Le solaire thermique en Algérie, histoire et perspectives

L’énergie solaire thermique est la transformation instantanée de l’énergie des rayons solaires en énergie thermique. Cette transformation peut être utilisée directement, comme par exemple le chauffage de l’eau sanitaire à l’aide des capteurs solaire, ou indirectement dans le cas de la production de l’électricité dans une centrale thermodynamique solaire. Le solaire thermique est basé sur l’utilisation de la chaleur transmise par rayonnement qui est différente de celle du photovoltaïque où l’électricité est générée par l’énergie des photons. A l’aide des progrès technologiques, les techniques de captation directe d’une partie de l’énergie solaire sont nettement améliorées afin de rendre les systèmes solaires plus fiables, efficaces et rentables.

Historique de l’Héliodyne à Bouzaréah

L’utilisation de l’énergie solaire en Algérie ne date pas d’aujourd’hui. En 1954 et sur le site du Centre de Développement des Energies Renouvelables (CDER), le four solaire de Bouzareah, baptisé "Héliodyne", a vu le jour.

C’est une réalisation prestigieuse de plus de 40 tonnes et dont la hauteur atteint près de 9 mètres. Le four solaire répond à des caractéristiques remarquables qui lui ont valu le titre du plus puissant four solaire au monde pour l’époque.

La réalisation du four solaire à Bouzaréah avait pour but d’obtenir à l’échelle une expérience semi-industrielle, des produits susceptibles d’un débouché direct sur le territoire algérien. Il s’agit principalement de la synthèse à partir de l’oxygène et de l’azote atmosphérique, de l’acide azotique destiné à la fabrication d’engrais azotés, ainsi que le craquage de certains composés organiques contenus dans des gisements de gaz naturel découvert en Algérie. Les principaux caractéristiques de l’Héliodyne sont les suivants : diamètre du miroir parabolique de 8.40 m, surface utile de 50 m2, ouverture relative de 2.67 m, distance focale de 3.14 m puissance théorique de 50 kW, puissance utilisable dans le four de 30 kW, température au foyer en fonctionnement statique 3de 000 °C, hauteur totale au-dessus de son assise de béton de 8.90 m et puissance utilisable dans le four de 30 kW.

La position du solaire thermique dans le programme national des énergies renouvelables

Actuellement, une grande partie de la consommation énergétique mondiale est assurée essentiellement par les ressources naturelles fossiles (Pétrole et gaz) et de la filière nucléaire. La consommation des sources d’énergies fossiles donnent lieu à des émissions de gaz à effet de serre notamment le dioxyde de carbone et le méthane. Pour les sources fissiles, le traitement et le stockage des déchets nucléaires radioactifs est très coûteux, sans oublié le problème de la radioactivité qui reste élevée durant de nombreuses années. L’Algérie ne fait pas exception, sa consommation énergétique est basée, presque exclusivement, sur les énergies de source fossile, les hydrocarbures et spécialement le gaz naturel. En 2011, l’Algérie s’est engagée avec détermination sur la voie des énergies renouvelables. Cet engagement est concrétisé par le lancement par le gouvernement d’un ambitieux programme national des énergies renouvelables. Ces principaux objectifs sont l’apport des solutions globales et durables aux défis environnementaux, la diversification des sources d’énergie et la promotion de l’efficacité énergétique et la préservation des ressources énergétiques d’origine fossile.

Ce choix stratégique est motivé par la disponibilité d’un immense potentiel solaire. En effet, la durée d’ensoleillement est égale respectivement 2650 heures par an au Nord et 3500 heures par an au Sud. L’irradiation solaire journalière reçue sur une surface horizontale est environ 5 kWh/m2 au Nord et supérieure à 7 kWh/ m2 dans le Sud. Ainsi, les énergies solaires thermique et photovoltaïque constituent l’axe majeur du programme des énergies renouvelables. D’ici 2030, la part de la filière énergie renouvelable sera 40% de la production d’électricité destinée à la consommation nationale.

L’énergie solaire thermique est présente dans ce programme national des énergies renouvelables dans les domaines de la concentration solaire et l’efficacité énergétique. La concentration solaire représente à elle seule deux tiers (2/3) de la puissance à installer. En 2030, pour les centrales à concentration solaires, la capacité cumulée à installer prévue est de 7200 MW, soit environ 32% par rapport à la production nationale d’électricité. Par contre, pour le photovoltaïque et l’éolien le cumule de puissance prévu est de 4800 MW, ce qui correspond à environ 8% par rapport à la production nationale d’électricité.

Actuellement, la centrale de Hassi R’Mel est la première et la seule centrale thermodynamique à concentration solaire installée en Algérie. La centrale est hybride, solaire- gaz, d’une puissance de 150 MW dont 25 MW solaire. La concentration solaire est assurée par les collecteurs cylindro-paraboliques.

Le programme d’efficacité énergétique, pour la période 2011-2020, prévoit des actions, principalement, dans le développement du chauffe-eau solaire. Il est prévu d’installer 122 000 m2 pour l’individuel et 60 000 m2 pour le collectif ; l’isolation thermique des bâtiments pour les logements neufs et pour les constructions existantes, l’aide à l’introduction de l’efficacité énergétique dans le secteur industriel ; la conversion au cycle combiné des centrales électriques et la réalisation de deux projets pilotes de climatisation au solaire.

Développement des capacités industrielles du solaire thermique

En Algérie, le potentiel de développement et l’industrialisation du chauffe-eau sont important. Mais la réalité du terrain montre que l’industrialisation du chauffe-eau solaire n’est pas encore amorcée malgré l’existence dans le marché de quelques chauffe-eau solaires fabriqués localement par des opérateurs privés. Ainsi, des actions ont été entreprises par l’Etat pour dynamiser ce secteur du chauffe-eau solaire. Le projet Alsol, piloté par le ministère d’énergie et des mines, a pour rôle d’amorcer la création d’un marché national du chauffe-eau solaire et de favoriser l’implantation d’une industrie locale. Le volet incitation est renforcé par un projet d’installation de 1000 chauffe-eau solaires individuels sur le territoire national. La subvention de l’Etat est à hauteur de 45% du coût du chauffe-eau solaire installé. Le financement est assuré par le fond National de la Maîtrise de l’Energie (FNME).

Dans le domaine de la concentration solaire, le programme national des énergies renouvelables prévoit des actions ambitieuses pour l’industrie des équipements du solaire thermique. Ces actions concerne lancement des études pour la fabrication locale des composants des centrales thermodynamiques (miroirs, fluide caloporteur et block de puissance). Le taux d’intégration visé est de 7% pour la période 2011-2013. Pour la période 2014-2020, en plus des actions de renforcement des capacités d’engineering, il est prévu la construction d’une usine de fabrication des miroirs, d’une usine de fabrication de fluide caloporteur et équipements de stockage et d’une usine de fabrication des équipements du block de puissance. Le taux d’intégration visé est de 50%.

La Division Solaire Thermique et Géothermie du CDER

La Division Solaire Thermique et Géothermie a pour mission de mener la recherche et le développement scientifique et technologique dans les domaines de la thermodynamique, de la thermique solaire et de la géothermie appliquées. Les objectifs s’inscrivent dans le cadre de la politique de développement du pays en général et le développement des énergies à partir de sources renouvelables en particulier (Solaire et thermique). Mener des actions de formation par la recherche et de contribuer dans l’encadrement des étudiants universitaires inscris en poste graduation (masters, magister et doctorat). La division est composée de quatre équipes de recherche : systèmes Basses Températures, concentration solaire, bioclimatique et Géothermie.



La mission de l’équipe de recherche Systèmes Basses Températures est de concevoir, réaliser et tester des dispositifs et des systèmes énergétiques pour, la production d’eau chaude sanitaire, la distillation de l’eau, le séchage de produits agricoles et des plantes médicinales, et la production de froid.

L’équipe Concentration Solaire a pour mission de prendre en charge les aspects scientifiques et technologiques liés à la thématique recherche développement des systèmes à concentration solaire à savoir les centrales solaires thermodynamiques à tour, les centrales solaires thermodynamiques à collecteurs cylindro-paraboliques et à capteurs de Fresnel, les systèmes de concentration solaire autonomes modulables.

L’équipe Bioclimatique a pour tâches d’oeuvrer pour le développement de la bioclimatique et de la recherche du confort dans le bâtiment notamment par une application des règles simples d’une architecture solaire adéquate, une intégration des systèmes solaires dans le chauffage et le rafraîchissement en tenant compte particulièrement des aspects environnementaux et d’efficacité énergétique à travers une réglementation thermique judicieuse.



La mission principale de l’équipe de recherche Géothermie est d’évaluer le potentiel géothermique de l’Algérie et d’établir des atlas géothermiques. L’expérimentation et la mise au point des systèmes utilisant l’énergie calorifique des fluides géothermiques sont des axes étudiés pour les applications suivants : le chauffage de serres agricoles, le chauffage et climatisation de l’habitat et la production de l’électricité par la voie géothermie.