(Crédit : Nait via Flickr)
Mis à part l’énergie nucléaire ou géothermique, toutes les autres formes d’énergie que nous utilisons provient du soleil sous une forme ou sous une autre. Quand le soleil touche la surface de la Terre, des transferts de chaleur se mettent en branle et déplacent les masses d’air et les océans qui alimentent les éoliennes et les hydroliennes. Quand la chaleur du soleil fait évaporer l’eau, elle contribue au cycle hydrologique qui remplit les réservoirs servant à l’hydroélectricité.
Même l’énergie fossile (le charbon, l’huile et le gaz) est de l’énergie solaire, mais créée voilà quelques milliers d’années alors que les plantes ont absorbé et converti l’énergie lumineuse par la photosynthèse. Elles sont ensuite mortes, se sont décomposées, se sont fait compacter et enterrer dans les profondeurs de la Terre, conservant cette énergie captée de leur vivant, tout comme les animaux qui les ont mangées et se sont décomposés à leurs côtés. Le bois, la tourbe, le fumier et les autres sources d’énergie à base de plantes concentrent quant à elles moins d’énergie.
La plupart des gens conçoivent l’énergie solaire sous sa forme directe où l’on capte les rayons du soleil par différents moyens. Ces technologies vont d’une fenêtre ou d’un réservoir d’eau orientés stratégiquement pour capter l’énergie du soleil, à des cellules photovoltaïques (panneaux solaires), à de grands miroirs qui concentrent la chaleur du soleil pour faire bouillir de l’eau et actionner des turbines.
Contrairement à l’énergie fossile ou à l’énergie nucléaire issue de l’uranium, le soleil est une source d’énergie gratuite, inexhaustible et non polluante, c’est-à-dire sans les déchets problématiques que sont le dioxyde de carbone et les radio-isotopes. Cette énergie peut être utilisée à des fins aussi variées que l’alimentation d’un simple lampadaire, à celle d’une maison, d’un satellite ou d’une usine.
Mais l’énergie solaire comporte aussi ses inconvénients. Sans système d’entreposage d’énergie, elle ne fonctionne que lors de périodes d’ensoleillement, ce qui la rend coûteuse. Les installations nécessaires à l’alimentation de grandes surfaces peuvent aussi accaparer beaucoup d’espace et certaines technologies dépendent de matériaux précieux issus d’exploitations minières, ce qui a un impact environnemental.
En raison des avancées technologiques rapides, de la chute des prix et des nombreux avantages de l’énergie solaire, celle-ci est devenue, selon le Forum économique mondial, l’une des sources d’énergie renouvelable qui connaît la plus forte croissance à l’échelle mondiale avec une augmentation annuelle moyenne de 43 pour cent de sa puissance installée depuis 2000. Le MIT (Massachusetts Institute of Technology) nous rapporte toutefois que l’énergie solaire ne générait qu’environ un pour cent de l’électricité mondiale en 2015. Une étude de l’université d’Oxford a cependant mis en lumière que, puisque les coûts diminuent d’environ 10 pour cent par année et que les technologies de capture et d’entreposage d’énergie s’améliorent, ce taux pourrait grimper à 20 pour cent en 2027.
Environ 90 pour cent de la capacité solaire installée provient actuellement de cellules cristallines fabriquées à partir de gaufres de silicium. D’après un article publié sur le site Internet phys.org, ce matériau est non toxique, abondant et fiable, mais le coût de fabrication de ces cellules qui doivent être épaisses et rigides est assez élevé. De nouvelles techniques permettent de fabriquer des cellules plus petites et moins rigides à moindre coût, mais elles viennent avec leur lot d’inconvénients comme l’utilisation de métaux rares et/ou toxiques pour la fabrication de certaines d’entre elles.
On apprend sur le site Internet que des technologies de troisième génération prometteuses voient le jour. Des innovations telles que des cellules organiques, à colorant, à boîte quantique ou encore en pérovskite permettent aujourd’hui de fabriquer des cellules photovoltaïques minces. Des concentrateurs solaires et des composés semi-conducteurs novateurs voient également le jour. De plus, des composés issus de la nanotechnologie sont capables d’imiter la photosynthèse : la lumière solaire est captée et se transforme en électrons qui procurent de l’énergie électrique à des catalyseurs chimiques qui, eux, transforment l’eau et le CO2 en oxygène et en carburants. On explore aussi la photosynthèse artificielle comme outil de capture des émissions de CO2 pour les convertir en combustibles, en plastiques, en médicaments ou autres produits!
On ouvre également la voie à des lieux d’installation d’énergie intéressants comme le pavage de routes, de stationnements et de pistes cyclables grâce à des cellules photovoltaïques robustes qui peuvent non seulement procurer de l’énergie, mais aussi faire fondre la neige et la glace. Certains experts prédisent que l’énergie solaire pourrait rendre obsolète la nécessité de fournir l’énergie de base et même le transport d’électricité (réseaux). Steve Holliday, directeur général de la société National Grid qui gère des réseaux de transport d’électricité et de gaz au Royaume-Uni et aux États-Unis, affirme, en prenant le point de vue du consommateur : mon énergie de base, je la produis avec mes panneaux solaires placés sur mon toit et avec ma thermopompe ; c’est ça qui assure ma demande de base.
L’énergie solaire est viable, suffisamment abordable (surtout avec les crédits d’impôt qu’offrent certains gouvernements comme les États-Unis) et facile à installer sur les toits afin de produire de l’électricité pour les habitations, les établissements et les entreprises. Cette énergie prend de plus en plus d’importance dans le cocktail énergétique à notre portée, surtout dans un contexte où les technologies de réseaux de transport et de stockage d’énergie deviennent de plus en plus sophistiquées et efficaces.
Chaque heure, le soleil inonde la Terre de suffisamment d’énergie pour subvenir à nos besoins pendant plus d’une année. Il n’y a aucune raison pour que nous ne puissions pas davantage exploiter cette ressource qui nous permettrait de freiner la pollution engendrée par les combustibles fossiles qui altèrent notre climat.
Rédigé en collaboration avec Ian Hanington, rédacteur en chef de la Fondation David Suzuki.