Aux côtés de l’entreprise espagnole Tekniker et de huit autres organismes européens, la PME française Sirea participe au développement d’un nouveau système de centrale solaire thermodynamique (CSP) dans le cadre du projet européen MOSAIC. L’objectif est de produire de l’électricité à moins de 0,10 €/kWh.

Connue depuis l’antiquité, comme nous le rappelle la légende des «miroirs ardents» d’Archimède, la technologie du  « solaire thermodynamique » ou « solaire à concentration » (CSP[1]) consiste à disposer une grande quantité de miroirs pour focaliser les rayons solaires vers des tubes dans lesquels circule un fluide caloporteur, généralement de l’huile ou un sel fondu.

Ce fluide est ainsi chauffé à des températures de l’ordre de 250 à 1 000°C et peut, après avoir échangé sa chaleur avec un fluide secondaire (généralement de la vapeur), produire de l’électricité dans des turbines qui entraînent des alternateurs.

Ce procédé de production d’énergie est encore relativement peu développé au niveau mondial. Mais des perfectionnements techniques récents permettent d’améliorer la compétitivité de la technologie.

Un concept innovant

Le projet, baptisé « MOSAIC » auquel participe la PME française Sirea vise à déployer et valider un concept innovant de centrale solaire thermodynamique (CSP) à haut rendement et faibles coûts de mise en œuvre. Doté d’un budget de 5 millions d’euros financé par l’Union Européenne dans le cadre du programme Horizon 2020, le projet est coordonné par l’entreprise espagnole Tekniker. Le consortium vient de terminer la construction du prototype de 300 kWth. L’installation thermique est désormais complète et tous ses composants sont opérationnels.

Faisant suite aux étapes d’analyse, de conception et d’optimisation, un nouveau système de tracking va être déployé sur l’installation pilote du Centre National des Énergies Renouvelables (CENER) à Sanguesa, en Espagne. Basé sur un système « cinématique parallèle », le tracker pilotera à l’aide de huit câbles, le positionnement du récepteur mobile afin de recueillir le rayonnement solaire concentré au-dessus du champ de miroirs.

« La mise en service du tracker aura lieu dans les semaines à venir dans le but de tester en conditions réelles le positionnement idéal du récepteur selon le niveau de précision recherché » nous explique David Grand, chargé de communication chez Sirea. Viendront ensuite les phases d’essais du récepteur, de la boucle thermique et du champ solaire. Une fois chaque sous-système validé, des tests fonctionnels seront effectués sur l’ensemble de la centrale à partir de l’été 2021 jusqu’à l’automne.

Champ solaire

Faible coût et rendement élevé

Impliquée dans le projet depuis son lancement en 2016, l’entreprise tarnaise Sirea, spécialisée dans l’énergie et l’automatisme industriel, a été chargée de l’ensemble des études électriques et a également développé le système de contrôle et de commande de la centrale. « Un tiers de nos 35 collaborateurs a travaillé sur ce projet d’envergure et de notoriété internationale » nous précise David Grand.

L’objectif du projet MOSAIC (MOdular high concentration SolAr Configuration) consiste à déployer et valider un concept de centrale CSP caractérisé par un faible coût de mise en œuvre pour des niveaux d’efficacité élevés par rapport aux technologies actuelles. Il permettra également de réduire le coût de production de l’électricité.

La centrale se compose d’un concentrateur sphérique fixe, agencé dans une configuration « semi-Fresnel », et d’un récepteur mobile avec un système d’entraînement en boucle fermée. Cette architecture permet de réduire le nombre de pièces mobiles et donc le coût du champ de miroirs, en maintenant des niveaux élevés de concentration des rayons solaires. Ainsi, les températures restent élevées, les rendements du cycle thermodynamique aussi, rendant l’utilisation du système de stockage thermique plus efficace.


[1] CSP : concentrated solar power. Le terme est aussi utilisé en français