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A Ouarzazate, la tour Noor 3 : l’usine solaire aux deux lunes

Par Nicolas Gutierrez C
A Ouarzazate, la tour Noor 3 : l’usine solaire aux deux lunes

Au sud du Maroc, se dresse la plus grande tour d’énergie solaire au monde, sortie tout droit d’un film de science-fiction. Reportage.

Au milieu du paysage lunaire d'Ouarzazate, la tour Noor 3 regarde du haut de ses 243 mètres les milliers de miroirs qui dansent autour d'elle au rythme du Soleil marocain, comme une fusée prête à décoller d'une planète lointaine vers l'une de ses deux lunes... Deux lunes ? Serait-ce l'altitude du site qui nous donne des mirages ? Ou juste une illusion de plus, comme ils en font tous les jours dans cette ville considérée l'Hollywood africain ? En fait, cet effet optique est le produit d'un test réalisé sur les miroirs qui alimentent la tour en lumière. Une fois par an, et seulement pendant quelques heures, le mécanisme de rotation des miroirs est testé en dirigeant tous les rayons de Soleil qu'ils reflètent vers deux points focaux dans le ciel, créant les deux lunes de Noor 3.

Une usine solaire qui peut se passer du Soleil

En fonctionnement depuis octobre 2018, cette tour à énergie solaire concentrée (CSP) est actuellement la plus puissante au monde, avec une puissance de 150 mégawatts (MW) - cela correspond à la consommation énergétique d'environ 65.000 foyers français. Et grâce à un système de stockage de chaleur, elle peut fabriquer de l'électricité même la nuit, des heures après le coucher du Soleil. Une capacité aussi futuriste que son design, qui a inspiré le dernier film de science-fiction interprété par Jean Reno (en production), où ils la font justement passer... pour une fusée spatiale !

"Les tours à énergie solaire concentrée utilisent des miroirs, appelés des héliostats, pour refléter la lumière du Soleil et la diriger vers un récepteur situé au sommet de la tour", décrit Youssef Stitou, chef de projet au complexe solaire de Masen, l'Agence marocaine pour l'énergie durable. Ces 7400 miroirs, qui peuvent pivoter sur leurs deux axes, sont disposés au sol. Leur contrôle, individuel, est mû par un algorithme qui dicte leur angle d'inclinaison en fonction de la position exacte du Soleil dans le ciel. Ainsi, les rayon solaires sont focalisés continuellement sur le récepteur : cette zone noire, en haut de la tour, est celle où est concentrée la chaleur dardée par les feux de Phoebus.

Une solution de sel fondu pour capturer la chaleur

Ce récepteur est constitué de tubes d'environ un centimètre de diamètre par lesquels passe du sel fondu (mélange de nitrate de sodium et nitrate de potassium). Cette solution est chauffé par les rayons du Soleil qu'illuminent la tour pendant la journée. "Ce sel fondu atteint des températures autour de 565°C pour ensuite transférer cette chaleur à de l'eau grâce à des échangeurs thermiques situés en bas de la tour, afin de produire de la vapeur à haute pression et générer de l'électricité", détaille M. Stitou.

Chaque jour, 45.000 tonnes de sel remontent la tour pour capturer la chaleur du Soleil marocain et l'utiliser pour la production d'énergie, mais cette chaleur peut aussi être stockée dans le sel pour une utilisation ultérieure. "Ce mécanisme permet de mieux contrôler le niveau d'électricité produit à un moment donné en fonction des besoins du réseau électrique, explique Youssef Stitou. Si on n'a pas besoin de plus d'énergie, on peut stocker le sel chaud et s'en servir au moment où le réseau a besoin de ce surplus d'énergie : c'est comme une batterie sauf qu'on n'emmagasine pas de l'électricité, mais la chaleur nécessaire à la production de cette électricité".

Ce stockage thermique est moins onéreux que celui impliquant des batteries adaptées au solaire et permet de produire de l'énergie même pendant la nuit : "On peut produire à capacité maximale pendant 7,3 heures après le coucher du Soleil, mais puisque les besoins énergétiques du pays sont plus bas pendant la nuit, en vrai nous pouvons produire de l'énergie continuellement, en fonction des besoins horaires du réseau", se félicite-t-il.

Une énergie efficace et propre

Le site d'Ouarzazate présente plusieurs qualités qui le rendent idéal pour la production d'énergie solaire : "Nous sommes ici à près de 1200 mètres d'altitude, ce qui augmente l'exposition solaire, dans une zone plate où il n'y a pas d'ombrage et où le Soleil brille presque tous les jours de l'année, sourit M. Stitou. Ces caractéristiques font que la DNI (direct normal irradiance ou irradiation directe du soleil, ndlr) est très élevée et permet d'atteindre de hautes températures plus rapidement, augmentant le rendement".

Grâce à cette DNI exceptionnelle, la tour Noor 3 permet de produire annuellement 2400 kWh (kilowatt heure) par mètre carré. Si pareil instrument était installé en Français, le taux de production serait moitié moindre ! Autre atout de l'usine marocaine : non seulement la tour produit beaucoup d'énergie propre, mais en plus elle recycle la vapeur d'eau qu'elle génère afin de diminuer au maximum l'utilisation de l'or bleu. En effet, la vapeur est récupérée après avoir servi à produire de l'électricité et elle est condensée à nouveau grâce à des ventilateurs qui la refroidissent pour ainsi retourner à l'état d'eau, ensuite réutilisée pour fabriquer... de la vapeur.

Un vrai circuit fermé où les ventilateurs utilisent l'énergie produite sur place. Finalement, ce n'est peut-être pas une fusée spatiale, mais avec sa grande capacité de production d'énergie propre et sa faible consommation d'eau, Noor 3 propulse le Maroc vers le futur des énergies renouvelables.

Post-scriptum: 
Une fois par an, les miroirs sont testés en focalisant la lumière du soleil sur deux points dans le ciel, créant ces deux « lunes » qu’entourent Noor 3. CRÉDIT : NICOLAS GUTIERREZ C.

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