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La force du miroir

Qu’est-ce qu’un miroir ? C’est essentiellement un morceau de métal dont on se sert pour ses qualités réfléchissantes.

Depuis que le miroir existe ou presque, on lui connaît deux grands usages : se voir ou utiliser la force du soleil.

Les miroirs sont apparus en même temps que la civilisation.

En 6000 av JC en Anatolie, on utilisait de l’obsidienne une pierre polie d’origine volcanique. (1)

Cette roche est riche en silice. Elle est noire, grise ou encore rouge et présente un aspect vitreux.

Les premiers miroirs en bronze sont apparus vers 4000 av J-C en Mésopotamie. (2)

Deux mille ans plus tard, on en trouve en Chine et en Egypte.

Les grecs et les romains utilisaient des miroirs en bronze et en cuivre dont le défaut toutefois était de s’oxyder rapidement.

 

Archimède, déjà

Je veux vous parler aujourd’hui du pouvoir solaire des miroirs.

La légende veut que le mathématicien et stratège grec, Archimède de Syracuse ait utilisé des miroirs pour mettre le feu aux galères romaines qui assiégeaient sa ville en 215 avant JC. (3)

Il aurait utilisé des grands panneaux de bronze ou miroirs ardents pour concentrer la lumière du soleil sur les voiles ou la coque des bateaux ennemis qui auraient pris feu.

Longtemps, les scientifiques ont douté de cette hypothèse.

Descartes notamment pensait qu’il s’agissait d’une chimère…

 

Les scientifiques se passionnent pour les miroirs ardents

Cependant, dans les années 70, un scientifique grec, Ioannis Sakkas a voulu vérifier l’hypothèse. (3)

Il a fait une reconstitution avec des panneaux de la taille du bouclier standard grec de l’époque, c’est-à-dire de 170 cm sur 70 cm.

Ces panneaux étaient recouverts de bronze pour correspondre davantage à la réalité historique.

Ils ont été orientés vers une galère de 3,60 mètres située à 50 mètres.

En deux minutes, cette dernière a pris feu !

En 2004, l’expérience a été tentée à nouveau par des étudiants du Massachusetts Institute of Technology (MIT) emmenés par leur énergique professeur, David Wallace. (3)

Et en quelques minutes, ils mirent le feu à une galère de taille réelle mais avec des miroirs modernes.

Toutefois, quand un an plus tard, l’expérience fut tentée à nouveau avec des miroirs de bronze, elle échoua.

Odeillo, le soleil des Pyrénées

Aujourd’hui, donc les scientifiques ne sont pas certains qu’Archimède ait réussi à vaincre les galères du général Marcellus avec ses miroirs ardents.

En revanche, la théorie est juste.

Utiliser des miroirs pour focaliser la puissance du soleil sur un seul point peut être très utile.

Et c’est en France que le premier four solaire géant a été implanté !

Il a été construit en 1969 à Odeillo dans les Pyrénées, tout près de la frontière avec l’Andorre au cœur de la Cerdagne. (4)

Ce four utilise deux séries d’héliostats, c’est-à-dire des panneaux ajustables sur lesquels sont disposés des miroirs.

Ils peuvent suivre l’orientation du soleil.

Une première série d’héliostats est posée sur la montagne découpée en 8 terrasses.

Ces miroirs renvoient les rayons du soleil vers une grande parabole de 40 mètres de haut qui s’appelle le concentrateur. Il est situé en face des terrasses.

Le concentrateur permet de focaliser les rayons sur le four lui-même, un bâtiment de 17 mètres de haut, qui reçoit la chaleur concentrée.

Sa température peut monter à 3300 degrés !

C’est beaucoup pour se faire un oeuf au plat…

Un deuxième four semblable existe à Parkent en Ouzbékistan. (5)

À ce jour, ces fours ne servent ni à faire la cuisine, ni à fondre des métaux. Ils sont là pour la recherche.

 

Un four solaire dans votre jardin

En revanche, d’autres ingénieurs ont repris l’idée des miroirs focalisant les rayons du soleil sur un seul point. (6)

Il existe aujourd’hui des fours solaires fixes ou transportables qui vous permettent de faire la cuisine dans votre jardin ou même n’importe où pourvu qu’il y ait du soleil.

Ces fours sont constitués de panneaux métalliques disposés en parabole ou comme une boîte ouverte.

Le plat est mis à mijoter au beau milieu des rayons solaires réfléchis par les miroirs. (7)

Les moins puissants fournissent une cuisson douce de 100 à 120 degrés, ce qui demande donc un peu plus de temps tandis que les fours les plus puissants montent à plus de 200 ou 250 degrés.

Il existe même de grands fours solaires pour professionnels !

Ces fours connaissent un certain succès qui en a augmenté le prix. Comptez tout de même entre 100 et 500 euros pour votre four solaire !

Certains bricoleurs ont décidé de construire leur propre four !

Il existe sur Internet des tutoriels qui vous expliquent comment vous y prendre avec un peu de bois, un peu d’aluminium et pas mal de maîtrise ! (8)

 

La concentration thermique : une solution d’avenir ?

L’utilisation des miroirs réfléchissants est désormais couramment utilisée dans certaines centrales solaires. (9,10)

Différentes technologies existent.

Elles utilisent essentiellement deux grands principes :

1/ Des miroirs plats, cylindriques ou paraboliques captent le soleil pour le focaliser sur un seul point : une tour, une barre ou un récepteur.

2/ un liquide calorifique (de l’eau ou autre) est placé sur ce point et utilisé pour produire de l’électricité.

On retrouve notre cuiseur thermique !

Dans le fond, c’est une marmite géante que l’on fait chauffer.

Le liquide chaud peut être utilisé pour faire fonctionner une turbine à gaz, un moteur stirling ou d’autres systèmes permettant de générer de l’électricité.

Ce liquide chaud permet de continuer à produire de l’électricité après le coucher du soleil durant plusieurs heures. Il constitue donc une solution de stockage temporaire de l’énergie.

Une quarantaine de centrales à concentration thermique ont été implantées dans le monde aux Etats-Unis, en Chine, au Chili, en Australie, en Espagne, au Maroc ou au Moyen-Orient.

En France, il en existe une à côté du four d’Odeillo.

Elle s’appelle Themis.

Elle a été installée dans les années 80 et sert désormais de centre de recherche. (11)

Le sud de l’Europe sera-t-il un jour électrifié grâce à la concentration thermique ?

Archimède en serait sûrement ravi !

 

Solidairement,

Julien

 

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Références 

  1. https://www.telepro.be/decouverte/histoire-les-origines-du-miroir.html
  2. http://www.miroir-ancien.com/histoire-du-miroir/
  3. https://cortecs.org/wp-content/uploads/2016/01/CorteX_s21_49_Miroirs_ardents_Archimede_Agnese_Perignon_Fere_Ma%C3%AFer_Pastor.pdf
  4. https://lejournal.cnrs.fr/billets/un-grand-four-pour-le-soleil
  5. https://www.futura-sciences.com/planete/photos/eco-consomation-energie-solaire-17-inventions-audacieuses-revolutionnaires-1043/eco-consommation-four-solaire-parkent-ouzbekistan-7310/
  6. https://www.cuiseur-solaire.com/
  7. https://www.youtube.com/watch?v=YS2aAjZOS8o
  8. https://toitsalternatifs.fr/conseils-pratiques/fabriquer-un-four-solaire-une-activite-simple-a-faire/
  9. https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/techniques/5124/5124-principe-solaire-thermodynamique.pdf
  10. https://www.edf.fr/sites/default/files/Lot%203/CHERCHEURS/Publications/technologiedevoilee01internet.pdf
  11. https://www.pyrenees-cerdagne.com/decouvrir/les-sites-solaires/themis-solaire-innovation
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55 Comments
Commentaires en ligne
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jean michel michel Puybouffat
1 année il y a

excellent article a travailler

Arnoult
1 année il y a

Bonjour,
Article très intéressant, j’ai visité Odeillo, et travaillé quelques jours sur Thémis, près de Targasonne, vers la fin des années 80.
Juste une petite correction dans la phrase « Le liquide chaud peut être utilisé pour faire fonctionner une turbine à gaz, un moteur stirling ou d’autres systèmes permettant de générer de l’électricité ».
Un liquide chaud n’a jamais (pas encore) fait fonctionner une turbine à gaz. Dans le cas de Thémis, c’était une turbine à vapeur, la vapeur étant produite par le sodium fondu, chauffé par les rayons de soleil concentrés dans le four solaire situé en haut de la tour.
Dans une turbine à gaz (un gros réacteur d’avion, en fait), c’est de l’air compressé, puis réchauffé par un combustible (gaz, pétrole, …) qui actionne la turbine, en se décomprimant.
Ne pas confondre les différentes turbines : à vapeur, à gaz, hydraulique, . . .
Bonne continuation dans vos articles sur l’exploitation des énergies quasi gratuites.
Un lecteur assidu

Frédérique
1 année il y a

Vos articles sont vraiment pertinents !!!merci

robin des bois
1 année il y a

L’ idée est bonne, tout comme les moteurs à hydrogène, la fabrication de gasoil avec des déchets plastiques, et d’ autres innovations technologiques d’ avant garde…….Il faut d’ abord que les politiques, trouvent l’ astuce pour pouvoir nous taxer, avant de le mettre sur le marché, sinon aucun avenir possible
Il faut bien que les politiques continuent de se meler de tout, sinon comment voulez vous qu’ils puissent prospérer

René GARNIER
1 année il y a

Bonjour
article bien venu
merci
RG

1 année il y a

Salut Julien ,

Un cuiseur thermique pour cuisiner, ça fonctionne mais difficile de régler la température de cuisson.
Pour la production thermique, en revanche, c’est une possibilité d’avenir très intéressante.

Bernard

1 année il y a

Merci fort intéressant
je connais moi Parisienne ce «  » »grand miroir «  »

Paul
1 année il y a

J’ai tjs trouvé passionnant les méthodes de récupérer l’énergie gratuite et propre et celle du soleil est un bon exemple qui hélas n’est pas encouragée. Le moteur Stirling, la fabrication du méthane avec les déchets organiques qui pourtant ne manquent pas seraient d’autres sources à exploiter. Pour l’instant les pollueurs souilleurs font la loi et c’est pour ça que le monde part en sucette.
En 1980 grâce à un plan de la revue SYTHEME D. j’avais réalisé un réchaud solaire en parabole et miroir collés qui fonctionnait très bien.
Les trouvailles de Odeillo n’ont jamais été encouragées, alors que 50 ans se sont écoulés. Aucune volonté dans ce domaine n’est visible pour l’instant.
Les humains dans leur majorité sont des crétins.

b.vadon
1 année il y a

Bonjour, j’ai effectivement vu au moins 2 centrales en services de ce type en Espagne. Peut être que l’on pourrait remettre en service Thémis, qui produirait l’électricité la plus décarbonaté avec l’hydraulique. Il pourrait être installé aussi des chauffes eau solaire sur tout les bâtiments ou c’est possible, cela réduirait la consommation d’électricité ce qui représente un ou deux tranches nucléaire. Ces installations peuvent être opérationnelles beaucoup plus rapidement que d’installer des centrales nucléaires et éviterait tout les risques d’attentas ou de pollution, et ne poserait aucun problème de sécurité.

Iwahito Higashitani
1 année il y a

Je veux utiliser des fours au soleil et des système de chauffage-eau. Où et comment pourrais-je en obtenir ?

Bernard
1 année il y a

Le groupe espagnol Abengoa était leader mondial du solaire thermodynamique jusqu’en 2014, puis la dégringolade avec la chute des prix du pétrole.
Ça reste une source d’énergie intermittente et difficile à gérer, comme les autres énergies dites renouvelables, qui ne peuvent pas rivaliser en termes de puissance et de fiabilité avec le gaz, les fossile et le nucléaire.

hartmann
1 année il y a

si mes souvenirs sont bons, la centrale Thémis était une centrale expérimentale pour la production d’électricité. Le projet a été abandonné car à l’époque il se disait que le prix du kw montait à 5 francs ce qui n’était pas supportable pour les usagers. Mais depuis il me semble que de poursuivre l’expérience aurait fini par abaisser les coûts et l’on n’en serait pas où nous en sommes. Mais ces remarques n’engagent que moi, je ne suis pas érudite en la matière. Cela dit j’aimerais bien savoir pourquoi il n’est venu à personne l’idée de reprendre le flambeau de Thémis.

Joey Blower
1 année il y a
Répondre à  hartmann

Tout est régit par l’argent

Juste
1 année il y a

Il faut développer la recherche et la mise en oeuvre de ce système. Suite à ma visite du site d’odeillo je n’ai jamais compris pourquoi on ne parlait pas plus de ce sujet.

Geneviève30
1 année il y a

Super idée le four solaire pour cuisiner

Maflor
1 année il y a

Bravo et merci pour cet excellent article qui explique si bien les moyens toujours plus pertinents et possibles de développer dans le monde d’aujourd’hui!

Escande
1 année il y a

Bonjour il existe aussi la centrale installée dans les Pyrénées par feu CNIM sur la base des miroirs de Fresnel.
https://youtu.be/7sK976rua7o

Délabre
1 année il y a

Comme quoi il existe des solutions c’est à nous de faire fonctionner nos neurones pour trouver des solutions alternatives à l’énergie fossile

monique BOSSIS
1 année il y a

Pourquoi pas utiliser ce procès pour chauffer les piscines?

cricri76
1 année il y a

un article très intéressant, qui ouvre des perspectives : je vais de ce pas chercher un four solaire d’appoint, toute alternative permettant l’autonomie est la bienvenue !

1 année il y a

merci pour cet article, très intéressant ! ici à la Réunion, le soleil est déjà extrêmement brûlant, cool pour faire cuire le riz ! où peut-on trouver un four solaire familial ?? merci

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