• Articles
• admin

Les déserts les plus interdits au monde pourraient être les meilleurs endroits sur Terre pour récolter l’énergie solaire, qui est la source d’énergie la plus abondante et la plus propre que nous ayons.

Les déserts sont spacieux, relativement plats, riches en silicium — la matière première des semi—conducteurs à partir desquels les cellules solaires sont fabriquées – et ne manquent jamais de lumière solaire. En fait, les 10 plus grandes centrales solaires du monde sont toutes situées dans des déserts ou des régions sèches.

Les chercheurs imaginent qu’il serait possible de transformer le plus grand désert du monde, le Sahara, en une ferme solaire géante, capable de répondre à quatre fois la demande énergétique mondiale actuelle. Des plans ont été élaborés pour des projets en Tunisie et au Maroc qui fourniraient de l’électricité à des millions de foyers en Europe.

Alors que les surfaces noires des panneaux solaires absorbent la majeure partie de la lumière solaire qui les atteint, seulement environ 15% de cette énergie entrante est convertie en électricité; le reste est renvoyé dans l’environnement sous forme de chaleur. Les panneaux sont généralement beaucoup plus sombres que le sol qu’ils recouvrent, de sorte qu’une vaste étendue de cellules solaires absorbera beaucoup d’énergie supplémentaire et l’émettra sous forme de chaleur, affectant le climat.

Si ces effets n’étaient que locaux, ils pourraient ne pas avoir d’importance dans un désert aride et peu peuplé. Mais l’ampleur des installations nécessaires pour réduire la demande mondiale en énergie fossile serait vaste, couvrant des milliers de kilomètres carrés. La chaleur réémise d’une zone de cette taille sera redistribuée par le flux d’air dans l’atmosphère, ayant des effets régionaux et même mondiaux sur le climat.

L’installation massive de fermes solaires pourrait créer des conditions plus humides et également un désert du Sahara plus vert

Une étude de 2018 a utilisé un modèle climatique pour simuler les effets d’un albédo plus faible sur la surface des déserts causés par l’installation de fermes solaires massives. L’albédo est une mesure de la façon dont les surfaces réfléchissent la lumière du soleil. Le sable, par exemple, est beaucoup plus réfléchissant qu’un panneau solaire et a donc un albédo plus élevé.

Le modèle a révélé que lorsque la taille de la ferme solaire atteint 20% de la superficie totale du Sahara, elle déclenche une boucle de rétroaction. La chaleur émise par les panneaux solaires plus foncés (par rapport au sol désertique hautement réfléchissant) crée une forte différence de température entre la terre et les océans environnants qui abaisse finalement la pression atmosphérique de surface et fait monter et condenser l’air humide en gouttes de pluie. Avec plus de précipitations de mousson, les plantes poussent et le désert reflète moins l’énergie du soleil, car la végétation absorbe mieux la lumière que le sable et le sol. Avec plus de plantes présentes, plus d’eau s’évapore, créant un environnement plus humide qui provoque la propagation de la végétation.

Ce scénario peut sembler fantaisiste, mais des études suggèrent qu’une boucle de rétroaction similaire a gardé une grande partie du Sahara vert pendant la Période humide africaine, qui s’est terminée il y a seulement 5 000 ans.

Ainsi, une ferme solaire géante pourrait générer suffisamment d’énergie pour répondre à la demande mondiale et transformer simultanément l’un des environnements les plus hostiles de la Planète en une oasis habitable.

Semble parfait, non? Pas tout à fait.

Dans une étude récente, nous avons utilisé un modèle avancé du système terrestre pour examiner de près comment les fermes solaires sahariennes interagissent avec le climat. Notre modèle prend en compte les rétroactions complexes entre les sphères en interaction du climat mondial — l’atmosphère, l’océan et la terre et ses écosystèmes. Il a montré qu’il pouvait y avoir des effets involontaires dans des parties reculées de la terre et de l’océan qui compensaient les avantages régionaux sur le Sahara lui-même.

Les conséquences d’un Sahara plus chaud et plus vert se feraient sentir dans le monde entier, de la sécheresse en Amazonie à la perte en mer dans l’Arctique

Couvrir 20% du Sahara avec des fermes solaires augmente les températures locales dans le désert de 1,5 ° C selon notre modèle. Avec une couverture de 50%, l’augmentation de la température est de 2,5 ° C. Ce réchauffement finira par se propager dans le monde entier par le mouvement de l’atmosphère et des océans, augmentant la température moyenne mondiale de 0,16 ° C pour une couverture de 20% et de 0,39 ° C pour une couverture de 50%.

Le changement de température planétaire n’est cependant pas uniforme — les régions polaires se réchaufferaient plus que les tropiques, augmentant ainsi la perte de glace de mer dans l’Arctique. Cela pourrait encore accélérer le réchauffement, car la fonte de la glace de mer expose l’eau sombre qui absorbe beaucoup plus d’énergie solaire.

Cette nouvelle source de chaleur massive dans le Sahara réorganise la circulation mondiale de l’air et des océans, affectant les régimes de précipitations dans le monde entier. La bande étroite de fortes précipitations dans les tropiques, qui représente plus de 30% des précipitations mondiales et soutient les forêts tropicales de l’Amazonie et du bassin du Congo, se déplace vers le nord dans nos simulations.

Pour la région amazonienne, cela provoque des sécheresses car moins d’humidité arrive de l’océan. À peu près la même quantité de précipitations supplémentaires qui tombe sur le Sahara en raison des effets d’assombrissement de la surface des panneaux solaires est perdue de l’Amazonie. Le modèle prévoit également des cyclones tropicaux plus fréquents frappant les côtes nord-américaines et est-asiatiques.

Certains processus importants manquent encore à notre modèle, tels que la poussière soufflée par les grands déserts. La poussière saharienne, portée par le vent, est une source vitale de nutriments pour l’Amazonie et l’océan Atlantique.

Un Sahara plus vert pourrait donc avoir un effet global encore plus important que ce que nos simulations suggéraient.

Nous commençons seulement à comprendre les conséquences potentielles de l’établissement de fermes solaires massives dans les déserts du monde. Des solutions comme celle-ci peuvent aider la société à sortir de l’énergie fossile, mais les études du système terrestre comme la nôtre soulignent l’importance de prendre en compte les nombreuses réponses couplées de l’atmosphère, des océans et de la surface terrestre lors de l’examen de leurs avantages et risques.

Cet article est republié de The Conversation sous licence Creative Commons.

Regardez cette leçon TED-Ed et découvrez le plus grand obstacle de l’énergie solaire et comment les scientifiques tentent de le surmonter: