Adoptez une vision rationnelle du photovoltaïque spatial et de la chaleur solaire

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Par le journaliste Yin Gaofeng 　　et Yan Taow

Depuis le début de cette année, le solaire spatial est devenu le double point focal de la technologie et du capital dans le monde. Des vastes plans d’énergie spatiale que chaque pays s’empresse de mettre en place, à la demande de consommation d’électricité rigide générée par l’explosion de l’industrie du spatial commercial, puis à l’accueil passionné du marché des capitaux : plusieurs forces s’entrecroisent et entrent en résonance, propulsant cette forme d’énergie sous les projecteurs.

Quelles voies techniques le solaire spatial utilise-t-il aujourd’hui ? À quel point est-il réellement commercialisé ? Face à l’engouement qui arrive de toutes parts, l’industrie doit-elle rester lucide ? Plusieurs personnes du secteur interrogées estiment que, pour que le photovoltaïque parvienne vraiment à une mise à l’échelle de « saisir la lune au-dessus des neuf cieux », ses fondations reposent toujours sur la maturité et la fiabilité de la technologie, ainsi que sur l’accessibilité des coûts.

L’industrie prend son envol

Le solaire spatial désigne l’utilisation de la technologie photovoltaïque pour produire de l’énergie dans des environnements extérieurs comme les orbites en espace, la Lune, etc., puis le transfert de l’électricité au sol par transmission sans fil, ou l’alimentation d’installations comme des satellites en orbite, des stations spatiales et des centres de données spatiaux.

En fait, dans le domaine spatial, le photovoltaïque n’est pas une nouveauté : leur rapprochement remonte à longtemps. Dès 1958, le satellite américain « Vanguard 1 » a embarqué pour la première fois des cellules photovoltaïques dans l’espace, ouvrant ainsi l’histoire des applications spatiales de la technologie photovoltaïque ; dans les années 1980, le satellite chinois « Dongfanghong 4 » a aussi adopté des réseaux de cellules solaires rigides pour l’alimentation, jetant les bases précoces du photovoltaïque spatial chinois.

Ce qui a véritablement enflammé la vague actuelle, c’est la croissance explosive du spatial commercial ces dernières années, qui a fourni le moteur de demande le plus direct pour le solaire spatial. La construction de constellations de satellites en orbite basse s’accélère nettement, et les besoins d’applications comme les communications, la télédétection et la navigation continuent de se libérer. Dans le même temps, les coûts de lancement des fusées commerciales ont fortement baissé, et les capacités d’insertion orbitale se sont nettement améliorées, rendant la normalité des missions plus longues en durée de vie en orbite et plus complexes ; cela crée une demande sans précédent pour des systèmes d’alimentation énergétique stables, efficaces et durables, ce qui fait du solaire spatial l’un des pôles chauds de l’industrie.

Vu à un horizon plus lointain, le spatial commercial combiné aux capacités de calcul dans l’espace ouvre un marché inédit et vaste pour l’industrie photovoltaïque. Un technicien d’une entreprise spatiale indique que, à l’avenir, les satellites ne feront plus seulement de la « photographie, et de la transmission de données », mais fonctionneront davantage comme « des centres de données dans l’espace », en prenant en charge des tâches incluant l’entraînement de modèles d’IA en orbite, l’informatique de bord à faible latence, des charges embarquées à forte consommation d’énergie, le calcul coopératif à grande échelle des constellations, etc. Toutes ces missions posent des exigences révolutionnaires en matière d’alimentation énergétique.

Et en 2025, plusieurs progrès clés constituent des points de bascule pour le développement du solaire spatial : le projet chinois « Zhurijing » réalise l’allumage des luminaires en transmettant sans fil l’électricité depuis une orbite située à 36 000 kilomètres, et l’efficacité de génération d’électricité photovoltaïque en orbite synchronisée atteint 8,6 fois celle du sol ; plusieurs fusées réutilisables terminent des validations de technologies clés.

« Le solaire spatial devient un sujet brûlant, ce n’est certainement pas un hasard : la clé réside dans le résultat de la combinaison de trois facteurs—percées technologiques + spéculation du capital + attentes liées aux politiques. » déclare Zheng Tianhong, analyste principal du photovoltaïque chez Shanghai Metals Market.

La commercialisation est semée d’embûches et de longues étapes

Les professionnels du secteur indiquent que, dans l’espace, des environnements extrêmes tels que la température, le fort niveau de radiation et le très haut vide posent des exigences extrêmement strictes pour l’alimentation énergétique ; et la particularité des missions spatiales exige aussi que l’alimentation soit capable d’assurer une stabilité et une fiabilité à long terme. Pour que le solaire spatial réussisse sa commercialisation, il reste donc de grands défis à relever.

Sous l’effet d’un concept très populaire, le consensus de l’industrie devient de plus en plus clair : aujourd’hui, la technologie mondiale du solaire spatial se trouve encore, dans son ensemble, au tout début de la phase d’exploration et de validation, loin d’être arrivée au stade où l’on établit des filières technologiques dominantes.

Selon des informations disponibles, les principales voies techniques du solaire spatial incluent notamment les cellules photovoltaïques à triple jonction d’arséniure de gallium, les cellules à hétérojonction de type P et les batteries à empilement pérovskite. Des资料 publiques indiquent qu’en 2000 déjà, les batteries d’arséniure de gallium à triple jonction ont été utilisées pour le lancement de satellites : bien que leur efficacité de génération d’électricité atteigne 30 %, leur coût peut aller jusqu’à 1000 yuans/W, ce qui les limite à l’usage de l’armée et des satellites haut de gamme.

« Les percées technologiques abaissent la barrière à la faisabilité de la commercialisation : c’est la raison la plus fondamentale. » analyse Zheng Tianhong. « Dans le passé, le solaire spatial reposait sur des batteries coûteuses en arseniure de gallium, avec un coût par watt extrêmement élevé ; l’application de la technologie des batteries à hétérojonction de type P a fait chuter de manière significative le coût théorique du solaire spatial, réduisant fortement les coûts de déploiement des satellites et permettant au solaire spatial de passer d’un “concept de science-fiction” à une mise en œuvre réelle—d’un pas de plus. »

Qi Haishen, PDG de Yinkou Jinchen Machinery Co., Ltd., présente que les satellites en spatial commercial sont généralement de taille plus réduite, et que les exigences en matière de durée de vie et de qualité des panneaux solaires ne sont pas exactement les mêmes que celles des satellites militaires ou à usage spécial ; cela crée un espace d’application réaliste pour des voies technologiques dont le coût est plus maîtrisable.

Plusieurs acteurs du secteur estiment que, parmi les technologies de production actuelles de grande série, les batteries à hétérojonction de type P atteignent un équilibre relatif entre efficacité, allègement et performances de résistance aux radiations, et pourraient devenir un choix important pour la phase de transition vers la commercialisation.

Même si les perspectives sont bonnes, les défis demeurent. Un responsable R&D d’une entreprise photovoltaïque reconnaît que toute nouvelle technologie doit passer par des validations longues et rigoureuses dans l’environnement spatial à faible coût de production en série reste encore à maturer. À l’heure actuelle, après des validations prolongées en orbite, les batteries d’arséniure de gallium fiables restent encore le choix principal pour de nombreuses missions. Aujourd’hui, la production de solaire spatial se fait surtout en petites séries et sur mesure ; pour atteindre une véritable commercialisation, il faut établir une capacité de production stable en séries, une chaîne d’approvisionnement standardisée et un système de contrôle qualité couvrant l’ensemble du processus.

Shen Wenzhong, directeur de l’Institut des énergies solaires de l’Université Jiao Tong de Shanghai, adopte aussi une attitude prudente. Il estime que, pour l’instant, le concept du solaire spatial correspond davantage à des rotations de l’attention de l’argent ; un solaire spatial photovoltaïque à base de silicium à haut rendement reste une technologie de pointe. Les 3 à 5 prochaines années pourraient correspondre à une période de maturation du concept ; pour en faire un nouveau pôle de croissance, il faudra possiblement 8 à 10 ans.

« Quelle que soit la voie technologique, pour parvenir vraiment à une mise en œuvre concrète, un prérequis demeure indispensable : une capacité de fabrication efficace, mature et duplicable, ainsi qu’un système de validation de fiabilité à long terme. » déclare Liu Yiyang, secrétaire général exécutif de l’Association chinoise de l’industrie photovoltaïque.

Planification anticipée par les sociétés cotées

Face à cette nouvelle mer de bleu au potentiel illimité qu’est le solaire spatial, les sociétés cotées en aval de la chaîne industrielle ont déjà lancé des plans en avance et des percées technologiques.

Longi Green Energy Technology Co., Ltd. a, dès 2022, collaboré avec des instituts de recherche spatiale concernés pour créer le Future Energy Space Laboratory, s’engageant à promouvoir la validation et l’application dans l’espace de technologies photovoltaïques avancées.

Suzhou Trina Solar Photovoltaic New Materials Co., Ltd., sur sa plateforme d’interaction avec les investisseurs, indique que la société dispose de produits avec dosserets (backsheet) en cours de développement d’une adaptation à l’encapsulation de modules de solaire spatial et de tests. Quant aux produits en cours de recherche et développement, à savoir les produits à empilement pérovskite et silicium cristallin, la société estime qu’ils pourraient à l’avenir être appliqués à des scénarios diversifiés tels que le spatial.

Récemment, Hainan Junda New Energy Technology Co., Ltd. (ci-après « Junda ») a réalisé un investissement extérieur avec prise de participation dans Shanghai Xingyi Xineng Technology Co., Ltd., dans le but de saisir les opportunités de développement offertes par la mise en réseau de satellites en orbite basse à l’échelle mondiale et l’industrie du calcul dans l’espace. Cependant, un responsable concerné de Junda a également indiqué que, dans le domaine du solaire spatial, le degré de personnalisation des produits est élevé et les cycles de validation sont longs ; les activités concernées se trouvent actuellement encore dans la phase de recherche et développement technologique et de validation initiale, et les produits de coopération doivent aussi achever des validations en orbite.

Qi Haishen indique qu’il est nécessaire d’avoir une vision rationnelle du solaire spatial, dont la taille de marché est certes très grande, mais dont le déblocage de capacités de production se fait de manière progressive. Par rapport aux centrales photovoltaïques terrestres, le solaire spatial exige davantage des matériaux d’encapsulation nouveaux, des matériaux résistants aux radiations, etc., et impose aussi des exigences plus élevées aux procédés et équipements correspondants ; tout cela doit reposer sur des opérations à faible coût. La tendance de développement future du solaire spatial est, tout en répondant aux besoins énergétiques des satellites, d’améliorer continuellement la stabilité des performances des produits, et de réduire davantage les coûts.

Pour une aventure énergétique destinée aux étoiles et à la mer immense, il faut s’appuyer sur la technologie et tenir le cap avec la rationalité. « Actuellement, la spéculation à court terme dépasse la mise en œuvre réelle ; à long terme, le solaire spatial a une valeur stratégique et n’est pas entièrement une “construction dans les airs”. » affirme Zheng Tianhong. « D’un côté, le solaire spatial peut résoudre les problèmes d’intermittence et de caractère régional du photovoltaïque terrestre : grâce à une production d’électricité 24 heures sur 24, il a une signification stratégique importante pour la transition énergétique mondiale. De l’autre côté, le solaire spatial fait encore face à de nombreuses limites, par exemple une faible efficacité de transmission par micro-ondes, des difficultés de déploiement à grande échelle, un volume d’investissement important et le fait que les percées technologiques prennent encore du temps. Par conséquent, il faut envisager le solaire spatial de manière rationnelle : non seulement suivre son potentiel à long terme, mais aussi se prémunir contre les risques liés à la spéculation à court terme. »

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Responsable éditorial : Gao Jia