Le solaire flottant est une solution énergétique gagnante pour les lacs américains frappés par la sécheresse

L'énergie solaire flottante est une solution gagnante pour les lacs américains frappés par la sécheresse

Le sud-ouest des États-Unis, baigné de soleil, est un endroit idéal pour les projets photovoltaïques flottants, qui pourraient produire de l'énergie propre et empêcher l'évaporation dans les grands réservoirs artificiels, rapporte Environment 360.

Construction du plus grand champ de panneaux solaires flottants d'Europe sur le réservoir Queen Elizabeth II de Londres. Photographie : Martin Godwin pour le Guardian

Les deux grands réservoirs du fleuve Colorado, les lacs Mead et Powell, sont en recul. Les sécheresses pluriannuelles et la surconsommation chronique ont certes fait des ravages, mais de grandes quantités d'eau sont également perdues à cause de l'évaporation. Que se passerait-il si le soleil brûlant qui est à l'origine d'une grande partie de ces pertes d'eau était exploité pour produire de l'électricité ?

L'installation de panneaux solaires photovoltaïques flottants, parfois appelés "photovoltaïques flottants", sur une partie de ces deux réservoirs du sud-ouest des États-Unis pourrait produire une énergie propre et renouvelable tout en protégeant d'importantes étendues d'eau du soleil brûlant du désert.

Les avantages énergétiques et environnementaux des panneaux solaires flottants commencent déjà à valoir à cette technologie une place sur le marché mondial de l'énergie propre. Des projets photovoltaïques flottants sont en cours de construction dans des pays aussi divers que l'Australie, le Brésil, la Chine, l'Angleterre, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud et la Californie. Et nulle part ailleurs ils ne pourraient s'avérer aussi efficaces que sur les lacs Mead et Powell, les deux plus grands réservoirs artificiels des États-Unis.

Le US Bureau of Reclamation estime que 800 000 acres-pieds d'eau, soit près de 6 % du débit annuel du fleuve Colorado, sont brûlés à la surface du lac Mead par le soleil brûlant du désert au cours d'une année moyenne. Le lac Powell perd environ 860 000 acres-pieds par an en raison de l'évaporation et de l'infiltration des berges. Étant donné que les panneaux photovoltaïques flottants peuvent réduire l'évaporation dans les climats secs de 90%, la couverture de certaines parties de ces deux plans d'eau par des panneaux solaires pourrait permettre de réaliser des économies d'eau considérables.

Si l'on extrapole à partir des besoins spatiaux des fermes solaires flottantes déjà construites ou conçues, les gains en électricité résultant de l'installation de systèmes photovoltaïques flottants sur une fraction seulement de ces lacs désertiques artificiels pourraient être considérables. Si six pour cent de la surface du lac Mead étaient consacrés à l'énergie solaire, le rendement serait d'au moins 3 400 mégawatts de capacité de production d'électricité, soit nettement plus que la capacité de production du barrage Hoover, qui est de 2 074 mégawatts.

Cet apport solaire pourrait donner à la région du Sud-Ouest, très gourmande en énergie, un coup de pouce important en matière d'électricité renouvelable, et au moins une partie de cette électricité pourrait être raccordée aux lignes de transmission sous-utilisées construites pour le barrage Hoover.

L'un des principaux arguments de vente des panneaux photovoltaïques flottants est le surcroît d'énergie qu'ils procurent par rapport aux panneaux photovoltaïques terrestres dans un climat similaire. Flottant juste au-dessus de l'eau d'un lac ombragé par le soleil, les panneaux photovoltaïques flottants fonctionneraient à des températures plus fraîches que les réseaux solaires installés sur des terres désertiques - un facteur clé pour améliorer la productivité des semi-conducteurs, y compris des cellules photovoltaïques. Une promotrice du projet prévoit une augmentation de 50% d'électricité par watt de puissance installée grâce aux panneaux solaires prévus par son entreprise dans un bassin de traitement des eaux usées saturé de soleil à Jamestown, en Australie-Méridionale.

Dans le Nevada, l'Arizona et l'Utah, les amateurs de navigation de plaisance, de pêche, de plongée en apnée et de natation sur les lacs Mead et Powell n'apprécieront peut-être pas tout de suite l'idée que des panneaux solaires viennent concurrencer leurs activités de loisirs. Pourtant, avec le recul des plages et les marinas bloquées sur la terre ferme, les avantages d'une réduction des pertes d'eau deviennent de plus en plus évidents. En outre, à l'heure où certains experts en hydrologie et défenseurs de l'environnement affirment que le lac Powell devrait être partiellement asséché pour restaurer le Glen Canyon et sauver le lac Mead, qui se trouve à environ 360 miles en aval, la construction d'une centrale solaire sur une partie de ces lacs artificiels en difficulté peut sembler une solution plus intelligente.

Le Japon a été un pionnier en matière de photovoltaïque flottant. Il a commencé modestement, en faisant flotter suffisamment de panneaux sur deux réservoirs dans la préfecture de Hyogo pour répondre aux besoins en électricité d'environ 920 ménages. Aujourd'hui, il passe à l'échelle supérieure. Sur un réservoir de la préfecture de Chiba, une centrale dont l'achèvement est prévu en 2018 produira de l'électricité pour près de 5 000 foyers. Dans le climat relativement doux du Japon, la prévention de l'évaporation peut être moins critique que dans le Sud-Ouest américain. Mais la perspective d'exploiter l'énergie solaire sans taxer des ressources foncières limitées a ses propres mérites dans un petit pays densément peuplé qui cherche - après Fukushima - des alternatives à l'énergie nucléaire.

Des panneaux solaires flottants sont également en cours d'installation sur un réservoir de l'Amazonie brésilienne. Il y a plusieurs décennies, le régime militaire brésilien a construit le barrage de Balbina, submergeant des millions d'arbres et détruisant les habitations et les terrains de chasse des populations indigènes, ce qui a entraîné l'inondation d'une superficie de 910 km2 de forêt tropicale. Aujourd'hui, en raison de sécheresses persistantes et du débit languissant de la rivière qui alimente le réservoir de Balbina, le barrage ne fonctionne qu'à un cinquième de sa capacité nominale.

Publicité

Bientôt, cependant, un réseau en expansion de modules solaires flottants pourrait contribuer à racheter cette entreprise hydroélectrique ratée. Dans sa phase pilote, une installation solaire de cinq mégawatts couvrira une surface équivalente à environ cinq terrains de football et produira suffisamment d'électricité pour environ 9 000 foyers. Plus tard, si tout va bien, les planificateurs espèrent construire un projet massif de 300 mégawatts qui produirait suffisamment d'électricité pour environ 540 000 foyers brésiliens.

La liste des projets photovoltaïques flottants en cours ou achevés est longue. En Inde, une installation pilote a été testée avec succès sur un lac de la banlieue de Kolkata, et des promoteurs négocient la construction de centrales solaires flottantes beaucoup plus importantes sur des lacs de l'État du Kerala. Dans le comté de Sonoma, en Californie, des bassins de traitement des eaux usées sont désormais équipés de panneaux photovoltaïques flottants. Au Royaume-Uni, la plus grande installation solaire flottante d'Europe est en voie d'achèvement sur le réservoir de la Reine Élisabeth II, près de Londres. Une autre est en cours de construction sur un réservoir près de Manchester. Là, comme au Japon, l'utilisation efficace des ressources foncières disponibles est un facteur clé.

Bien que le sud-ouest des États-Unis soit beaucoup moins limité en terres que le Royaume-Uni, le désert ouvert est de plus en plus sollicité par les promoteurs de projets solaires qui recherchent des terrains appropriés pour leurs projets à grande échelle. La protection de la tortue du désert a été une préoccupation majeure sur certains sites, notamment deux centrales photovoltaïques situées sur les terres de la tribu Moapa Paiute dans le sud-est du Nevada, à quelques dizaines de kilomètres seulement du lac Mead. En Californie, les partisans des énergies renouvelables et les défenseurs de l'environnement se sont opposés sur la perspective de développer de grands sites solaires dans les zones désertiques et les terres adjacentes de sept comtés.

Les panneaux solaires flottant sur des réservoirs tels que les lacs Mead et Powell ne supplanteront pas les besoins en énergie solaire terrestre en Californie et dans d'autres régions du sud-ouest, mais ils peuvent atténuer la pression exercée sur les écosystèmes désertiques fragiles.

Alors que nous sommes confrontés aux effets croissants du réchauffement climatique, le maintien d'un équilibre viable entre l'offre et la demande d'eau dans les climats plus chauds sera particulièrement difficile. Dans le sud-ouest ensoleillé, la réduction des pertes d'eau par évaporation devrait faire partie d'une vaste stratégie de conservation de l'eau. Les fermes solaires flottantes ont un rôle à jouer, en réduisant le gaspillage d'eau tout en produisant une énergie neutre en carbone.