Capitalisation de l'utilisation de l'énergie solaire à Kabare nord: une solution au manque d'énergie électrique

CHAPITRE PREMIER : REVUE DE LITTERATURE ET CADRE CONCEPTUELSUR L'ENERGIE SOLAIRE

Dans ce chapitre nous allons essayer de définir les concepts clés qui composent notre thématique de recherche tout en déterminant le cadre théorique, l'historique de l'énergie solaire.

I.1. Littérature sur l'énergie solaire

I.1.1. Définition des concepts

· L'énergie solaire : est la fraction de l' énergie électromagnétique provenant du soleil et traversant l' atmosphère, qui absorbe une partie de l'énergie, et parvenant à la surface de la Terre.

Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau, du vent et de la photosynthèse réalisée par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaires. Le Soleil est à l'origine de la plupart des énergies sur Terre à l'exception de l' énergie nucléaire et de la géothermie profonde.

· L'énergie électrique : une des formes de l'énergie mise en évidence par la structure de la matière ; ensemble des phénomènes causés par une charge électrique.^15(*)

· Capitalisation : action de capitaliser, d'accumuler ^16(*)

I.2. Cadre conceptuel

Pour bien l'appréhender, notre réflexion repose sur le cadre conceptuel ci-dessous :

Manque du courant électrique

Facteurs politiques :

- Pas des progrès technologiques ;

- Mauvaise politique institutionnelle ;

- Insuffisance de la promotion énergétique ;

- Facture de la SNEL (prix élevé)

Facteurs environnementaux :

- pollution de l'eau ;

- dessèchement des sources et rivières

Facteurs sociaux :

- Explosion démographique ;

- Vétusté des installations ;

- Vol et/ou destructions des installations ;

- Raccordement frauduleux

Réchauffement climatique et/ou perturbation climatique

- Emission des gaz à effet de serre ;

- déboisement;

- utilisation abusive des ressources naturelles

Utilisation de :

- Bois de chauffe ;

- Pétrole, gaz et charbon ;

- Bougie, lampe rudimentaire

Thermique

Pression sur les entreprises et les dirigeants

Passive

Mécanique

Energie solaire

Thermodynamique

Projets collectifs et réglementations de l'utilisation de l'énergie solaire

Photovoltaïque

Exploitation du rayonnement solaire

Subventions sur l'utilisation de l'énergie solaire

Ajustement des tarifs énergétiques

I.2. GENERALITE SUR L'ENERGIE SOLAIRE

I.2.1. Brève historique de l'énergie solaire

L'utilisation de l'énergie solaire remonte à l' Antiquité. Par exemple, les Grecs allumaient la flamme olympique grâce à un système de miroirs concentrant les rayons du Soleil.

v XVII^e et XVIII^e siècle

Cependant le début des applications pratiques est apparu au XVII^e siècle. Le Français Salomon de Caus construit en 1615 une pompe solaire, grâce à l'utilisation d'air chauffé par le rayonnement solaire. François Villette, opticien au palais de Versailles, conçoit un miroir en bronze (appelé miroir ardent) d'un mètre de diamètre, grâce auquel il fait des démonstrations de fusion d'objets.^17(*)

En 1747, Georges-Louis de Buffon expérimente un miroir qui concentre la lumière du soleil en un point focal. Il arrive à faire fondre un morceau d'argent (soit plus de 1 044 °C). Dans les années 1780, H. B. de Saussure invente un instrument de mesure lui permettant d'étudier les effets calorifiques des rayons du soleil qu'il nomme « hélio thermomètre » ; cet instrument utilise l' effet de serre obtenu par un vitrage placé au-dessus d'un absorbeur dans un caisson isolé ; il crée ainsi un capteur solaire thermique à basse température.^18(*)À la fin du XVIII^e siècle, grâce à une lentille à liquide qui concentre les rayons solaires, Antoine Lavoisier construit un four solaire qui atteint la température de 1 800 °C.

v XIX^e et XX^e siècle

La conversion de la lumière en électricité, appelée effet photovoltaïque, est découverte par Edmond Becquerel en 1839^19(*), mais il faudra attendre près d'un siècle pour que les scientifiques approfondissent et exploitent ce phénomène de la physique. En 1875, Werner von Siemens expose devant l'Académie des Sciences de Berlin un article sur l'effet photovoltaïque dans les semi-conducteurs. En 1913, William Coblentz dépose le premier brevet pour une cellule solaire qui malheureusement ne pourra jamais fonctionner. En 1916, Robert Millikan est le premier à produire de l'électricité avec une cellule solaire, mais pendant les quarante années suivantes, personne ne fera beaucoup de progrès en énergie solaire car les cellules photovoltaïques ont un trop mauvais rendement pour transformer la lumière du soleil en énergie. Le phénomène reste encore une découverte anecdotique.

Pendant l'année 1954, trois chercheurs américains (Chapin, Pearson et Prince) mettent au point une cellule photovoltaïque à « haut rendement » (9 %) et les Laboratoires Bell construisent le premier panneau solaire mais il était trop coûteux pour être produit en série. C'est la conquête spatiale qui fera réellement progresser l'énergie solaire ; le panneau solaire est le seul moyen non-nucléaire d'alimenter des satellites en énergie, de plus l'énergie solaire est une source d'énergie constante pour les satellites en orbite. En effet, c'est en 1958 qu'a lieu le premier lancement d'un satellite fonctionnant à l'énergie photovoltaïque. L'industrie spatiale investira beaucoup de fonds dans le développement des panneaux solaires. C'est la première utilisation importante de la technologie solaire photovoltaïque.

Pendant les années 1970 et 1980, des efforts sont faits pour réduire les coûts de sorte que l'énergie photovoltaïque soit également utilisable pour des applications terrestres. L'énergie solaire connaîtra un second élan au cours du premier choc pétrolier dans les années 1970. Alors que le prix du pétrole augmente de façon spectaculaire, les panneaux solaires photovoltaïques commencent à être utilisés pour la première fois dans les maisons. En effet, en 1973, la première maison alimentée par des cellules photovoltaïques est construite à l' université du Delaware et en 1983, la première voiture alimentée par énergie photovoltaïque parcourt une distance de 4 000 km en Australie. Depuis les panneaux solaires se sont développés lentement. Pendant longtemps, ils ont été considérés comme des sources d'énergies naturelles. L'énergie solaire est de nouveau en plein essor car on prévoit une pénurie de pétrole prochaine, on se préoccupe du réchauffement de la planète et les prix de l'énergie n'ont jamais été aussi hauts.

L'énergie solaire devient une priorité pour de plus en plus de pays. Des centrales solaires sont en cours de construction dans le monde entier. Les entreprises investissent également. Les entreprises d'électricité et les gouvernements ont offert des subventions et des réductions pour encourager les propriétaires à investir dans l'énergie solaire pour leur maison. En effet, en 1995, des programmes de toits photovoltaïques raccordés au réseau ont été lancés, au Japon et en Allemagne, et se généralisent depuis 2001.De nouveaux types de panneaux solaires ont été développés ; panneaux solaires très fins (4 mm d'épaisseur) et flexibles, des peintures solaires. L'objectif est de réduire très fortement le coût de l'énergie solaire.

v XXI^e siècle

En novembre 2015 une « Alliance internationale pour l'énergie solaire » (ou ISA pour « International solar alliance » a été créée. Le projet en était porté par Narendra Modi (Premier ministre indien). Cette alliance doit réunir les États disposant d'importantes ressources solaires afin de mieux coordonner le développement de leur exploitation (thermique et photovoltaïque) via des actions de formation, de standardisation de matériels, de partage d'expériences, co-entreprises, etc). La cérémonie de lancement a eu lieu lors de la COP21 à Paris, organisée par l'Inde et la France, avec le soutien du secteur privé selon Engie.

* ¹⁵ LE ROBERT ILLUSTRE, Dictionnaire de la langue Française, Paris, 2000, 1585 P

* ¹⁶ Idem

* ¹⁷ Miroir ardent de Louis XIV [ archive] Science.chateauxversailles.fr, consulté le 1^er février 8

* ¹⁸ www.solarpedia.net, consulté le 20 janvier 2018

* ¹⁹Archer et al, Evaluation of Global Wind Power, éd. Stanford, 2008