La recherche de solutions pour une politique énergétique plus durable est une préoccupation majeure dans les régions arctiques. En effet, ce sont précisément ces régions qui sont les plus touchées par les effets du réchauffement climatique, qui est lui-même le résultat des pratiques énergétiques actuelles. Mais les conditions environnementales d’aujourd’hui limitent l’utilisation d’installations de production d’énergie renouvelable. Une entreprise américaine veut changer cela dans le domaine de l’énergie solaire et vient de construire une installation test à l’extrême nord de l’Alaska.
Un conteneur discret, équipé de plusieurs installations photovoltaïques sur son toit et rempli de nombreux instruments de mesure à l’intérieur, doit contribuer à une transition énergétiqueen Arctique. Le conteneur se trouve dans l’une des régions les plus septentrionales de l’Alaska, à Oliktok Point, dans la baie de Prudhoe, au cœur de la région pétrolière américaine de l’Arctique. C’est ici que se trouvent les raffineries, les pipelines, ainsi qu’une partie du système d’alerte précoce nord-américain contre d’éventuelles attaques sur le continent en provenance du nord. Les températures peuvent descendre jusqu’à -30°C et la nuit polaire entraîne ici de longues périodes d’obscurité. C’est donc l’endroit idéal pour tester une installation solaire, et en savoir plus sur la performance et l’efficacité des cellules solaires, le stockage d’énergie et les effets des conditions environnementales extrêmes sur les matériaux. En effet, de tels tests sur le terrain sont beaucoup trop rares selon Sandia Labs, l’entreprise américaine qui gère l’installation. « Oliktok Point est un site très important pour l’environnement – il remplit tous les critères », explique Andrew Glen, responsable de la recherche atmosphérique chez Sandia Labs. « Nous passons de la glace permanente en hiver sur le permafrost, à la glace de mer qui se fissure, à l’eau libre et à une période de fonte pendant laquelle le sol se détrempe et se transforme en boue ».
En fait, les régions arctiques seraient l’endroit idéal pour miser sur l’énergie solaire, car plus on monte vers le nord, plus les jours sont longs, et donc plus le rayonnement solaire est important. Les installations solaires actuelles sont tout à fait capables de capter la lumière incidente et de la transformer en électricité, même lorsque le ciel est nuageux. Après tout, à chaque jour sur Terre, environ 70 pourcent du ciel est recouvert de nuages. Mais les conditions météorologiques extrêmes, telles que le froid, la neige et la glace, ou les vents forts, sans oublier la longue période d’obscurité à partir de l’automne, qui dure jusqu’à quatre mois dans les régions habitées de l’Arctique, ne favorisent pas l’utilisation de la plupart des installations. « Non seulement vous voyez des découvertes scientifiques uniques – les nuages font des choses très différentes là-haut – mais c’est aussi un environnement très difficile », explique Mark Ivey, l’ingénieur en chef de la géoscience et des applications de Sandia Labs. « C’est un environnement marin. Il y règne des conditions salines et des conditions de corrosion. Et bien sûr, c’est l’Arctique, ce qui rend les choses un peu plus difficiles ».
C’est pourquoi Sandia Labs veut étudier comment améliorer les performances des panneaux solaires et des batteries de stockage. L’installation d’Oliktok Point se compose de panneaux solaires à double face, qui peuvent ainsi produire entre 15 et 50 pourcent d’énergie en plus. Ce qui sera particulièrement vrai durant les jours ensoleillés d’hiver, lorsque la neige fournit de la lumière par réflexion en plus du rayonnement normal. Le système pourrait alors orienter les modules de manière à ce qu’un maximum de lumière soit utilisée pour produire de l’électricité. « Les connaissances provenant d’expériences particulières, comme celle d’Oliktok Point, aide à développer des systèmes conventionnels et peut révéler des possibilités d’augmenter la production d’énergie qui ne seraient peut-être pas envisagées autrement », estime Bruce King, responsable du groupe photovoltaïque chez Sandia Labs. « Cela peut être particulièrement important pour les installations dans d’autres zones géographiques qui ne sont pas non plus optimales ».
Par « autres régions », Bruce King n’entend pas seulement les régions polaires de la Terre. La station au pôle sud lunaire, prévue par la NASA, a également besoin d’énergie. Et celle-ci doit être fournie par des cellules photovoltaïques. Comme il y règne aussi des conditions extrêmes, Sandia Labs est convaincu que les données de l’installation d’Oliktok Point permettront ainsi d’acquérir des connaissances importantes pour de futures missions en-dehors de la Terre. Mais l’accent reste mis sur le développement de la production d’énergie durable dans les régions arctiques. « Les villages d’Alaska ne disposent pas toujours d’un approvisionnement fiable en électricité. (…) Il s’agit ici de promouvoir, de manière responsable, un accès fiable à cette énergie, mais cela ne se fera pas du jour au lendemain » estime Andrew Glen.
Dr. Michael Wenger, PolarJournal
Photo de l’article : (C) Laurie Burnham, Sandia Labs
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