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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
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MIGLIORE
1 année il y a

Article passionnant, et surtout fort bien documenté !
Excellent, continuez, bravo !

Véronique Tricart
1 année il y a

J’ai acheté un petit four solaire qui ressemble à un bateau. Il cuit mais pas très rapidement. Compter une heure pour du riz complet par exemple.
N’oubliez pas vos lunettes de soleil…

Zab
1 année il y a

Très intéressant. A quand la mise en application ? (depuis 50 ans …)
Il est grand temps

Jonathan Gohier
1 année il y a

Merci pour cette chouette leçon dhistoire

Marion
1 année il y a

Entièrement d’accord !…Dans les débats multiples concernant les énergies renouvelables, nous devons introduire, même si cela mettra du temps à parvenir aux oreilles de nos dirigeants ces possibilités. Une pensée tendre, car ce fût une grande joie de découvrir ce panneau solaire, enfant, avec mes parents !…

1 année il y a

Il va falloir, localement, démarcher les députés et les conseillers généraux des Pyr. Or., déjà. On dort sur de l’or et on pleure !

jean05
1 année il y a

Le four solaire d’Odeillo, en 1969, n’est pas le premier four solaire construit en France. Vingt ans auparavant, en 1949, avait ete construit celui de Mont-Louis.

Warnery Gilles
1 année il y a

Présentation de l’historique et actuelle très intéressante et pleine de promesse

Bouyettemonobras
1 année il y a

Merci julien pour la diffusion de l’idée.Le solaire à concentration avait déja fait l’objet d’une viçdée par Jean-Pierre Petit pour contrecarrer l’énergie NUK… Curieusement, le son est inaudible(trop gênant).Nous n’avons rien à attendre des paulyt!ques, c’est à nous même de faire nos propres expériences.j’ai déja recouvert de petits miroirs une parabole TV et j’ai fait fondre un bout de plastique au foyer, la ou était la tête de réception.Ça fonctionne du tonnerre.Il est claire je trouverais un système basique de suivi du soleil à base d' »arduino » et de moteurs de vieilles perceuses sans fil. C’est une question de temps et de priorité. Si chacun y va de son proto nous verrons que l’on a nul besoin des p0l!tycs !

Granger
1 année il y a

Bonsoir. Votre article est intéressant. Effectivement, peut-être une piste écologique, à condition bien sûr, d’utiliser des matériaux respectueux de l’environnement.
Merci pour les lectures que vous nous offrez.
Pascale

vANGREVELYNGHE Roberte
1 année il y a

et oui il ya d’autres astuces pour récupérer la chaleur mais il faut y mettre les moyens n’est ce pas M Macron ???

Ginet
1 année il y a

Bonjour,
Il existe aussi une centrale solaire à LLO, à quelques kilomètres d’Odeillo qui fournit de l’électricité à la Cerdagne.
Parcontre la centrale de Thémis à Targassonne, qui pourrait fournir de l’électricité au village, ne reste qu’un centre de recherche qui tourne au ralentit.
Pourquoi ne pas profiter de cette énergie entre 2 expériences? Idem pour le centre d’Odeillo? Parce qu’il n’y a pas des expériences tout le temps.
Peace

Guillaume
1 année il y a

Un problème avec l’énergie solaire ou éolienne est le manque de constance et l’impossibilité de stocker l’énergie produite. Serait-il envisageable d’utiliser ces formes d’énergies pour liquéfier de l’hydrogène pour pouvoir ainsi stocker l’énergie produite par le solaire et l’éolien?

Louise Camel
1 année il y a

Excellentes ces infos et precisions ! J’espere qu’on en fera tres prochainement quelque chose de tres utile pour les pays en besoin d’energie.
👍
Je reposte.

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