GAT 7 - CNRS

Rapport annuel du GAT n°7 – Année 2003
Titre : Captation, transformation et conversion de l’énergie solaire par les technologies à
concentration
Responsable : Alain FERRIERE CNRS-IMP, Centre du Four Solaire
BP n°5, 66125 Font-Romeu cedex
mailto : [e-mail]
Composition du GAT :
NOM
Prénom
Affiliation
Adresse
M.
BEZIAN
Jean-Jacques
Centre d’Energétique
Ecole des Mines de Paris
BP 207
06904 Sophia Antipolis Cedex
M.
CACCOMO
Jean-Louis
JEREM
Université de Perpignan
52 av. de Villeneuve
66000 Perpignan
Mme
EL HAFI
Mouna
Centre Energétique Environnement
Ecole des Mines d’Albi-Carmaux
Campus Jarlard
81013 Albi cedex 09
M.
FERRIERE
Alain
CNRS-IMP
Centre du four solaire
BP 5
66125 Font-Romeu cedex
M.
FLAMANT
Gilles
CNRS-IMP
Centre du four solaire
BP 5
66125 Font-Romeu cedex
M.
GAGNEPAIN
Bruno
ADEME
Centre de Valbonne
500 Route des Lucioles
06560 Sophia-Antipolis cedex
M.
GOETZ
Vincent
CNRS-IMP
Tecnosud
Rbla de la Thermodynamique
66100 Perpignan
M.
MAURAN
Sylvain
CNRS-IMP
Tecnosud
Rbla de la Thermodynamique
66100 Perpignan
M.
ROYERE
Claude
CNRS-IMP
Centre du four solaire
BP 5
66125 Font-Romeu cedex
M.
SPINNER
Bernard
CNRS-IMP
Tecnosud
Rbla de la Thermodynamique
66100 Perpignan
M.
STOUFFS
Pascal
Université de Pau et des Pays de l’Adour
IUT Génie Thermique et Energie
Avenue de l’Université
64000 Pau
Budget
Ressources : Dotation 2002 19010,45 €
Dépenses : Missions : 4686,97 €
Cotisation SolarPACES : 10500,00 €

Bilan
La production de chaleur à partir de la concentration du rayonnement solaire dans un
réacteur est une solution particulièrement intéressante du point de vue du rendement
énergétique et de l’impact climatique. De plus des températures élevées sont obtenues par
la concentration, ce qui permet de piloter des réactions difficiles ou coûteuses à effectuer par
des techniques conventionnelles. Les produits de réaction, vecteurs d’énergie comme
l’hydrogène ou matériaux à coût énergétique élevé comme le silicium ou certains produits
carbonés (noirs de carbone, fullerenes,…) constituent un enjeu majeur. La production
d’électricité à partir de la chaleur solaire au moyen de cycles thermodynamiques
(conventionnels à eau ou à gaz, avancés grâce à des transformateurs thermochimiques)
demeure bien entendu un autre enjeu. L’analyse de projets de recherches scientifiques
innovants, de programmes de développements technologiques et des coûts associés, a
motivé la mise en place de ce GAT.
Objectifs :
 Identifier les acteurs potentiels dans les organismes de recherche (publics et privés) et
dans les entreprises des secteurs avals concernés (production d’énergie électrique, de
chaleur, synthèse de matériaux par procédés à hautes températures).
 Essayer de constituer une communauté nationale pour augmenter la taille du groupe
d’analyse, actuellement sous-critique.
 Examiner la situation de la recherche Française dans le contexte international.
 Susciter des projets de recherche à la fois nouveaux et prometteurs.
Verrous :
 Les dispositifs de concentration du rayonnement solaire ne permettent pas aujourd’hui
d’obtenir des puissances élevées (typiquement 100 MW) à une température élevée
(typiquement 900°C et plus). C’est précisément cette gamme de puissance et de
température qui offre les perspectives d’applications économiquement intéressantes pour
l’utilisation de la chaleur solaire.
 Il n’existe aujourd’hui aucune installation industrielle qui utilise l’énergie solaire
concentrée, même en complément à une ressource fossile, pour produire de l’électricité
ou des produits à haute valeur ajoutée dans des conditions économiques acceptables.
 Avec une très large part d’électricité d’origine nucléaire, la France occupe une position
unique en Europe, qui permet de maintenir un impact climatique acceptable sans recourir
de façon urgente à des solutions alternatives. Le contexte national a longtemps été

défavorable à l’émergence de programmes nationaux dans le domaine du solaire
thermique.
Travaux en cours :
 Le PRI HySol consacré à la production d’hydrogène par énergie solaire concentrée est le
seul PRI en cours soutenu par ce GAT. La stratégie adoptée consiste à évaluer à court
terme la filière du craquage de méthane en vue de coproduire des noirs de carbone et de
l’hydrogène, et à analyser les filières alternatives de décomposition de l’eau et de
reformage à haute température. Quelques éléments de coûts estimés de production
d’hydrogène par les filières conventionnelles et avancées font ressortir l’intérêt des
recherches de pistes utilisant les énergies renouvelables.
 L’état des lieux de la recherche internationale dans le domaine du solaire concentré fait
l’objet d’un accord contractuel entre l’ADEME, commanditaire de l’étude, et le CNRS-
IMP. Un cabinet privé d’ingénierie (Alain BOISDET Consultant) a été sollicité pour
coordonner ce travail. L’étude consiste à enquêter auprès des équipes étrangères les
plus actives dans le domaine afin de dresser le bilan des résultats de recherche les plus
avancés, et d’identifier quelle pourrait être la place de la recherche française dans ce
contexte. Des représentants d’EDF et du CEA sont invités à prendre part à ces travaux,
afin d’indiquer les rôles respectifs que pourraient jouer ces grands organismes auprès
des équipes de recherche universitaires. Un complément d’enquête auprès de la DG
Recherche de la Communauté Européenne est également programmé, afin d’examiner
la politique européenne dans le domaine de la production d’énergie par les technologies
solaires à concentration. B. Gagnepain (ADEME) et A. Ferriere (IMP) sont les
responsables de cette action. Une réunion d’examen de détail de cette opération a eu
lieu à Valbonne le 11 mars 2003. Une mission est programmée le 4 juin 2003 à la
Plataforma Solar d’Almeria pour un entretien avec les experts scientifiques et techniques
en Espagne. Une délégation française de 9 membres (ADEME, CNRS, CEA, EdF, Total-
Fina-Elf) se rendra à Almeria.
Orientations récentes :
 Le GAT a encouragé une proposition de PRI en réponse à l’appel d’offre 2003 du
programme ENERGIE, sur la conception de champs d’héliostats pour installations
solaires à concentration destinées à produire des matériaux vecteurs énergétiques
(stockage), des produits à forte valeur ajoutée (à coût énergétique élevé), de la chaleur
primaire à haute température, ou de l’électricité. Le domaine d’étude concerne les
installations de grandes puissances (typiquement supérieures à 1 MWth).