2 Le Sénégal, berceau un peu oublié de l’industrie solaire des années 1960-70

Note de l’éditeur : Le texte qu’on va lire ci-dessous est issu de l’intervention de Jean-Pierre Girardier à la Faculté des Sciences juridiques et politiques de l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar le 2 mai 2016. Cette intervention marquait son retour pour la première fois depuis 34 ans au Sénégal, avec son épouse, pays où il avait conduit ses premiers travaux, soutenu sa thèse, vu la naissance de son premier enfant. Les participants aux journées d’études, jeunes et moins jeunes Sénégalais, collègues des facultés des sciences ou de droit de Dakar ou de Chambéry, ont tous été marqués par sa passion et ses convictions à la fois sociales et techniques en faveur de l’énergie solaire, et notamment le solaire thermodynamique de basse température, que ni les échecs, ni les années passées n’ont réussi à entamer. On trouvera dans d’autres publications et sur le blogue « L’Afrique solaire » des éléments complémentaires, notamment techniques, sachant qu’une partie de l’histoire qui est évoquée ci-dessous est tout juste en voie de commencer à s’écrire (Girardier, 1963; Girardier et Masson, 1964; Girardier et Clémot, 1976; Girardier et Renau, 1979; Girardier, 1981; Girardier, 1995; Caille, 2016; Caille, 2017). Une forme de reconnaissance tardive de l’importance de ce qui fut réalisé à Dakar en matière d’énergie solaire dans ces années 1960-1970 et de réinscription dans une histoire mondiale plus large des énergies renouvelables, est semble-t-il, en cours. En 2018, « si Dieu le veut », une maquette de la première station de pompage solaire thermodynamique de village élaborée par Jean-Pierre Girardier et son équipe, et installée à Médina en 1975 (80 km au nord de Dakar), devrait ainsi entrer au Musée des Arts et Métiers à Paris, tandis qu’un autre exemplaire sera installé à Dakar.

C’est l’histoire d’un petit groupe d’hommes qui, en Afrique comme en France, ont cherché et innové avec persévérance pour apporter de l’eau et du travail dans les pays qu’on dit aujourd’hui du Sud, ou du « grand Sud », et qu’on désignait alors sous le terme de « tiers-monde ».

Tout a commencé lors d’une rencontre en février 1962 entre le Doyen de la Faculté des sciences de Dakar, le Professeur Masson, et le jeune ingénieur que j’étais, « bombardé » alors que je finissais mon service militaire, comme professeur de mathématique au lycée Van Vollen Hoven de Dakar.

Sachant que j’avais quelques notions de thermodynamique, il m’a déclaré :

Jeune homme, vous connaissez le principe de Carnot. Or en Afrique nous avons le soleil qui est une source chaude et l’eau, une source froide, mais qui est aussi un besoin essentiel surtout dans les zones sahéliennes. Entre ces deux sources, on doit pouvoir créer de l’énergie.

C’était le « cahier des charges » du professeur Masson.

C’est au laboratoire de physique météorologique de Dakar-Fann que j’ai travaillé près de six mois avec l’aide de mes collègues M’Bow et Guennec. Le doyen Masson, à son retour de vacances, en octobre 1962, découvre le drôle d’engin étrange qui était la première pompe solaire à capteurs fixes.

Et contre toute attente, elle fonctionnait!

La quantité d’eau pompée était certes modeste, car à 30 m, elle refoulait à peine suffisamment d’eau pour abreuver un vautour de passage…

Mais elle fonctionnait!

Du coup, la télévision s’est dérangée, et le CNRS lui-même est venu constater cette improbable réussite…

Dans l’enthousiasme, le doyen obtient un petit budget : et pourquoi ne pas passer à un capteur de 300 m², et espérer faire tourner une turbine?

Ce fut le projet ITTEC, conçu alors que j’étais retourné à Zurich, mais travaillant toujours avec le doyen Masson.

Ce projet fut une demi-réussite, ou un demi-échec, selon le point de vue. Autant le grand capteur fonctionnait à merveille, autant le cycle thermique nous dépassait complètement, étant donné le peu d’informations techniques à notre disposition.

Puis nous devenons raisonnables, et nous réalisons un nouveau prototype, en 1968 : la pompe Nadge. C’est enfin une pompe solaire de laboratoire, mais réellement opérationnelle, avec un moteur très adapté, fabriqué dans l’usine Mengin dont j’avais pris entre temps la direction à Montargis dans le Loiret (France).

C’est sur cette base que pourra être réalisée la pompe Segal, en 1969, qui fonctionna plus de 10 années à l’institut de physique de Dakar-Fann.

Elle nous a tout appris…

Mais jusque-là nous n’avions pas expérimenté sur le terrain, et deux occasions se sont alors présentées.

La première au Niger avec le professeur Abdou Moumouni, un scientifique de renom, qui privilégiait les recherches dans son pays avec des technologies qu’on pouvait maîtriser (Moumouni, 1964, voir la dernière partie du livre). Connaissant les expérimentations de Dakar, il décida de réaliser avec nous une première pompe opérationnelle à Bossey Bangou, près de Niamey, pour alimenter un réservoir de 100 m³.

Cette pompe eut un gros succès, avec la visite du Président Amani Diori (Président du Niger), et même de scientifiques chinois!

Le professeur Moumouni avait comme ambition de faire fabriquer par l’Afrique elle-même les unités solaires, et parallèlement il poursuivait des recherches, notamment sur les récepteurs solaires cylindro-paraboliques.

Il était incontestablement sur la bonne voie!

Puis, et ce fut la seconde opportunité de test « grandeur nature », avec l’aide de la société d’exploitation minière Miferma, nous avons réalisé une installation dans le désert mauritanien, dans la petite cité de Chinguetti.

Nous serons sur cette installation une seconde fois servis par la chance : du fait de l’éclipse de soleil qui devait être observée à Atar, à une centaine de kilomètres, nous avons vu arriver de façon totalement imprévue plusieurs journalistes de grands journaux français (Le Monde, Le Figaro, La Croix, Charlie Hebdo...), lesquels vont nous apporter une publicité exceptionnelle et inattendue!

Cet événement, et plus largement la période, correspondront à la montée d’un intérêt grandissant pour l’énergie solaire.

Le grand congrès de l’UNESCO organisé à Paris en 1974 et intitulé « Le soleil au service de l’homme » en est le symbole.

Et c’est sur cette lancée que nous avons créé la SOFRETES (Société française d’Étude Thermique et d’Énergie Solaire), à Montargis dans le Loiret (France), le 10 octobre 1973. Mais nous n’avons pas oublié le Sénégal et avons aussi créé la SINAES (Société Industrielle des Applications de l’Énergie Solaire).

Ainsi commença l’aventure industrielle.

Le premier grand ensemble de réalisations fut d’abord au Mexique. Un ministre mexicain, Viscaïno Murray, lisant dans un avion de retour de France l’un des journaux mentionnés plus haut, nous envoya peu après un conseiller qui nous invita à rencontrer le Président du Mexique, Luis Echeverria, premier chef d’État s’intéressant réellement au solaire!

Au final, le Mexique commanda 20 stations réparties dans différents lieux du pays. Le toit de chacune servait à la fois de capteur et de toit pour une école…

Cette phase de développement des pompes solaires thermodynamiques aura duré quatre ans.

Il y avait dans ces années 1970 un réel enthousiasme pour cette nouvelle source d’énergie. Et nous étions à peu près seuls sur le marché!

Le photovoltaïque existait déjà, mais il restait encore très coûteux et réservé à l’industrie spatiale.

La SOFRETES avait regroupé des partenaires prestigieux (Total, Compagnie Générale d’Électricité, Commissariat à l’Énergie atomique (CEA)…), et la demande venait de partout : les pays du Sahel, l’Arabie Saoudite, l’Iran, le Mexique…

Rapidement, certains souhaitèrent de plus grosses puissances, notamment au Mexique, où nous réalisâmes la première centrale électrique solaire (et la plus puissante au monde alors) à San Luis de La Paz.

Nous avons ensuite réussi à réaliser en 1979, avec l’aide de la coopération française, Diré (nord du Mali), qui a été à nouveau la plus grande station solaire au monde. Elle entraînait trois groupes de 25 kWc et pouvait irriguer 100 hectares!

Il faut d’ailleurs associer à cette belle réussite Jean-Paul Durand, l’un des deux ingénieurs détachés du CEA à la SOFRETES, et rappeler qu’avec son collègue Max Clémot, ainsi que l’ensemble des personnels, dont l’un des premiers fut Marc Jacquet-Pierroulet, qui avait travaillé avec Abdou Moumouni, ce furent leur passion et leur engagement dans cette aventure qui l’ont rendue possible.

Malheureusement, après un an de fonctionnement, nous avons dû l’arrêter, car l’exploitation agricole n’a jamais été mise en place ni la formation du personnel par l’État malien, et son fonctionnement mobilisait l’un de nos techniciens en permanence.

C’était pourtant un tournant prometteur dans la vie de cette entreprise solaire naissante qu’était SOFRETES!

En effet, parallèlement, la technique photovoltaïque, fortement aidée par des industriels européens, et surtout chinois, devenait progressivement plus abordable et plus simple à mettre en œuvre, notamment pour les puissances petites et moyennes.

Nous avions réalisé nous-mêmes au Sénégal une pompe photovoltaïque à Mont-Rolland et moi-même, via mon association Calao (http://www.calaoasso.org), je continue aujourd’hui encore à installer des pompes solaires photovoltaïques, par exemple au Mali à Sandama en 2014.

Mais malheureusement notre objectif important de maîtrise de l’énergie solaire en Afrique même, et la possibilité de fabrication locale, a disparu!

Du côté de la SOFRETES, la toute dernière réalisation a été marquée par le désir de monter en température et en puissance, et ce fut d’ailleurs ma dernière réalisation d’envergure avec le CEA, qui conçut et fabriqua le capteur. Il s’agissait de la station réalisée en 1980 à Alméria en Corse, qui préfigurait les futures stations électriques de plusieurs mégawatts actuelles, qui ne sont pas toutes photovoltaïques, vous le savez!

Mais SOFRETES, qui rappelons-le, était une petite structure d’une trentaine de salariés, n’a pas su ou pu faire face à temps à certaines évolutions. En près de 20 ans, nous avons créé près de 70 stations solaires dans dix pays dans le monde. Mais lorsque mes partenaires industriels ont souhaité diminuer les capacités de recherche de SOFRETES, je me suis vu contraint de démissionner!

Pourtant, aux États-Unis en particulier, de grandes stations solaires thermodynamiques, certaines de plusieurs centaines de mégawatts, sont apparues au fil des années 1980. De fait, les Américains se sont intéressés à nos recherches, et ils m’avaient même invité pour un séminaire restreint et très sélectif à l’Université de Standford. Et il est à noter que la plus grande centrale solaire actuelle au monde, située au Maroc, est également thermodynamique!

De cette belle aventure, on peut en définitive tirer les enseignements suivants.

Le soleil, surtout dans des pays comme le Sénégal, est la solution de l’approvisionnement énergétique du futur. C’est une énergie renouvelable, inépuisable, et qui ne perturbe pas notre environnement.

C’est le domaine qui doit focaliser toutes les recherches en matière énergétique. En effet, il ne faut pas se contenter de ce qu’on a aujourd’hui! Car on n’a pas beaucoup avancé depuis 30 ans. La COP 21 a fixé des objectifs ambitieux, mais à ma connaissance, rien ou presque pour la recherche…

Va-t-on se contenter de la technologie actuelle, qui se traduira par l’équipement de l’Afrique avec des cellules photovoltaïques fabriquées en Chine et des techniques et des techniciens qui viennent d’ailleurs ?

Mon ami le professeur Abdou Moumouni doit se retourner dans sa tombe!

De grands domaines restent par ailleurs à explorer. À titre d’exemple, le stockage de l’énergie, car le soleil n’est efficace que le jour. Pour le pompage, il peut se concentrer pendant les périodes d’ensoleillement, et l’eau peut se stocker dans des réservoirs distribuant l’eau toute la journée. Mais pour la fourniture d’électricité, c’est une autre affaire! Que certains résolvent avec des stations hybrides, mais ce n’est qu’une solution partielle.

Il est également fondamental que les pays futurs utilisateurs de l’énergie solaire maîtrisent eux-mêmes les techniques de mise en œuvre. C’était l’objet du CRES (Centre Régional d’Énergie solaire) de Bamako, décidé en 1984 par les Chefs d’État de la CEAO (Communauté économique de l’Afrique de l’Ouest), lesquels avaient envisagé de grands projets communautaires, dont l’École des Mines à Niamey, un Centre de Gestion à Dakar et, outre le CRES, une Unité de Production Système (UPS) à Bamako. Le centre de Bamako est toujours debout, mais la recherche et la formation y ont disparu!

Ces grands projets communautaires ne se sont pas tous concrétisés pour différentes raisons. Mais si on relit la déclaration des chefs d’État, bien oubliée aujourd’hui (voir en annexe de ce texte), on a le sentiment qu’on était pourtant alors sur la bonne voie.

Suite à la COP 21, il est très important pour les pays africains, et notamment le Sénégal, de maîtriser les technologies des énergies renouvelables, et en particulier du solaire, et si possible d’en réaliser une grande partie sur place. Ceci pourrait entraîner de nombreuses créations d’emplois dans différentes disciplines.

C’était le rêve de plusieurs d’entre nous!

Et je souhaite vivement que cet espoir et cette volonté soient encore aujourd’hui partagés par les scientifiques et ingénieurs de vos pays sahéliens.

Références

Caille, Frédéric. 2016. « Une vidéo de Jean-Pierre Girardier en 1980 ». Carnet de recherche. L’Afrique solaire (blogue). 18 octobre 2016. https://afrisol.hypotheses.org/82

Caille, Frédéric. 2018. « L’énergie solaire thermodynamique en Afrique. La Société française d’Études thermiques et d’Énergie solaire, ou SOFRETES (1973-1983) ». Afrique Contemporaine, Premier trimestre (Numéro spécial « L’énergie en Afrique »).

Girardier, Jean-Pierre. 1963. « Les pompes solaires ». Dakar : Université. http://www.sist.sn/gsdl/collect/butravau/index/assoc/HASH80f5.dir/THS-4658.pdf

———. 1981. « L’énergie solaire ». In L’énergie, 72-83. Paris : Bordas.

———. 1995. « Les pompes solaires thermodynamiques et leur histoire ». In L’énergie solaire en France, Éditions du Comité des travaux historiques et scientifiques, 127-43. Paris : Herléa Alexandre.

Girardier, Jean-Pierre, et Max Clémot. 1976. « Design and Performance of a Simple Solar Pump for Lift Irrigation Purposes ». Annals of Arid Zone 15 (3):146-54.

Girardier, Jean-Pierre, et Henri Masson. 1964. Les moteurs solaires à collecteurs plans. (Extrait du numéro de septembre 1964 des Annales des Mines). Imprimerie Nationale.

Girardier, Jean-Pierre, et Jean-Pierre Renau. 1979. L’homme qui croit au soleil (un pionnier de l’énergie solaire). Paris : Cerf.

Moumouni, Abdou. 1964. « L’énergie solaire dans les pays africains ». Présence Africaine. Article reproduit dans la dernière partie du livre.

Annexe 1 : Chronologie de la SOFRETES

• 1963 : Jean-Pierre Girardier, au terme de sa thèse, fait fonctionner une première pompe solaire thermodynamique.
• 1964 : Reprise de la direction de la PME Mengin (90 personnes) créée par le grand-père maternel de Jean-Pierre Girardier, Pierre Mengin, créateur d’hydro-pompes pour puits profonds et ami de Gustave Eiffel, qui fabriquera les pompes vérins d’équilibrage de la tour parisienne.
• 1969 : première installation d’un modèle de pompe Masson-Girardier dans un village à Bossey Bangou, au Niger, sur l’installation expérimentale du laboratoire d’Abou Moumouni.
• 1972 : Jean-Pierre Girardier rencontre Christian Marbach président de SOFINNOVA (Société pour le financement de l’Innovation) et son assistant, qui soutiendront l’éclosion de la SOFRETES. De même Jean Deflandre, responsable de l’ANVAR (Agence Nationale de Valorisation de la Recherche) sera un soutien actif.
• 10 octobre 1973 : création de la SOFRETES, société au capital de 120 000 euros : 25 % Jean-Pierre Girardier; 26 % famille Mengin; 24,5 % SOFINNOVA; 24,5 % ANVAR.
• Fin 1973 : Jean-Pierre Girardier se rend au Mexique avec Jean Deflandre de l’ANVAR et Max Clémot, ingénieur au CEA, sur invitation du gouvernement mexicain. Ce sera la première grosse commande, avec 20 pompes installées entre 1974 et 1977, dont la centrale de San Luiz de La Paz de 25 kW (plus grande au monde, achevée en 1975).
• Fin 1974 : création du GIE PROMÉTHÉE, Groupe Intérêt économique et industriel entre le CEA et la SOFRETES. Le responsable de la DCINN (Direction de la Coopération industrielle non nucléaire) du CEA remet une note à l’Administrateur général délégué qui envisage un potentiel de développement à court terme de 2 installations de 25 kW (une au Sénégal et une au Mexique), 1 000 de 1 kW à l’échelle mondiale, et 30 à 100 de 50 kW pour une autre commande mexicaine. Les ingénieurs Max Clémot et Jean-Paul Durand sont détachés du CEA à PROMOTHEE-SOFRETES et resteront jusqu’à la liquidation.
• Juin 1975 : changement de la structure de capital de la SOFRETES. 51 % Mangin (dans laquelle Renault Moteur Développement est devenu majoritaire); 20 % CEA; 20 % CFP (Compagnie française des Pétroles, qui deviendra Total); 5 % Technigaz; 4 % ANVAR et SOFINNOVA.
• Fin 1975 : mise en service de la centrale solaire de San Luiz de La Paz au Mexique (pompage et électricité), la plus importante au monde.
• Février 1978 : CEA-SAPEC, société de conseil ayant obtenu en Iran l’exclusivité du développement de l’énergie solaire, propose au ministère de l’énergie iranien un programme de construction de 12 centrales solaires (entre 1978 et 1981) pour un coût total de plus de 112 millions d’euros.
• 1978 : le capital de la SOFRETES est doublé avec la reprise de la société Mengin en intégralité par le CEA et le retrait de Renault, et l’entrée de nouveaux partenaires : 45,25 % Mangin (devenu CEA, qui revendra la fabrique de pompes à la liquidation en 1983); 20 % CEA; 8,75 % TOTAL-CFP; ALSTHOM 20 %; 5 % CIPEL; 1 % ARMINES
• 8 octobre 1978 : inauguration de la centrale solaire de Diré au Mali (pompage et électricité), la plus importante au monde, par les ministres Lamine Keita et Robert Galley.
• Décembre 1979- avril 1980 : départ de Jean-Pierre Girardier. Il est remplacé par Albert Teboul et M. Morin, originaires d’une filiale du CEA, pendant 2 ans. Puis Jean Rastoin, directeur au CEA, qui fera la liquidation en 1983.
• 1982 : dernière demande d’aide au Ministère de l’Énergie pour les projets restés en plan : Diakhao et Bakel au Sénégal; El Harawin en Égypte; Vignola en Corse.

Annexe 2 : Installations solaires thermodynamiques réalisées par la SOFRETES