Route solaire
Pour les articles homonymes, voir Route (homonymie).
Une route solaire est une route utilisée comme capteur solaire, thermique et/ou photovoltaïque (dans le second cas la couche supérieure de la chaussée est faite de panneaux photovoltaïques).
Un autre type de « route solaire » récupère et stocke les calories solaires absorbées par l'asphalte et la chaussée, dans un accumulateur thermique.
La « première route solaire au monde » réalisée dans le village de Tourouvre au Perche en Normandie, largement médiatisée lors de son inauguration et durant son fonctionnement, est considérée par la presse comme « un fiasco » en raison de son coût et de ses médiocres performances énergétiques.
Histoire
modifierL'idée d'utiliser des panneaux solaires sur le réseau routier date des années 2000 ; un couple d’Américains avait créé la société Solar Roadways[1]. Selon l'Usine Nouvelle, cette route solaire américaine a « un facteur de charge de 0,782 %. L’installation aura coûté 20 fois plus que la centrale solaire de Cestas, tout en étant 20 fois moins efficace ! »[2]. Des expérimentations sont lancées dans plusieurs pays sur de très petites sections de route[1]. En France, une route solaire normande de 1 kilomètre est construite, et la ministre de l'écologie d'alors, Ségolène Royal, annonce en vouloir 1 000 kilomètres.
Allemagne
modifierPays-Bas
modifier
La première piste cyclable faite de panneaux solaires, SolaRoad est un test réalisé le [4], à Krommenie aux Pays-Bas[5],[6]. Le chemin a été ouvert officiellement en par le ministre de l'énergie des Pays-Bas, Henk Kamp[7]. Les 140 mètres-carrés ont coûté 3,5 millions d'euros, soit 25 000 € le mètre-carré. Cette route solaire a produit 9 800 kWh en une année. Si elle produisait à ce niveau pendant 20 ans sans dégradation de rendement, alors le coût serait de 17,8 €/kWh. Le coût du solaire standard est d'environ 0,05 €/kWh. Craig Morris, spécialiste américain des énergies renouvelables, estime que ce projet est absurde et « espère que cela sera le dernier »[8]. La production de 70 kWh par mètre carré et par an est deux à trois fois plus faible que celle d'une toiture photovoltaïque.
En France
modifierAu Luxembourg
modifierSusanne Siebentritt, directrice du laboratoire photovoltaïque de l'université du Luxembourg, à propos de la route solaire installée sur un parking de Sanem, : « Je ne vois pas beaucoup d’avantages. Ces cellules solaires produisent moins d’électricité que si nous les placions sur une façade ou sur le terrain. J’ai de sérieux doutes aussi sur la durabilité. La source d’énergie la moins polluante est certainement l’économie d’énergie. »[9]. La route solaire a coûté 76.000 euros Hors Taxes, sa production annuelle estimée est de 3105 kWh et sa durée de vie estimée de 15 ans (selon Colas). D'où un coût de 1,63 € HT du kWh (si la route solaire ne subit pas de dégradation de rendement pendant les 15 ans). Le kWh du solaire standard coût à présent en France 0,05€/kWh TTC[réf. nécessaire][10]. « Coûtant quelque 76 000 euros et cofinancée à parts égales par la commune de Sanem et Sudgaz, la «route solaire Wattway» fait quelque 30 m2 (…) À Sanem, elle permettra de produire chaque année environ 3 105 kWh. »[11].
À Monaco
modifier
Réalisateur wattway - Colas.
- Puissance électrique instantanée : 45 W ;
- Production journalière : 3,44 kWh ;
- Production cumulée depuis la mise en service : 37,5 kWh ;
- Équivalent en heures d'éclairage de la Roseraie Princesse Grace : 1,12 h.
En Chine
modifierEn Chine, une route solaire de deux kilomètres a été ouverte par Qilu Transportation Development Group[12]. C'est une route express près du périphérique sud de la ville de Jinan, chef-lieu de la province du Shandong, en Chine populaire.
La route est constituée de trois couches : une couche de panneaux solaires, une couche de béton transparent similaire à de l'asphalte et une couche d'étanchéité[13].
Un minibus peut y rouler à 100 km/h comme sur une route classique, avec une distance de freinage comparable. Les panneaux couvrent 5 875 mètres carrés et ont un potentiel d'un million de kWh d'électricité annuel[12]. Cette route expérimentale aurait été rapidement vandalisée[14]. Une enquête a été menée et il s'avère qu'en fait les panneaux solaires n'ont pas été volés : particulièrement fragile, la route solaire s'est cassée du fait du passage des véhicules.
En , une première super-autoroute alimentée par énergie solaire de Chine est annoncée comme devant être mise en service d'ici 2022. Elle doit relier Hangzhou et Ningbo et permettre de voyager à une vitesse maximale de 120 km/h[14].
Inconvénients
modifierLa surface disponible de la route solaire peut être couverte par les dépôts des gommes, les poussières et les feuilles mortes qui vont progressivement altérer l’efficacité du procédé. Par ailleurs plus la circulation est dense et moins le procédé est efficace (ombrage) ; il faut dont le réserver aux seules routes bien ensoleillées mais peu fréquentées. De plus, la disposition à plat des panneaux photovoltaïques est loin d'être idéale pour obtenir le meilleur rendement tout au long de l'année en Europe (on privilégie un angle à 60° l'hiver, 45° au printemps et 20° l'été)[15]. Enfin, les cellules photovoltaïques sont très sensibles à la chaleur (durée de vie et rendement), c'est pourquoi les installer dans une route peut ne pas s'avérer efficace. Usuellement les panneaux solaires sont rafraîchis par les échanges de chaleur issus du contact entre le panneau chaud et l'air frais l'entourant.
Alternative : route solaire thermique
modifierToute l'année en zone équatoriale et surtout en été en zone tempérée, les surfaces asphaltées noires ou sombres captent une quantité importante de calories (pouvant absorber environ 40 MJ/m de rayonnement solaire par jour en été). Il est possible de collecter ces calories via un système d'échange de chaleur, qui implique d'installer une tuyauterie dans la chaussée. Là un fluide caloporteur circulant dans les tuyaux quand le soleil chauffe la route capte les calories pour les transférer dans un réservoir (qui peut être de la roche sous-jacente, du granit idéalement)[16].
C'est aussi un moyen de refroidir la route et d'éviter que le goudron ne fonde lors des canicules. L'efficacité énergétique d'une chaussée en asphalte utilisée comme capteur solaire a atteint 33 % puis est limitée par la réduction de la température de l'asphalte quand le débit du fluide caloporteur augmente[16]. En montagne et en zone froide, une tuyauterie située à 4 à 10 cm sous la surface avec un espacement optimal des tuyaux de 0,18 à 0,4 m permet, comme l'a montré une expérience faite en Chine d'utiliser la chaleur collectée en été pour faire fondre la neige en hiver. Près de 150 à 250 W/m de chaleur solaire ont pu être ainsi récupérés en conditions naturelles estivales[16].
Références
modifier- 1 2 Pierre Le Hir, « En Normandie, une route solaire au banc d’essai », sur lemonde.fr, (consulté le ).
- ↑ Rémi Amalvy, « [L'industrie c'est fou] La route solaire, une idée folle... et pour le moment inefficace », L'Usine nouvelle , (lire en ligne, consulté le )
- ↑ L’Allemagne teste une route qui recharge les voitures électriques
- ↑ (en) Sten de Wit, Soraya Rosa Saenz et Jannemieke van Dieren, « SolaRoad opens: The first road in the world that converts sunlight into electricity is ready for use » [PDF], sur SolaRoad,
- ↑ (en) Robert Spakovskis, « SolaRoad: World's first solar cycle path to open in the Netherlands », sur Phys.org,
- ↑ (en) Stephanie Mlot, « The Netherlands Preps World's First Solar Road », sur PC Magazine,
- ↑ (en) « Unieke innovatie », sur SolaRoad
- ↑ (en) Craig Morris, « Dutch get solar cycling path – let’s hope it’s the last », sur reneweconomy.com.au, (consulté le ).
- ↑ « Belvaux possède la première route solaire du pays », Paperjam News, (lire en ligne, consulté le )
- ↑ « AO CRE4 T4 : le solaire s'approche des 50 €/MWh - GreenUnivers », GreenUnivers, (lire en ligne, consulté le )
- ↑ Guillaume Chassaing, « Une route solaire en bonne place à Sanem », Le Quotidien, (lire en ligne, consulté le )
- 1 2 La Chine ouvre sa première autoroute à énergie solaire, sur caradisiac.com du 31 décembre 2017, consulté le 9 janvier 2018
- ↑ Dans la province chinoise du Shandong, une portion de voie rapide a été équipée de panneaux photovoltaïques
- 1 2 Norbert, « Zhejiang : une autoroute solaire rechargera les véhicules électriques en 2022 », sur french.china.org.cn (consulté le )
- ↑ « Quelle inclinaison et orientation du panneau solaire choisir ? », sur dualsun.fr (consulté le )
- 1 2 3 (en) Bo Xiang, Xiaoling Cao, Yanping Yuan et M. Hasanuzzaman, « A novel hybrid energy system combined with solar-road and soil-regenerator: Sensitivity analysis and optimization », Renewable Energy, vol. 129, , p. 419–430 (ISSN 0960-1481, DOI 10.1016/j.renene.2018.06.027, lire en ligne, consulté le ).
