Radiant : un concentré de soleil pour décarboner les procédés de redistribution de l’énergie

L’énergie solaire prend de multiples formes : photovoltaïque pour produire de l’électricité, thermique pour chauffer un réseau de liquide, ou d’autres technologies plus exotiques, dont le solaire à concentration où des miroirs font converger plusieurs images du soleil en un seul point focal.

Là, la température peut grimper à 1 000°C ou plus ! Généralement, ces centrales solaires à concentration utilisent des sels fondus (sodium) comme fluide caloporteur et stockage nocturne de chaleur. Mais ces produits s’avèrent extrêmement corrosifs pour les conduites et réservoirs qui les contiennent.

La start-up française Radiant a donc travaillé à une alternative moins complexe à mettre en œuvre : choisir l’air comme vecteur. Grâce à des années de R&D menées en Allemagne au sein du DLR, un matériau émerge comme échangeur de chaleur idéal capable d’encaisser la température extrême du point focal pour le transmettre à un flux d’air à température ambiante qui le traverse : « une éponge céramique qui absorbe la chaleur et laisse passer l’air pour le surchauffer », résume Alexandre Meurisse, co-fondateur et directeur technique de Radiant.

L’installation prend la forme d’un champ d’héliostats – des miroirs légèrement concaves qui suivent le soleil dans sa course céleste – et d’une tour où vient prendre place ce récepteur en matériau céramique. Un premier démonstrateur vient d’être inauguré au Mans (Sarthe) avec 52 héliostats de 7 m² chacun plus une tour centrale de 15 mètres de hauteur.

L’installation, montée en un temps record entre avril et août de cette année, génère 200 kW de puissance thermique. À Jülich (Allemagne), le DLR dispose d’une centrale de taille industrielle de 10 MW avec une tour de 60 mètres et un champ de plusieurs centaines de miroirs…

L’intérêt de ce solaire à concentration « sans sel » où de l’air est surchauffé sera compris par l’industrie, notamment des matériaux de construction. Les usines ont souvent besoin de fours et de séchoirs dans leurs procédés. Des opérations qui consomment du gaz naturel dont le coût ne cesse d’augmenter.

L’avantage de la solution Radiant est de ne pas devoir remplacer les installations existantes par des fours électriques mais de venir en complément des brûleurs classiques : la centrale fournit un air très chaud pendant les heures d’ensoleillement, réduisant ainsi les besoins en gaz. Mais la centrale ne fournit plus de chaleur lorsque le temps est couvert, qu’il fait nuit ou que le vent menace la solidité des miroirs.

Les usines devront donc conserver leur approvisionnement en gaz. La jeune pousse française, qui a déjà quelques touches avec des entreprises françaises et étrangères (île Maurice, Mexique, Oman, Chili, Italie, Espagne, Grèce, Turquie), annonce un MWh à un coût compétitif, de l’ordre de 35 à 50 €, soit un prix équivalent à celui du gaz plus sa taxe carbone. Mais l’air chaud qui sera fourni aura un coût stable dans le temps, indépendant des aléas du détroit d’Ormuz ou des humeurs de Donald Trump.

Côté rendement, les miroirs renvoient 95 % de l’énergie reçue et le matériau réfractaire est capable de suffisamment transmettre de chaleur à l’air qui le traverse pour parvenir à 70-85 % de rendement (sortie d’air à 670 °C). Les limites se situent au niveau de l’emprise au sol : une centrale industrielle nécessitera 300 à 350 héliostats et donc une grande surface qui devra être proche de l’usine à alimenter en chaleur.

En effet, le vecteur air à ce défaut de perdre rapidement ses capacités. La distance maximale entre le concentrateur et le four sera comprise entre 500 et 1 000 mètres (selon la température voulue et la complexité du réseau aéraulique). L’installation pilote du Mans testera différentes solutions de miroirs et de conduites, et pourra être raccordée au réseau de chaleur urbain comme source d’appoint pour y apporter ses calories totalement décarbonées.

Notons que diverses autres sociétés travaillent sur du solaire à concentration, comme Newheat, mais qu’elles utilisent d’autres procédés à moins haute température et à vecteur liquide. Radiant espère rapidement lever des fonds pour poursuivre son aventure en 2027 et développer des projets de taille industrielle (1 à 2 MW de puissance) avant de passer à l’étape suivante, le déploiement de plusieurs unités par an en 2029 avec des puissances encore supérieures.

Avis aux acteurs des matériaux de construction (tuiliers, cimentiers), en particulier dans le Sud de la France où l’ensoleillement est particulièrement propice à cette technologie : le solaire à concentration peut, sans doute, vous aider à décarboner vos procédés !