Four solaire d'Odeillo - Définition
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Introduction
Le four solaire d’Odeillo est un four fonctionnant à l’énergie solaire. Sa puissance thermique est d'un mégawatt. Avec le four solaire de Parkent en Ouzbékistan, il est l'un des deux plus grands du monde.
Ce laboratoire doit sa renommée mondiale à son acquis scientifique unique dans le domaine des études par voie solaire des phénomènes à haute température et du comportement des matériaux soumis à des conditions extrêmes.
Géographie
Symbole mondial de l'énergie solaire en France, le grand four solaire d'Odeillo est situé dans la commune de Font-Romeu-Odeillo-Via en Cerdagne, dans le département des Pyrénées-Orientales, région du Languedoc-Roussillon, dans le sud de la France. Le site d'Odeillo a été choisi pour :
- la durée et la qualité de son ensoleillement en lumière directe (plus de 2400 h/an)
- la pureté de son atmosphère (altitude élevée et faible humidité moyenne).
On trouve à proximité le four solaire de Mont-Louis et la centrale solaire THEMIS, à Targassonne.
Avantages
- On peut obtenir en quelques secondes des températures supérieures à 3000 °C, selon le procédé mis en œuvre au foyer de l'installation.
- L'énergie est « gratuite », et non polluante.
- Ce four permet d'obtenir de brusques changements de température, et donc d'étudier l'effet des chocs thermiques.
- Il n'y a aucun élément contaminant (gaz de combustion, …), puisque seul l'objet à étudier est chauffé et ce, uniquement par un rayonnement. Ce chauffage peut être fait en atmosphère contrôlé (comme le vide spatial, la haute atmosphère de Mars…)
Principe de fonctionnement
Le principe utilisé est celui de la concentration des rayons par des miroirs réfléchissants. Les rayons solaires sont captés par une première série de miroirs orientables situés sur la pente, puis envoyés vers une deuxième série de miroirs (les « concentrateurs »), disposés en parabole. De là ils convergent vers une cible circulaire au sommet d'une tour centrale ; cette cible a à peine 40 cm de diamètre. Cela revient à concentrer l'énergie de « 10 000 soleils ».
Histoire
Le chimiste français Félix Trombe et son équipe ont réalisé à Meudon en 1946 une première expérience à l'aide d'un miroir de DCA pour montrer la possibilité d'atteindre de hautes températures très rapidement et dans un environnement très pur, grâce à la lumière du soleil fortement concentrée. L'objectif était de faire fondre du minerai et d'en extraire des matériaux très purs pour confectionner de nouveaux matériaux réfractaires plus performants.
Pour concrétiser cette filière et en tester les diverses possibilités, un premier four solaire fut construit à Mont-Louis en 1949. Quelques années après, sur le modèle du four de Mont-Louis et au vu des résultats obtenus, un four solaire de taille quasi industrielle fut construit à Odeillo. Les travaux de la construction du Grand Four Solaire d’Odeillo durèrent de 1962 à 1968 pour une mise en service en 1970.
Fervents partisans de l’énergie solaire et à la suite du premier choc pétrolier de 1973, durant la deuxième moitié des années 1970, les chercheurs du four solaire d’Odeillo orientèrent davantage leurs travaux vers la conversion de l’énergie solaire en électricité.
Ces travaux participèrent à l’étude d’une centrale solaire thermique qui sera réalisée par EDF en 1983. C’est la centrale THEMIS dont l'expérimentation dura de 1983 à 1986.
La fermeture de la Centrale solaire Thémis entre 2004 et 2007 signifiait la mise en sommeil des recherches sur la conversion de l’énergie solaire en électricité. Le laboratoire du Grand Four Solaire d’Odeillo recentre son activité sur l’étude des matériaux et la mise au point de procédés industriels. Le laboratoire s’appelle alors IMP (Institut des Matériaux et Procédés).
Avec le retour des préoccupations énergétiques et environnementales, le laboratoire s'implique à nouveau dans la recherche de solutions concernant l’énergie et l’environnement, sans renier ses compétences uniques dans le domaine des matériaux et des procédés. PROMES (Procédés Matériaux et Énergie Solaire)—c’est le nom actuel du laboratoire—travaille aujourd’hui, en plus des recherches sur les matériaux, sur différents systèmes de production d’électricité, d’extraction de l’hydrogène par voie solaire et divers procédés de retraitements de déchets (y compris radioactifs).
