes : les solvants, les sorbants, les membranes. Quesaco ?
    Les Solvants, comme son nom l’indique, sont des produits chimiques qui vont absorber le CO2 dans des supports liquides dont on va faire varier les caractéristiques de température et/ou de pression. Le problème avec cette technique c’est qu’elle nécessite énormément d’énergie. C’est pas génial.

    Les sorbants utilisent la technique de l’adsorption, celle-ci peut être chimique ou physique, en général ils sont des solides et comme les solvants on les régénère en variant soit la température soit la pression qui libèrent le CO2 capturé. C’est une captation « mécanique » qui est prometteuse car sont de faibles coûts, un taux de captation du CO2 élevé, réutilisables plusieurs fois. Ils se comportent un peu comme le charbon actif dans les installations aquariophiles.
    Les membranes, comme leur nom l’indique, sont des matériaux perméables ou semi-perméables, qui vont « filtrer » le CO2 post combustion, un peu comme la hôte dans votre cuisine. Leur mise en œuvre dans l’installation de l’usine est simple et ne modifie en rien l’efficacité de celle-ci. Toujours la R&D axe ses recherches sur des membranes à base de polymères, membranes à température sous ambiante… etc.

    Comme on le voit les solutions existent, leur mise en œuvre est réalisable, seule une volonté d’accompagnement politique fait défaut.
    C’est bien joli de sillonner les rues des villes à vélo (comme P.Hurmic à Bordeaux !) mais j’attends des hommes politiques des programmes avec des propositions de choix stratégiques. Les industriels seuls ne le feront pas.

    PS : Résumé fait à partir de mes cours de diplôme de vide et cryogénie datant de 1980 ! A cette époque déjà (40 ans) les solutions étaient là.

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    1. Oui, ben c’est bien le minimum que les chimistes sachent isoler le CO2, produit industriel de base, et par exemple fluire réfirgérant de la solution « graphite gaz » UNGG de la filière française pré-Westinghouse, de 1958 à 1969 (lire Gabrielle Hecht « The radiation of France » , traduit par « le rayonnement de la France »).

      La question est aussi ou même surtout : comment le stocker ! ? ! Mon histoire de lac basique (alcalin) doit bugguer quelque part d’ailleurs, c’est la partie de chimie que je ne maitrise pas du tout honnêtement. Le lac Nyos au Cameroun (1986) montre que quand le sympathique gaz ressort en km3 (ça doit faire 3 000 000 t le km3 en CNTP, à la louche), ça asphyxie la vie autour (1600 morts au lac Nyos + 10 000 bêtes tués de mémoire, c’était une zone de pâturage moyennement peuplé, les vastes pentes autour du cratère où le lac a dégazé pour raisons volcaniques).

      Et par ailleurs l’extraction par simple congélation me semble d’une simplicité sympathique. On ne récoltera que le CO2 en refroidissant vers -120°C à partir de -70°C , avec une électronique boosté par la basse température, et les circuits réfrigérants sont des choses très très bien connus de nos amis thermodynamicien (Stirling pour faire léger par exemple, utilisé sur les détecteurs optroniques (comprendre « kakis ») ). Certes un poil d’argon (who cares ?) quelques gaz « légers » de passage en trace (SO2, C2H4 …) . Peut être qu’on y a déja pensé, quand-même…

      1. @timiota
        Intéressant.
        Densité du CO2 en altitude x superficie d’interception du dispositif x efficacité -> Débit de capture / aéronef.
        x nombre d’aéronefs raisonnablement envisageable -> débit de capture global.
        Il faut que ça reste significatif par rapport au débit d’émission. Ca marche ?

        Et le rapport [carbone brûlé en CO2 pour fabriquer tout ça] / [CO2 retiré de l’atmosphère], ça marche aussi ?

        1. Puisque c’est solaire + un frigo en orbite et un peu de vis sans fin pour passer le sel entre les étages de « fractionnement », ça doit être fiable longtemps (50 ans).
          Il faudrait en effet valider le cryopompage du CO2, …. « j’y retourne immédiatement » !

          1. Ca condense à ~170 K à 0.1 atm, le CO2 (-103°C).
            Le bas de la stratosphère (15 km) est vers -60°C, c’est pas trop loin. Plus haut la température remonte.
            (Pas simple, y’ a plus de « gradient adiabatique », me dit-on dans mon oreillette).

          2. Oui, il est permis d’espérer une durée de vie nettement supérieure à 20 ans. Certaines sondes américaines (Voyager 1) sont encore fonctionnelles – enfin en partie – après 44 ans.

            J’ai préféré tout de même prendre une valeur « prudente » pour faire ce calcul d’ordre de grandeur.

  7. Le problème avec ce système de centrale solaire orbitale est que la réception du faisceau laser est toujours conditionné par les conditions atmosphériques.

    Certes une station orbitale géostationnaire réceptionne en permanence le rayonnement solaire et permet de s’affranchir de la nuit.
    Cependant l’absorption atmosphérique, l’absorption et la diffusion par les nuages, le brouillard, la pluie, etc., peuvent provoquer jusqu’à 100% de pertes.

    Pour connaître l’utilisation de l’électricité photovoltaïque avec une installation de 3000 Wc , la variation de restitution ,à 12h par exemple ,peut aller de 2400W au mieux ( soleil sans nuage , bonne incidence ) à 50W par temps de pluie et ciel nuageux .
    De plus ce type de variation peut être très rapide.

    Sans stockage intermédiaire par batteries : pas d’électricité suffisante pour satisfaire le besoin.

    En mettant du photovoltaîque en orbite , on ne fait que déplacer le problème des conditions atmosphériques sur le faisceau laser avec en plus des pertes de rendement de conversion.

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    1. L’absorption atmosphérique est un problème en effet, mais d’une part son impact n’est pas assez grand pour menacer la faisabilité du solaire spatial, sauf cas de pluie, d’autre part et surtout même en cas de pluie le système peut le contourner.

      L’atténuation concrète sur une centrale au sol est plutôt de l’ordre de -20% en cas de temps couvert par rapport au beau temps, et -70% en cas de pluie (1)

      Le premier cas n’est pas assez grave pour menacer la faisabilité. Par exemple, j’ai fait les calculs avec une efficacité de conversion des panneaux solaires à 15%, mais 20% est déjà courant, et des solutions à 25% existent déjà en R&D : un gisement de +30 à +70% d’efficacité, suffisant pour plus que compenser les -20% résultant d’un temps couvert. Il est pensable également d’arriver à fabriquer des panneaux solaires plus légers : l’état de l’art continue à progresser.

      Quant à la pluie, il s’agit de la contourner, ce qui serait déjà possible pratiquement tout le temps dans un pays comme la France.

      Pour fixer les idées imaginons 5 000 stations de réception réparties sur le territoire – pour une surface totale 160 km² – et 50 000 satellites solaires soit 0,8% du total pour servir les besoins de 0,8% de l’humanité le peuple français en 2050. La plupart des jours de l’année, certaines régions seront sous la pluie, mais il suffit de ne pas utiliser les stations de réception de ces régions là, et de braquer plutôt tous les lasers vers les stations de réception qui bénéficient d’un temps soit beau, soit au pire couvert. Le réseau électrique existant fera le reste, alimentant aussi les régions où il pleut.

      Y a t il des jours dans l’année où la pluie tombe absolument partout en France métropolitaine ? Je n’en suis pas sûr, mais imaginons. A l’échelle continentale en tout cas, le problème disparaît. Or les réseaux électriques européens sont déjà en partie interconnectés, et il serait possible de les interconnecter encore mieux.

      C’est la combinaison d’une répartition des stations de réception sur un grand groupe de pays voisins – ou un seul pays énorme, type Etats-Unis, Chine, Russie ou Brésil – qui permettrait de garantir que l’énergie récupérée en orbite soit disponible au sol partout et 24 heures sur 24.

      (1) https://www.researchgate.net/figure/Solar-power-output-for-different-weather-conditions-a-sunny-day-20-April-2013-cloudy_fig1_301680317

  8. C’est génial !
    … un nuage passe au-dessus du capteur terrestre …. Donc, puisque la terre ne se réchauffe pas encore assez vite, il suffit d’aller chercher le flux solaire qui se perd (bêtement) et de le diriger sur la terre. C’est génial, il suffisait d’y penser.

    Peut-être qu’on arrivera un jour à de grands parasols en orbite basse, pour faire un peu d’ombre mobile, des éclipses artificielles et renvoyer de l’énergie vers l’espace …. Je n’en rêve pas !

    1. C’est 315 $ sur 20 ans, soit 18 W sur 20 ans à 10 centimes de dollar le kWh.

      Ceci pour chaque kg mis en orbite.

  9. Je relisais le Titre de l’article d’Alexis Toulet, et je me suis rendu compte que dans cette phrase, ce n’est pas du tout Solaire qui est important mais :

    « COMMENT RENDRE POSSIBLE CE QUI EST NÉCESSAIRE »

    Et on défini rarement ce qui est nécessaire ! Et ce n’est certainement pas envoyer des satellites pour récupérer de l’énergie solaire pour la rediriger sur Terre.

    De mon point de vue totalement subjectif, il faut d’abord définir ce qui nous est nécessaire. Le minimum pour chaque être humain. Et virer tout le reste. Ca tient sur1/2 page A4 forcément. Et des grands esprits collectivement doivent bien pouvoir trouver l’organisation humaine et technique pour élaborer cette stratégie gagnante. C’est quand même plus atteignable que tous ces délires technicistes ou dépressif ? Mais si ! Je suis déjà prêt pour oeuvrer en ce sens, et accepter le résultat commun. On l’est tous (à part quelques endoctrinés du bulbe et quelques délirants totalement perdu dans les méandres de leurs psychoses)

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