14 L’énergie solaire dans les pays africains (1964)

Abdou Moumouni Dioffo

Article publié en 1964 dans la revue Présence africaine (numéro 2, pp. 96-126), avec un sous-titre : « Les voies de son utilisation et les possibilités qu’elle ouvre au développement économique et social des campagnes africaines et à la mise en œuvre d’une politique rationnelle de l’énergie par les pays africains »

De l’importance et du rôle de l’énergie dans le monde moderne. Problèmes énergétiques des pays africains et les voies de leur solution

Le rôle et l’importance de l’énergie sous toutes ses formes (combustibles classiques, houille, hydrocarbures liquides et gazeux; électricité; combustibles nouveaux, uranium et autres matières premières de l’énergie « atomique ») dans la vie moderne découlent fondamentalement de ce fait que la « fée énergie » est devenue un des moyens essentiels de la transformation de la nature par l’homme contemporain, transformation qui est aussi et simultanément celle des conditions de vie et d’être (matérielles, comme spirituelles) de l’homme lui-même. Il n’est donc pas étonnant qu’il soit devenu classique de caractériser le développement d’une société donnée, en tant que se rapportant précisément à l’ampleur de la transformation déjà réalisée de la nature par l’homme de cette société, et, parallèlement, des conditions de vie et d’être de ce dernier, par la consommation d’énergie par tête d’habitant. De fait, l’on sait que les pays développés se singularisent sous cet angle par l’importance, les pays sous-développés par la faiblesse de leur consommation respective d’énergie. Il n’est guère besoin de grands discours pour faire constater et comprendre que la progression de la production et de la consommation d’énergie est un impératif du développement; d’où la progression constante des besoins en énergie et de sa consommation dans le monde.

D’un point de vue tout à fait général, les sources d’énergie actuellement exploitées ou décelées (gisements de houille, tourbe ou lignite, réserves de pétrole et de gaz naturel, gisements d’uranium, etc.) sont non seulement toutes épuisables, mais même s’épuisent à un rythme rapide : témoin la mise en exploitation des anciennes réserves, la fermeture d’anciens puits et mines et la recherche effrénée et permanente de nouveaux gisements, accompagnée de la mise en œuvre de tous les moyens politiques et économiques susceptibles d’en assurer le contrôle par telle ou telle puissance ou groupe de puissances dans le monde. Et ce trait ne peut aller que s’accentuant au fur et à mesure de la croissance de la consommation d’énergie dans le monde, surtout si l’on tient compte des besoins des pays actuellement sous-développés qui se révèlent heureusement très souvent propriétaires – aujourd’hui encore théoriques – des gisements les plus importants parmi ceux actuellement connus. De plus, les combustibles classiques (houille, pétrole et gaz naturel) tendent de plus en plus à devenir le point de départ d’industries nouvelles : matières plastiques, fibres et résines synthétiques, etc., ce qui contribue à en augmenter très notablement la consommation à l’échelle mondiale. Les considérations qui précèdent suffisent à expliquer l’éveil de l’intérêt porté par les pays développés à l’utilisation de l’énergie solaire.

Quant aux pays africains et aux pays sous-développés, d’une façon plus générale, s’ils semblent aujourd’hui littéralement « gâtés » par la Providence pour ce qui est des sources classiques et nouvelles d’énergie (hydrocarbures et minerais d’uranium en particulier), il vaut cependant d’être remarqué que la consommation ira en augmentant de façon très importante, compte tenu de l’exportation. Eu égard au rôle des hydrocarbures (pétrole et gaz naturel) comme matières premières d’industries aussi intéressantes pour nos pays que celles des plastiques et autres polymères, les pays africains n’ont évidemment aucun intérêt à consommer eux-mêmes (a fortiori faire consommer par d’autres) sans discernement leurs réserves pour les épuiser aujourd’hui ou dans un proche avenir. S’il est vrai que les réserves existantes d’énergie hydro-électrique (Niger, Congo, Nil, région des Grands Lacs, etc.) sont elles aussi importantes, l’on doit réaliser qu’elles seront à plus ou moins brève échéance insuffisantes pour couvrir tous les besoins en énergie d’une Afrique industrialisée : fourniture d’énergie aux agglomérations urbaines, aux différents complexes industriels et à une agriculture de plus en plus mécanisée. Par ailleurs, remarque à notre avis capitale, les caractéristiques géographiques et démographiques de notre continent : grande superficie (donc grandes distances), faible densité de population, prédominance de l’agriculture au départ et existence de conditions naturelles exceptionnelles pour un grand nombre de cultures, enfin abondance de matières premières indispensables à la mise sur pied d’ensembles industriels divers, tout montre qu’il faudrait un réseau de distribution exagérément développé si l’on envisageait la solution de l’électrification du pays par les voies classiques; il semble au contraire plus rationnel de s’orienter vers l’utilisation de réseaux électriques pour l’alimentation de grands ensembles ou complexes industriels judicieusement répartis et implantés en fonction des matières premières à traiter, pour le développement des agglomérations urbaines qui posent et poseront tant de problèmes, pour la mise sur pied enfin de zones de culture intensive et des industries qui en dépendront. Par contre, l’énergie solaire (et l’énergie « atomique ») disponible partout, et particulièrement dans les zones saharienne et sahélienne, où justement le développement de l’agriculture et de l’élevage est conditionné par la solution du problème de l’eau (problème qui se ramène à la fourniture d’énergie) pourrait devenir la source principale d’énergie pour les petites agglomérations de brousse et leurs activités diverses – agricoles, artisanales – sous la forme de stations de faible ou moyenne puissance. Dans l’immédiat, elle semble offrir une des voies les plus adaptées susceptibles d’être à la base d’une progression rapide de la campagne africaine, du moins dans la zone sahélienne où elle est disponible dans les conditions les plus favorables.

Une telle orientation en matière de politique énergétique nous semble être la plus intelligente, en même temps d’ailleurs que la plus spécifiquement africaine; encore faudrait-il, pour qu’elle fût possible, que la Balkanisation actuelle des pays de l’Afrique Noire soit liquidée, préalable indispensable à tout progrès réel et à la mise en œuvre des potentialités immenses qui sont celles des pays africains[1].

Mais les ressources africaines d’énergie solaire permettent-elles de fonder de si grands espoirs? D’aucuns pensent peut-être déjà qu’il s’agit ni plus ni moins d’élucubrations d’intellectuels en mal d’occupations « concrètes ». Nous examinons cette question dans ce qui suit, sur la base des données actuellement disponibles.

Ressources africaines d’énergie solaire

A. Les différents facteurs qui déterminent l’importance et les possibilités d’utilisation de l’énergie solaire

Avant d’aborder l’examen et l’analyse des chiffres, nous passerons en revue les différents facteurs servant à caractériser l’importance de l’énergie solaire et les possibilités de son utilisation. S’agissant en fait de la chaleur déversée quotidiennement par le soleil en un point donné de la terre, il est facile de comprendre que trop de facteurs exercent une influence dans ce domaine pour pouvoir être analysés en détail ici : position géographique, conditions climatiques, voire microclimat du lieu d’observation, etc. On peut cependant retenir comme caractéristiques les plus essentielles :

  • l’ensoleillement, soit que l’on considère la durée totale d’ensoleillement, soit que l’on s’intéresse plus particulièrement à l’ensoleillement continu;
  • l’importance du flux du rayonnement solaire[2] sur la surface de la terre (surface horizontale) ou sur une surface orientée perpendiculairement aux rayons solaires.
  1. La durée d’ensoleillement est le nombre total d’heures par jour, semaine, mois, saison ou année pendant lesquelles les rayons du soleil atteignent la surface de la terre : plus cette durée est importante, et plus est grande la quantité de chaleur apportée par le soleil pendant le laps de temps considéré (jour, mois, saison, année). La durée d’ensoleillement elle-même dépend de facteurs géographiques et climatiques : latitude du lieu, son altitude par rapport au niveau de la mer, proximité ou non de cette dernière, régime de formation des nuages (nébulosité); ces facteurs déterminent avec d’autres – régime des vents, contexture du sol, présence ou absence d’agglomération industrielle – la transparence de l’atmosphère pendant la période envisagée; toutes choses intimement liées à la géographie physique et humaine du lieu intéressé. Bien entendu, la notion d’ensoleillement est elle-même relative : il y a toujours plus ou moins de soleil (de jour bien sûr) même en présence de nuages et une définition précise est en fait admise dès qu’on adopte un procédé de mesure déterminé.
  2. D’un autre côté, et du point de vue des possibilité pratiques d’utilisation de l’énergie solaire, on peut comprendre la grande signification que revêt la durée d’ensoleillement continu, qui correspond, comme son nom l’indique, à un ensoleillement sans interruption dès qu’il s’agit d’utilisation pratique de l’énergie solaire, en fait de la transformation (on dit aussi la conversion) de cette énergie en d’autres formes d’énergie – électrique, mécanique, etc. Il n’est pas du tout indifférent que l’ensoleillement soit de dix heures séparées par des interruptions ou de dix heures ininterrompues; un moteur ou une batterie solaire travaillant dans les conditions de la première alternative devrait effectuer dix démarrages et dix arrêts (en supposant que son inertie soit négligeable, ce qui n’est pas forcément vrai) alors que la seconde alternative correspond à un seul démarrage; en d’autres termes, le consommateur serait soumis, dans le premier cas, à neuf coupures, et à zéro dans le second. Sans compter que la durée totale de fonctionnement est certainement nettement moindre dans le premier cas que dans le second. On saisit là, directement, l’importance de la durée d’ensoleillement continu.
    En général, pour un laps de temps donné (jour, semaine, mois, etc.) la durée globale d’ensoleillement continu croît, pour un nombre donné d’heures envisagées (2, 3, 4, 6, 7, 8, ou 10 h par exemple), avec la durée totale d’ensoleillement; au contraire, pour un laps de temps et une durée d’ensoleillement total déterminés, le nombre total d’heures d’ensoleillement continu correspondant, diminue quand augmente la valeur de la durée d’ensoleillement continu envisagée.
  3. L’utilisation de l’énergie solaire se ramenant en définitive à la transformation du rayonnement recueilli en d’autres formes d’énergie – mécanique, s’il s’agit d’un moteur solaire, calorifique s’il s’agit d’un four solaire, électrique dans le cas de batteries solaires –, pendant un laps de temps donné, on disposera, toutes choses égales par ailleurs, d’une quantité d’énergie d’autant plus grande que l’énergie du rayonnement solaire disponible par unité de surface et par unité de temps sera elle-même plus importante. Or, s’il est vrai que le rayonnement solaire apporte en moyenne 1/10 de watt par centimètre carré de surface orientée perpendiculairement aux rayons solaires, les valeurs effectivement observées en divers points de la terre oscillent autour de cette moyenne et peuvent s’en écarter très notablement. Précisons d’ailleurs que le flux d’énergie reçue dépend de l’orientation de la surface réceptrice : en particulier, une surface horizontale reçoit une quantité d’énergie variable avec la position du soleil dans le ciel, au cours de son mouvement apparent diurne; il en est de même pour une surface inclinée sur l’horizon ou orientée perpendiculairement aux rayons solaires. En même temps que de la position du soleil et de l’inclinaison de la surface réceptrice, le rayonnement reçu dépend également de l’état de l’atmosphère-nébulosité, humidité, poussières atmosphériques, etc.; bref, des conditions météorologiques.

Enfin, particularité qui mérite d’être signalée et soulignée, le rayonnement solaire qui tombe sur une surface donnée (horizontale ou inclinée sur l’horizon) comprend deux parties distinctes : une première correspond au rayonnement qui s’est propagé directement du soleil à la surface considérée (rayonnement direct); la seconde partie parvient à la surface de différentes directions du ciel et provient de la diffusion du rayonnement solaire par les particules matérielles de l’atmosphère (air, vapeur d’eau, poussières atmosphériques, autres particules du rayonnement cosmique); cette dernière composante du rayonnement solaire porte le nom de composante diffuse (rayonnement diffus ou du ciel) et existe du reste aussi bien le jour que la nuit (rayonnement du ciel nocturne). L’importance relative de l’une ou l’autre des composantes du rayonnement solaire dépend de l’orientation de la surface, de l’état de l’atmosphère et de la position du soleil; par temps clair, le rayonnement diffus peut constituer une fraction du rayonnement total variant entre 1/10 et 1/5, alors que par temps couvert la proportion peut atteindre et même dépasser 50 % du rayonnement total.

B. L’ensoleillement dans les différentes régions de l’Afrique Noire

L’étude qui suit ne s’étend pas de façon égale à toutes les régions de l’Afrique Noire[3] et n’a pas la prétention d’épuiser le sujet. Parmi les données disponibles, nous avons choisi celles relatives à des points géographiques situés dans les différentes zones climatiques (Sahara, Sahel, forêt claire, forêt dense) et présentant par ailleurs une assez grande diversité quant aux autres caractéristiques (altitude au-dessus du niveau de la mer, distance à la mer, latitude, etc.). Le but visé est avant tout de permettre de fixer les ordres de grandeurs, de dégager l’influence des facteurs les plus essentiels, enfin de donner la base d’une orientation correcte dans l’examen des problèmes soulevés par l’utilisation de l’énergie solaire en Afrique Noire (voir tableau I[4]).

a) En ce qui concerne la durée d’ensoleillement continu, les résultats des observations météorologiques, tels qu’ils sont actuellement présentés, ne sont d’aucun secours; il faut donc refaire le dépouillement des héliogrammes (bandes d’enregistrements des héliographes – appareils qui mesurent la durée d’insolation) pour disposer des données requises. Nous avons pu seulement faire ce travail pour sept stations de la République du Niger et sur une période de six années. Les résultats sont les suivants (voir tableau II[5]).

b) Conclusions générales

  1. L’insolation est particulièrement importante pour les points des zones saharienne et sahélienne où, selon la latitude et la proximité de la mer, sa valeur quotidienne varie entre 7 h et 9 h 30, la somme annuelle oscillant entre 2 600 et 3 400 heures. Elle reste encore très appréciable dans la zone de transition entre la savane et la forêt, mais devient faible dans la zone forestière. Fait tout à fait compréhensible et familier à tous ceux qui ont assez parcouru les différentes régions de l’Afrique : l’évolution du régime des pluies (donc de la nébulosité) joue ici un rôle primordial. Il n’est pas sans intérêt de relever que les régions les plus favorisées à cet égard sont aussi celles qui, par contre, sont défavorisées sur le plan de l’abondance des précipitations atmosphériques, et où par conséquent, le problème de l’eau se pose avec une acuité plus ou moins grande, tant en ce qui concerne les besoins stricts de l’homme que vis-à-vis de ceux du bétail et de l’agriculture.
  2. L’importance de l’insolation continue augmente effectivement avec la durée de l’insolation totale; de plus, la durée totale correspondant à l’insolation continue, pour tous les points considérés, est sensiblement stable pour des valeurs de l’insolation continue comprises entre 6 et 9 heures et représente environ la moitié de la durée d’insolation totale, atteignant même les deux tiers pour des durées d’insolation continue se situant entre 3 et 6 heures.
  3. La variation de l’insolation avec le lieu d’observation n’est cependant pas simple, comme le montre une carte que nous avons établie, et sur laquelle sont figurées les lignes d’égale insolation annuelle d’après les données dont nous avons pu disposer.
  4. Au total, de vastes régions de l’Afrique Noire présentent des caractéristiques très intéressantes sur le plan de la durée d’insolation : non seulement la valeur annuelle y est très grande, mais encore les valeurs mensuelles sont remarquablement stables en dehors de deux à trois mois de l’année (saison des pluies) pour lesquelles l’insolation est pourtant encore loin d’être négligeable. Pratiquement, on peut disposer, jusqu’à la limite de la zone forestière proprement dite, de 7 à 9 heures de soleil par jour pour faire fonctionner tel ou tel dispositif de conversion sans trop grande inertie, et en moyenne un jour sur deux il pourra fonctionner de façon continue (voir graphique ci-dessous).

C. L’intensité du rayonnement solaire dans les différentes régions de l’Afrique Noire

Bien qu’un réseau assez important de stations d’observation météorologique existe dans la plupart des pays d’Afrique Noire depuis plusieurs dizaines d’années (certaines stations ont plus de vingt, d’autres plus de trente ans d’existence), on ne dispose, en fait de mesures relatives au rayonnement solaire, que de très peu ou pas de données; la quasi-totalité des stations étaient essentiellement chargées d’observations indispensables pour l’exploitation des lignes aériennes (régime des vents, nébulosité et visibilité, pluviométrie). Seules quelques stations ont été équipées d’héliographes (appareils permettant d’enregistrer quotidiennement l’insolation) : en moyenne une demi-douzaine par territoires de l’ancienne A.O.F., deux à cinq par territoire pour l’ancienne A.E.F., quelques unités au Nigéria, au Kenya, au Congo ex-belge, en Angola… Densité dérisoire, si on songe à l’immensité des espaces. Quant aux mesures quantitatives de rayonnement, on ne s’en est guère occupé, à de très rares exceptions près (Nairobi au Kenya, Elizabethville et Stanleyville au Congo), pour la simple raison que les pilotes n’en ont point besoin.

Il a fallu attendre l’organisation de l’année géophysique internationale pour voir démarrer des mesures de rayonnement pour un nombre d’ailleurs très limité de stations en Afrique Noire; encore, ne s’étendent-elles que sur une période de quelques mois à deux années suivant le cas. D’ailleurs, dès la fin de l’année géophysique internationale, les appareils de mesure ont été remballés et réexpédiés en Europe et les observations interrompues de ce fait; la lacune reste donc à combler, et s’il faut en croire notre propre expérience, elle n’est pas bien près de l’être : les États africains ne se soucient guère ou bien peu de telles questions (les dépenses éventuelles n’ont pourtant rien d’exorbitant), qu’ils laissent volontiers entre les mains de ceux qui sont censés s’en occuper pour nous; ces derniers s’en occupent fort bien, témoin l’aventure qu’a connue une valise d’appareils de mesure que nous voulions amener en Afrique[6]. Quoi qu’il en soit, force nous est de nous en tenir aux seules données existantes, en attendant d’en disposer de plus étendues dans le temps et l’espace africain.

Intensité du rayonnement solaire sur une surface horizontale

Les données ci-dessous se rapportent au rayonnement total (direct plus diffus); de plus les calculs d’intensité moyenne ont été conduits en ne prenant en considération que les 10 heures de la journée (5 avant et 5 après midi, heure solaire du lieu) pour lesquelles l’importance du rayonnement justifie une utilisation éventuelle. Tous les résultats ont été rapportés à une surface de 1 mètre carré et à une durée de 1 heure.

a) Intensité du rayonnement solaire total (direct diffus) sur une surface horizontale en kilocalories par mètre carré et par heure : moyennes pour les différents mois de l’année (voir tableau III).

b) Conclusions d’ordre général

  1. La remarque précédemment faite relativement à la variation de la durée d’insolation quand on passe d’un point géographique ou d’une zone climatique à l’autre reste valable en ce qui concerne l’intensité du rayonnement solaire : celui-ci, de valeur importante presque partout, est particulièrement élevé dans les régions sahéliennes et sahariennes.
  2. Les oscillations d’un mois à l’autre de l’intensité du rayonnement solaire total sur une surface horizontale sont relativement faibles en dehors des mois de la saison des pluies pour lesquels on observe cependant des valeurs qui sont loin d’être négligeables.
  3. Pour différents points situés dans la même zone climatique, l’amplitude des variations de l’intensité du rayonnement solaire total est assez faible en valeur relative : elle est de l’ordre de 10 % et peut, exceptionnellement, atteindre 20 % en valeur relative quand aux autres facteurs pouvant influer sur la transparence de l’atmosphère (altitude, latitude, importance de l’agglomération, etc.) s’ajoute la proximité de la mer.
  4. On peut enfin noter que l’intensité du rayonnement solaire total sur une surface horizontale ne varie pas de façon proportionnelle à la durée d’insolation, ce qui indique une valeur assez notable du rayonnement diffus.

c) Portée pratique des ordres de grandeurs observées pour une surface horizontale.

L’intensité du rayonnement varie entre 300 et 400 kilocalories par mètre carré et par heure pour les régions à climat équatorial, 400–500 et 600 kilocalories par mètre carré et par heure pour la zone sahélienne et atteint même 700 kilocalories par mètre carré et par heure pour la zone saharienne. Du point de vue de la signification pratique de ces chiffres, rappelons que 100 kilocalories peuvent porter 1 kg d’eau de 0 °C à 100 °C ou encore 1,43 kg de 30 °C à 100 °C et transformer en vapeur environ 200 g d’eau (près de 200 litres de vapeur d’eau sous la pression atmosphérique).

C’est dire que la chaleur recueillie par mètre carré de surface horizontale pourrait porter une masse d’eau variant entre 4,30 et 10 kg de 30 °C (valeur moyenne de la température extérieure), à 100 °C (température d’ébullition de l’eau) en une heure, selon la situation géographique du lieu considéré. Si cette chaleur pouvait être intégralement transformée en travail, on pourrait faire monter 300 à 700 litres d’eau du fond d’un puits de 100 mètres de profondeur à la surface du sol en une heure. Utilisée intégralement à chauffer de l’eau de 30 °C à 80 °C, la quantité de chaleur recueillie par mètre carré de surface pendant une heure fournirait alors 6 à 14 kg d’eau chaude (6 à 14 litres). Indiquons enfin que la chaleur recueillie pendant une année équivaudrait, par mètre carré de surface horizontale, à celle fournie par la combustion de 156 à 364 kg de houille de qualité moyenne, soit environ 1/2 à 1 kg par jour.

En fait, toutes les conversions examinées de l’énergie du rayonnement solaire (en chaleur, en énergie mécanique — travail — ou même en électricité) se font avec un rendement inférieur à l’unité; dans le cas de la conversion en chaleur, ce rendement atteint habituellement 50 à 70 %, tandis qu’il plafonne (avec les moyens actuels) à 40 % et 10 à 15 %[7], respectivement pour la conversion en énergie mécanique et en électricité. L’on voit que l’énergie disponible après conversion reste malgré tout importante.

Intensité du rayonnement solaire sur une surface orientée perpendiculairement aux rayons solaires

Une des caractéristiques essentielles de l’énergie solaire est sa grande dispersion; cette particularité a pour conséquence d’imposer aux dispositifs de conversion une surface proportionnelle à l’importance de l’énergie — calorifique, mécanique ou électrique — qui doit être obtenue (toutes choses égales par ailleurs). Il en découle que les performances techniques des dispositifs envisagés (leur rendement en particulier) sont très rapidement limitées par une croissance simultanée des pertes de chaleur, du moins quand on ne concentre pas préalablement le rayonnement solaire, de façon à diminuer notablement la surface effective du dispositif de conversion; parallèlement à l’amélioration des performances techniques (rendement), on aboutit d’ailleurs également à celle des caractéristiques économiques du dispositif de conversion (dépense moindre de matériaux) du fait que le mètre carré de surface du miroir concentrateur revient moins cher que la surface correspondante du dispositif technique de conversion. Mais l’utilisation d’un miroir concentrateur implique que le dispositif suive constamment le soleil pendant son mouvement apparent diurne : de la sorte, ne peut être utilisé que le rayonnement direct qu’on peut caractériser par son intensité sur une surface dirigée perpendiculairement aux rayons solaires.

Aussi, partant des données relatives au rayonnement total sur une surface horizontale, nous avons déterminé l’intensité du rayonnement sur une surface orientée perpendiculairement aux rayons solaires. Dans certains cas, ne disposant pas de mesures du rayonnement diffus, nous avons procédé par comparaison et adopté comme valeur de ce dernier, une fraction du rayonnement total tenant compte des particularités climatiques.

a) Intensité moyenne du rayonnement solaire direct sur une surface dirigée perpendiculairement aux rayons solaires.

Les données ont été également rapportées à 1 mètre carré de surface et une durée d’une heure; comme précédemment, seules les cinq heures avant et après midi (heure solaire locale) ont été prises en considération pour le calcul des moyennes. Précisons enfin que les calculs ont été effectués en adoptant, pour chaque mois de l’année, les valeurs de l’incidence des rayons solaires sur une surface horizontale aux différentes heures de la journée relatives au 15 du mois considéré, de même que la valeur de la déclinaison solaire à cette même date, comme valeurs moyennes valables pour tout le mois. Nous avons obtenu les valeurs consignées dans le tableau n° IV.

b) Conclusions générales

  1. On constate une différence très nette (beaucoup plus accentuée que dans le cas du rayonnement total) entre les différents points géographiques examinés, selon qu’ils se situent dans les zones saharienne et sahélienne ou dans la région équatoriale ou subéquatoriale. Phénomène d’ailleurs prévisible a priori et tout à fait compréhensible si l’on ne perd pas de vue la nébulosité permanente et importante dans la zone forestière où il pleut pendant une fraction importante de l’année, et où le rayonnement diffus (indirect) constitue par conséquent une partie notable du rayonnement solaire total. De fait, les résultats de mesure montrent que le rayonnement diffus, qui est de l’ordre de 20 à 30 % du rayonnement total dans la zone sahélienne (à l’exclusion du mois d’août pour lequel il atteint la proportion de 66 %), est constamment de l’ordre de 50 % et plus du rayonnement total dans les régions à climat équatorial. Ainsi, la moyenne annuelle, qui est de 259 kilocalories par mètre carré et par heure à Léopoldville, est de 600 kilocalories par mètre carré et par heure à Niamey, soit plus du double. Il est en particulier remarquable que la valeur minimum, correspondant au mois d’août à Niamey, soit de 220 kilocalories par mètre carré et par heure, soit presque autant que la moyenne annuelle de Léopoldville. C’est évidemment là un fait dont il faudra tenir le plus grand compte dans la recherche et l’élaboration des moyens d’utilisation de l’énergie solaire en Afrique selon la zone climatique considérée.
  2. On observe (du moins pour les zones saharienne et sahélienne) une augmentation importante de l’intensité moyenne du rayonnement solaire quand on passe d’une surface horizontale (rayonnement total) à une surface dirigée perpendiculairement aux rayons solaires (voir graphique ci-joint). Cette particularité est liée d’une part à la valeur relativement faible du rayonnement diffus dans ces régions, de l’autre au gain qu’entraîne le changement d’orientation de la surface : le rayonnement qui tombe sur une surface horizontale de valeur L2 mètres carrés correspond, pour une surface orientée perpendiculairement aux rayons solaires, à L2cos.i, i désignant l’angle d’incidence des rayons solaires sur la surface horizontale, de sorte que l’intensité du rayonnement est plus grande dans le second cas (voir figure ci-dessous.). Nous donnons aussi à titre indicatif les valeurs de la surface orientée perpendiculairement à la direction des rayons solaires correspondant à une surface horizontale de 1 mètre carré et différents angles d’incidence.
    Ce qui précède souligne l’intérêt de l’utilisation de dispositifs suivant constamment le soleil (cas des miroirs concentrateurs).
  3. Pour un point géographique donné, l’intensité du rayonnement direct ne présente, elle aussi, que peu d’écart d’un mois à l’autre, à l’exception d’un ou deux mois de l’année qui varient éventuellement avec la zone climatique considérée.

Les voies d’utilisation de l’énergie solaire et les possibilités qu’elles ouvrent aux pays africains

A. Considérations générales et remarques préliminaires

Avant d’examiner la question des voies d’utilisation de l’énergie solaire dans les conditions des pays d’Afrique Noire, il n’est pas sans intérêt de discuter un certain nombre d’aspects encore assez controversés relatifs aux perspectives d’utilisation de l’énergie solaire d’un point de vue tout à fait général.

  1. La question de l’intérêt croissant pour l’énergie solaire dans le monde – Points de vue divers et leurs motivations

« La vie, écrit le Professeur américain Farrigton Daniels, était trop aisée avec l’énergie concentrée sous la forme de charbon, de gaz naturel et de la puissance de la vapeur. Nécessité est mère d’invention, et les savants et ingénieurs les plus capables de créer des dispositifs pour l’utilisation directe du soleil vivaient dans les pays industrialisés où il n’y avait aucune nécessité à développer l’énergie solaire. Le fait est qu’elle y est également peu importante en général (Abdou Moumouni), mais ces conditions sont en train de changer, et il y a plusieurs facteurs qui contribuent à notre intérêt nouveau pour l’énergie solaire. Nous réalisons, comme jamais auparavant, que nos combustibles fossiles — houille, pétrole, gaz naturel — ne dureront pas éternellement. Plusieurs études minutieuses ont été publiées ces dernières années, qui soulignent que l’épuisement de nos réserves viendra plus tôt que nous ne le pensions. Aux États-Unis, si riches en pétrole, le problème peut être celui de nos petits-fils, mais certains pays sentent déjà la gêne d’une diminution de charbon de haute qualité et d’exploitation facile. De plus, la population du monde augmente rapidement et les besoins en énergie abondante augmentent encore plus vite. Toute appréciation de la durée des réserves de combustibles basée sur une consommation au rythme du passé est absolument sans réalisme. » (Daniels, 1956 : 18-22).

Ces lignes expriment, à de rares nuances près, le point de vue et les motivations profondes qui sont ceux des laboratoires nationaux ou privés de la plupart des pays développés. Il est vrai qu’à ces considérations on joint souvent des déclarations du style « philanthropique » en direction des pays sous-développés qu’on affirme vouloir aider techniquement à utiliser l’énergie solaire; mais c’est un fait que de telles déclarations ne couvrent souvent que la recherche de nouveaux marchés et se révèlent simples phrases creuses de circonstance. Une des meilleures preuves, s’il en est besoin, est que l’utilisation de l’énergie solaire la plus développée actuellement est celle relative aux chauffeurs d’eau et au chauffage, questions qui n’intéressent essentiellement que les pays développés. Bien que les problèmes de conversion de l’énergie solaire en d’autres formes d’énergie que la chaleur soient effectivement plus ardus à résoudre, il n’en reste pas moins que l’intérêt qu’on leur porte et les moyens financiers consacrés à la recherche dans ce domaine sont généralement faibles; encore faut-il remarquer que dans la plupart des cas, il s’agit en fait de moyens consentis dans le cadre de la « recherche spatiale » dont les objectifs militaires ou de prestige n’ont pas à être démontrés. On doit, pour le moment, certainement plus les progrès enregistrés dans la conversion de l’énergie solaire en électricité à la course pour la conquête du cosmos qu’à une quelconque intention d’aider les pays sous­-développés.

2. Le point de vue des pays sous-développés et des pays africains en particulier vis-à-vis de l’utilisation de l’énergie solaire.

Les pays anciennement colonisés et actuellement sous-développés, en particulier ceux de l’Afrique Noire, ne doivent ni ne peuvent avoir, vis-à-vis de l’utilisation de l’énergie solaire, le même point de vue ni les mêmes motivations que les pays développés. Ce n’est certainement pas parce que nous nous effrayerions de l’épuisement prochain de nos réserves de combustibles — qui sont en fait pour le moment celles des autres — bien que ce soit là un aspect à ne pas perdre de vue, que nous nous intéresserions à l’énergie solaire. Mais plutôt parce que les pays sous-développés sont aussi ceux où les possibilités d’utilisation de l’énergie solaire sont incontestablement les plus grandes, et où, devant faire feu de tout bois pour accélérer le progrès économique et social, on ne peut négliger une source aussi importante d’énergie. De ce point de vue, l’énergie « atomique » devrait également retenir notre attention, surtout que tout compte fait, c’est en Afrique que se trouvent les gisements les plus importants d’uranium. En ce qui concerne l’énergie solaire, les conditions économiques et sociales, les caractéristiques démographiques des pays africains en font un des moyens les plus adaptés de progrès rapide. « L’énergie solaire, écrit encore le Professeur Farrington Daniels, est en premier lieu pour la campagne et non pour les villes; quand les gens sont empilés dans des appartements de plusieurs familles, et quand il n’y a pas de terrain vacant, on ne peut satisfaire les besoins en énergie correspondant au mètre carré de surface exposée au soleil » (Daniels, 1956 : 22). Malgré tous ces facteurs, l’opinion communément répandue est qu’« il ne sera pas facile aux pays sous-développés d’utiliser immédiatement les ressources d’énergie solaire, quel qu’en soit l’intérêt économique. De tels pays auront besoin de l’aide des marchés financiers du monde » (Hobson, 1956 : 38). Tel serait effectivement le cas si, contrairement au bon sens le plus élémentaire, les pays sous-développés, en la personne de leurs dirigeants, continuaient à se laisser convaincre qu’ils doivent et peuvent laisser aux autres le soin de s’occuper de questions aussi importantes pour leur propre avenir que l’utilisation de l’énergie solaire, de l’énergie atomique pour ne citer que ces deux exemples. Il est en tout cas illusoire de penser que les pays développés, subitement touchés en vertu d’on ne sait quel miracle par l’ampleur de nos problèmes, l’urgence de nos besoins et les impératifs de notre développement, solutionneraient à notre avantage le problème de la création des outils les mieux adaptés à nos moyens et à nos conditions de développement. Tout ce qui semble être fait dans ce sens l’est bien plus par souci de conquête de marchés que par altruisme, et il faut s’en convaincre définitivement.

Pour revenir à la question de l’utilisation de l’énergie solaire, « une qualité qui est bienvenue de beaucoup de dispositifs solaires est leur simplicité; ils peuvent être fabriqués localement avec un peu plus que l’habileté manuelle. Une coopérative de villageois pourrait, avec un minimum d’encadrement, faire le projet d’une unité de chauffage solaire et la construire sans difficulté. Le coût des matériaux est souvent relativement bas; et si le travail doit vraiment être fait, ce serait la voie la plus économique pour le faire » (Hobson 1956, 38). Bien que ce ne soit sûrement pas par la construction de chauffeurs d’eau solaire que dans l’ordre des urgences les villageois de la campagne africaine auraient à commencer, l’appréciation précédente, d’ailleurs contradictoire avec une autre du même auteur cité plus haut, méritait d’être soulignée.

C’est dire qu’il dépend surtout de l’exigence de l’opinion publique des pays africains, des organisations politiques, syndicales et de jeunesse, des efforts des gouvernements et aussi du travail des cadres scientifiques et techniques, que dans le cadre d’une orientation vraiment profitable en matière de politique d’investissements, la recherche scientifique et technique (même si elle doit se restreindre à un certain nombre de domaines au départ), occupe la place qu’elle mérite dans les préoccupations des pays africains. Certes, il faudra alors mettre en commun moyens matériels et cadres disponibles, car là comme ailleurs, la seule solution authentiquement africaine est celle de l’unité des pays africains. Est-il besoin de souligner que la recherche constitue aujourd’hui une forme d’investissement, dont la rentabilité n’est discutée par personne, et qu’il ne serait pas conforme aux intérêts des peuples africains de continuer à la considérer comme un « luxe » réservé aux seuls pays développés? Ce serait d’ailleurs faire preuve d’une incompréhension totale vis-à-vis des bases scientifiques et techniques du développement.

B. À propos des voies d’utilisation de l’énergie solaire dans les pays africains

Les différentes possibilités et la question de l’observation d’un ordre d’urgence

La conversion de l’énergie solaire en d’autres formes d’énergie peut être évidemment envisagée aussi bien dans le but de l’obtention de la chaleur, de l’énergie mécanique, que de l’électricité; ou bien être utilisée pour la réfrigération et la climatisation, la distillation de l’eau ou la production d’eau chaude, voire même le traitement de divers matériaux au four solaire, ou à une échelle plus petite, à la création de cuisinières solaires. Ces différents aspects présentent tous de l’intérêt à plus ou moins brève échéance; cependant, si l’on se réfère aux répercussions prévisibles de tel ou tel d’entre eux sur les conditions économiques et sociales, matérielles et spirituelles de vie dans les pays africains contemporains, il devient évident qu’on ne peut leur attacher une égale importance sociale, et qu’un ordre de priorité doit être respecté, sinon du point de vue de la recherche, du moins sur le plan du développement à plus ou moins grande échelle de l’utilisation de l’énergie solaire. Alors que la production d’énergie mécanique ou électrique, même limitée aux seules heures de la journée, fournirait la base de transformations importantes des conditions de travail et de vie dans la campagne africaine, et pourrait contribuer dans une large mesure à la solution du problème de l’eau dans la zone sahélienne (aussi bien pour la consommation des populations que pour l’agriculture et l’élevage), la réfrigération et la climatisation, examinées du point de vue du rendement social, ne sont intéressantes que sous l’angle de leur utilisation dans des buts d’intérêt collectif : chambres froides pour les hôpitaux, la conservation de la viande, et à la limite, climatisation de certains établissements quand il est prouvé que la société (et pas seulement des individus) en tirera profit; de même, la distillation ou le chauffage de l’eau, bien qu’étant les formes d’utilisation les plus immédiates, ne présentent actuellement de l’intérêt que dans certains cas assez restreints certes, mais qui pourraient déjà donner lieu à un développement notable : eau chaude pour les besoins des hôpitaux et des internats, des grands hôtels; eau distillée pour les hôpitaux et dispensaires, etc. La production de cuisinières solaires, très tentante sous différents aspects et au demeurant susceptible elle aussi de conséquences importantes (économie de combustible, et surtout cran d’arrêt au déboisement) ne peut malheureusement être envisagée avec fruit (production à grande échelle) qu’avec une industrialisation minimum des pays africains, car il est pratiquement exclu que des appareils importés reviennent assez bon marché pour être à portée de la bourse de la moyenne des familles africaines. Les fours solaires ne semblent pas redevables des mêmes servitudes, soit qu’on les envisage sous l’angle de la recherche, soit qu’ils soient conçus comme faisant partie d’ensembles ou complexes industriels.

Nous examinons dans ce qui suit les différents modes de conversion de l’énergie solaire, les caractéristiques techniques et économiques des dispositifs actuellement utilisés et les perspectives de développement prévisibles.

Conversion de l’énergie solaire en énergie mécanique et électrique

Obtention de l’énergie mécanique à partir de l’énergie solaire

Dans les dispositifs sans concentrateur, on utilise le phénomène bien connu appelé « effet de serre » dont l’illustration la plus courante est l’accumulation de la chaleur solaire à l’intérieur d’une voiture laissée vitres fermées au soleil, phénomène depuis longtemps mis en application dans la culture en serre, d’où son nom; une surface absorbante (surface métallique convenablement noircie) forme le « fond » d’une serre dont les parois sont en matériau ayant de bonnes qualités d’isolant thermique, tandis que le « dessus » est formé d’un certain nombre de lames de verre superposées et séparées par un faible intervalle. On réalise ainsi une véritable « cage » — une sorte de prison si l’on veut — pour le rayonnement solaire. Selon les caractéristiques techniques, la surface absorbante pourra être portée à une température pouvant atteindre et dépasser 100 °C, ce qui permet de chauffer un liquide ou de le vaporiser (l’eau en particulier).

Le principe de base des dispositifs utilisés ou utilisables est bien connu : l’énergie calorifique est transmise à un fluide approprié (vapeur d’eau, autre gaz) de façon à lui communiquer une pression suffisante le rendant capable de fournir du travail mécanique; le rendement de la conversion suivant ce schéma dépend étroitement de la température de fonctionnement : le rendement maximum (rendement de Carnot) est en effet déterminé par les températures respectives des parties du dispositif qui jouent le rôle de chaudière (chauffage du fluide utilisé) et de condenseur (condensation de la vapeur s’il s’agit de vapeur d’eau ou de tout autre liquide, et dans tous les cas récupération d’au moins une partie de la chaleur encore disponible), suivant la formule : rendement mécanique = (T2 – T1)/2 : T2, où T2 est la température du fluide à la chaudière et T1 la température du fluide au condenseur.

 

On voit toute l’importance de la température de régime du dispositif de conversion, d’où il découle qu’on doit distinguer le cas des dispositifs sans concentrateurs et celui des dispositifs avec concentrateurs.

Avec le premier type de dispositif la température de fonctionnement qui peut être réalisée plafonne actuellement autour de 250 à 300 °C, ce qui correspond à un rendement théorique maximum de l’ordre de 32 à 46 % et un rendement effectif éventuel de quelques pour cent seulement : en effet, et c’est là l’un des problèmes techniques ardus posés par ce type de dispositif de conversion, la limitation de la puissance qui découle simultanément de l’absence de concentration et de l’impossibilité technique d’augmenter à volonté la surface de captation du rayonnement solaire, conduit à faire appel à de petites machines à vapeur ou à de petites turbines qui sont caractérisées dans un cas comme dans l’autre (du moins dans l’état actuel de leur technique), par un rendement organique très bas, d’où un rendement global encore inférieur. Comme l’ont déjà souligné à plusieurs reprises de nombreux chercheurs[8], le développement de l’utilisation de l’énergie solaire au moyen de dispositifs sans concentration et suivant le schéma classique est subordonné à la mise au point de turbines et machines à vapeur de petite taille et à rendement acceptable; c’est ce que prouvent par ailleurs les tentatives de réalisations effectuées dans ce domaine. Il vaut cependant d’être remarqué que la réalisation de dispositifs à température de fonctionnement située autour de 200 °C, sans faire appel à un concentrateur (notamment par l’utilisation de surfaces absorbantes sélectives) permet déjà de faire appel aux machines à vapeur de taille classique.

On améliore beaucoup la situation en utilisant un concentrateur : celui-ci est un miroir (sphérique, conique, parabolique cylindrique ou de révolution) et qui renvoie les rayons solaires qui tombent sur la totalité de sa surface (qui peut être très grande) dans une région de faible dimension (image ou tache focale). Avec cette concentration préalable, qui peut atteindre 5 000 dans le cas de bons miroirs paraboliques de révolution (type projecteur de D.C.A.) une des sources de difficultés techniques soulevées par l’utilisation de l’énergie solaire (sa faible densité) est pratiquement liquidée; alors que les dispositifs sans concentration ne permettent que difficilement de dépasser 300 °C, les miroirs cylindro-paraboliques donnent couramment 700 °C et les miroirs paraboliques de révolution 1 000 à 3 700 °C selon le soin apporté à leur construction. On conçoit dès lors qu’il est possible d’envisager la production de vapeur à haute pression (un miroir de ce type, ayant 10 mètres de diamètre, a permis, en U.R.S.S. la production de 40 kg de vapeur à 5-7 atmosphères), ce qui permet d’aborder la production d’énergie mécanique – ou électrique – avec les machines classiques (turbines, machines à vapeur) et surtout, d’obtenir des rendements de l’ordre de 10 à 20 % pour la production d’énergie mécanique – ou électrique.

Si donc le recours à un miroir concentrateur complique le schéma du dispositif de conversion et exige sensiblement plus de dépenses, ces inconvénients sont très largement compensés par le gain énorme sur le plan du rendement, donc des performances de l’installation. La gamme des températures réalisables (selon le type et la perfection du miroir concentrateur) permet, par ailleurs des utilisations aussi variées que la production d’énergie mécanique ou électrique, la distillation ou l’ébullition de l’eau, la cuisine solaire ou à une échelle plus grande, le four solaire. Enfin, les matériaux utilisés dans la construction des miroirs (glace – verre argenté ou aluminé – , aluminium électropoli; feuille d’aluminium ou matières plastiques aluminées ou argentées, etc.) sont dès aujourd’hui disponibles à des prix abordables.

Obtention de l’énergie électrique à partir de l’énergie solaire

Nous n’examinerons pas le cas de la génération de l’électricité à l’aide de machines du type alternateur ou dynamo, puisqu’il relève en fait de l’obtention préalable de l’énergie mécanique devant faire tourner la dynamo ou les alternateurs. Reste à considérer la génération directe d’électricité à partir de l’énergie solaire; les dispositifs correspondant à ce mode de conversion sont les générateurs thermo-électriques, thermo-ioniques et photo-électriques. Dans l’état actuel de la technique, les deux premiers types de dispositifs semblent être les plus immédiatement rentables économiquement, en raison du coût actuellement encore trop élevé des matériaux les plus intéressants pour la construction de photo-piles solaires d’assez grande puissance : germanium, silicium et autres semi-conducteurs à pouvoir photo-électrique très élevé; il suffit de se référer aux prix actuels des photopiles utilisées comme accessoires en photographie pour se rendre compte que même des dispositifs à concentration préalable du rayonnement solaire reviendraient trop chers. Par contre, l’utilisation d’alliages semi-conducteurs à pouvoir thermo-électrique élevé (par rapport à celui des métaux et autres matériaux), jointe à la mise en œuvre d’une concentration préalable du rayonnement solaire, permet déjà la réalisation de dispositifs de conversion (batteries thermo-électriques solaires) dont le rendement théorique est de l’ordre de 10 à 20 % et le rendement effectif de l’ordre de 8 à 10 %. De plus, le prix de revient de ces alliages (surtout eu égard aux quantités nécessaires) est très abordable économiquement; ils peuvent d’ailleurs éventuellement être préparés sur place. En sorte que les batteries solaires thermo-électriques, particulièrement adaptées par surcroît à la réalisation de groupes de pompage de l’eau sont certainement parmi les dispositifs de conversion les plus intéressants à tous les points de vue pour les pays africains. Ce qui ne veut nullement dire d’ailleurs que les dispositifs utilisant l’effet thermo-ionique (émission d’électrons par les corps chauffés) ne soient pas dignes d’intérêt malgré l’avance relativement moins poussée de leur mise au point. Bref, les caractéristiques techniques et économiques des dispositifs de conversion directe de l’énergie solaire en électricité apparaissent comme étant actuellement (et il est très probable qu’il en sera encore ainsi pendant longtemps) les seuls susceptibles de permettre la réalisation d’installations pouvant déjà, sur le plan du prix de revient de l’énergie produite, entrer en concurrence avec les procédés classiques.

Réfrigération et climatisation par utilisation de l’énergie solaire

La question de la réfrigération et de la climatisation par l’énergie solaire, même si actuellement elle ne présente pas le même degré d’urgence que l’obtention directe d’énergie mécanique ou électrique pour les pays africains, est cependant sur le plan des perspectives d’avenir une de celles qui doivent retenir l’attention parce qu’en dehors de la mise en œuvre de ce mode d’utilisation de l’énergie solaire pour des buts à caractère social, il est évident que dans les conditions climatiques qui sont celles de nos pays, l’amélioration du bien-être des populations, celle des conditions de travail devra nécessairement passer par le développement de la réfrigération et de la climatisation. Il se trouve que sur le plan technique, la réfrigération et la climatisation sont possibles aussi bien au moyen de dispositifs sans concentrateur qu’avec des dispositifs utilisant un miroir concentrateur qui, du reste, n’a nullement besoin d’avoir un coefficient de concentration élevé (un miroir parabolique cylindrique est amplement suffisant). Enfin, les caractéristiques techniques et économiques des dispositifs de réfrigération et de climatisation permettent d’envisager une exploitation rentable dans les conditions actuelles, du moins dans les conditions qui sont celles des pays africains et encore plus s’il s’agit d’une utilisation qui supporte un délai d’amortissement assez long comme c’est le cas pour celle envisagée plus haut (hôpitaux), ou justifiant les investissements correspondants (chambres froides dans les pays d’élevage, en vue d’une exploitation rationnelle du bétail).

L’ordre de grandeur du rendement des dispositifs de réfrigération et de climatisation (30 à 50 %) est déjà tout à fait acceptable et les appareils réalisés montrent qu’un développement immédiat est tout à fait possible.

Distillation et chauffage de l’eau

Ce mode d’utilisation de l’énergie solaire se classe parmi ceux actuellement susceptibles du meilleur rendement; mal­ heureusement, à part les quelques cas d’espèce signalés plus haut (hôpitaux et dispensaires, internats, grands hôtels) il ne semble pas, si du moins on est guidé par les répercussions sociales de sa mise en œuvre, que l’on puisse envisager dans l’immédiat une extension notable de la distillation de l’eau et de la production d’eau chaude par l’énergie solaire dans les pays d’Afrique Noire. Il est vrai que la satisfaction des besoins qui paraissent comme étant les plus urgents fournit déjà une base qui est loin d’être négligeable à la réalisation de ce type de dispositifs en Afrique; comme il s’agit par ailleurs d’appareils relativement simples, peu coûteux, faciles à construire, les possibilités qu’ils recèlent ne semblent pas devoir être négligées. Des rendements de l’ordre de 40 à 50 % sont couramment obtenus et on atteint même 60 et 70 %.

Enfin, particularité dont l’existence est d’un grand intérêt, ces dispositifs ne nécessitent aucun concentrateur (encore moins en Afrique tropicale où la température ambiante est assez élevée, ce qui limite les pertes de chaleur, et l’intensité du rayonnement solaire total toujours notable) et ne présentent pas de dimensions critiques, ce qui permet d’en réaliser de capacité répondant strictement à la consommation envisagée.

Fours et cuisinières solaires

a) En ce qui concerne les cuisinières, nous ne nous étendrons pas pour des raisons déjà indiquées : malgré leur intérêt, elles ne seront vraiment, à notre avis, à l’ordre du jour qu’après un minimum de réalisations industrielles en Afrique, qui permet­traient la production et la vente massive de ces appareils. Car c’est seulement l’emploi généralisé des cuisinières solaires qui aura des incidences économiques et sociales importantes en Afrique Noire, et nous l’avons déjà vu, mais nous insistons sur ce fait, cela implique des prix de revient tels que seule une production nationale avec ce qu’elle doit comporter de prise en considération de facteurs économiques à portée strictement nationale (entre autres, économie de combustible, politique de reboisement, etc.) pourra effectivement s’y intéresser; cela d’autant plus que les matières premières ne manquent justement pas dans les pays africains (essentiellement aluminium).

b) Les fours solaires ne sont pas seulement ces appareils de recherche, « jouets » pour savants ou sujets d’étonnement et d’enthousiasme de visiteurs très officiels. On sait qu’en fait, à Mont-Louis, en France, le Professeur Trombe a réalisé au four solaire la synthèse d’un certain nombre de matériaux (réactions chimiques à haute température, les fours permettant d’obtenir 2 000 à 3 500 °C) et leur production à l’échelle semi-industrielle; si dans les conditions de la France de tels procédés peuvent être dédaignés, il ne semble guère devoir en être de même pour les pays africains. En particulier, le traitement au four solaire de matériaux réfractaires, surtout dans le cas où les températures exigées ne nécessitent pas une construction très soignée qui pourrait être coûteuse, nous semble pouvoir et devoir être envisagé; quant à la synthèse chimique au four solaire, elle peut se révéler d’une très grande portée économique pour les pays africains.

Ce qui précède indique que l’utilisation de l’énergie solaire au moyen des fours présente un grand intérêt; si l’exploitation immédiate de grands fours n’est pas toujours possible, du moins est-il important que sur le plan de la recherche et des études préalables, l’on puisse disposer en Afrique d’un certain nombre de petits fours solaires.

Conclusions

  1. Les pays africains disposent sous la forme de l’énergie du rayonnement solaire, d’importantes ressources restées jusqu’ici inexploitées et auxquelles ni les dirigeants politiques ni l’opinion publique ne semblent accorder l’intérêt qu’on pourrait attendre. Ceci, soit par ignorance, soit qu’on se laisse trop facilement convaincre qu’il s’agit soi-disant de « rêves » de savants sans réalité immédiate.
  2. Il est possible, dès aujourd’hui, d’entreprendre l’utilisation pratique de l’énergie solaire dans les pays africains en se limitant au départ aux modes de conversion et aux dispositifs qui, par les répercussions économiques et sociales qu’ils entraîneraient à brève échéance, en feraient un placement très rentable. D’autant plus que, d’une part, les investissements correspondants (dont il ne faut d’ailleurs pas exagérer le volume) rentreraient tout simplement dans le cadre plus général de ceux déjà obligatoires si tant est qu’on veuille inaugurer un développement assez rapide de ces pays; d’autre part, sur le plan des prix de revient actuels de l’énergie, tels qu’ils ont cours dans les villes et la campagne africaine, l’utilisation de l’énergie solaire supporterait dès le départ et dans toute une série de domaines, la concurrence des procédés classiques de production de l’énergie.
  3. Du point de vue des perspectives d’avenir, les pays africains disposent des matières premières essentielles au développement à grande échelle d’une utilisation généralisée de l’énergie solaire (aluminium, autres métaux indispensables pour l’obtention d’alliages semi-conducteurs thermo-électriques, etc.) et d’un marché intérieur à capacité pratiquement illimitée en ce qui concerne la consommation de la production de dispositifs de conversion.
  4. L’intérêt bien compris des pays africains exige, si l’on ne s’en tient pas à une politique au jour le jour au demeurant souvent orientée par le néo-colonialisme, que sur le sol africain soient jetées les bases non seulement de la recherche en vue de l’utilisation systématique de l’énergie solaire, mais aussi de la réalisation des dispositifs de conversion en commençant bien entendu par les plus simples et plus généralement ceux susceptibles d’être construits sur place, au besoin dans une première phase, à partir de produits bruts ou semi-finis importés. L’encombrement moyen des appareils destinés à l’utilisation de l’énergie solaire, la disparité des échelles de salaires, tout démontre qu’une telle production sur place reviendra souvent (pour ne pas dire toujours) moins cher que l’importation. Certes pour cela, il faudra accepter de faire les placements nécessaires (équipement d’au moins un laboratoire, développement d’ateliers de constructions mécaniques, équipement de stations météorologiques en appareils de mesure de l’insolation et du rayonnement solaire, etc.); les dépenses correspondantes sont selon le cas, soit à envisager à l’échelon des États respectifs, soit pour celles à caractère commun évident, à l’échelle d’un groupe d’États; enfin, remarquons que l’équipement industriel, du fait de son utilisation polyvalente, ne peut être considéré comme une dépense de poste déterminé. En dehors de l’aspect dépenses et investissements, une autre nécessité est que les scientifiques et techniciens africains s’intéressent effectivement, sous les divers aspects qu’elle revêt, à la question de l’utilisation de l’énergie solaire en Afrique; on pourrait d’ailleurs, plus généralement, en dire autant de toute une série d’autres domaines scientifiques et techniques. Il est particulièrement important, à cet égard, que disparaisse chez beaucoup d’intellectuels africains la tendance à se décréter dirigeants politiques (on pourrait dire de droit divin) pour faire place à une volonté de discerner et d’accepter leurs responsabilités d’intellectuels de pays encore trop souvent mystifiés et exploités. Ce qui ne veut d’ailleurs nullement dire qu’ils aient à se désintéresser de la politique, mais signifie plutôt qu’ils doivent trouver les voies de le faire sans sacrifier l’accomplissement de tâches qui sont les leurs dans le cadre plus général de celles que, sous nos yeux, sont en train d’accomplir les peuples africains sur le plan de la prise en mains de leur destin et de ce « recommencement de l’histoire de l’homme » dont parlait Frantz Fanon.

Pour employer une expression hélas trop usée, c’est le moment, pour les uns et les autres, de « prendre leurs responsabilités ».

Références

Daniels, Farrington. 1956. « The Sun Energy ». In Proceedings of the World Symposium on Applied Solar Energy, Phoenix, Arizona, November 1-5, 1955. Menlo Park, Calif.: Stanford Research Institute.

Hobson, J. 1956. « The Economies of Solar Energy ». In Proceedings of the World Symposium on Applied Solar Energy, Phoenix, Arizona, November 1-5, 1955. Menlo Park, Calif. : Stanford Research Institute.


  1. Ce qui ne veut nullement dire qu’il faille attendre ce jour pour s’engager dans les différentes voies d’utilisation de l’énergie solaire.
  2. Il s'agit de l'énergie reçue par l'unité de surface pendant l'unité de temps, et qui sera mesurée en calories dans la suite de ce texte.
  3. D’une part, réunir une documentation complète représente un travail au-dessus des forces et des moyens d’un chercheur, de l’autre, le travail d’élaboration nécessaire l’est aussi.
  4. Note de la présente édition : le tableau n’a pas été reproduit.
  5. Note de la présente édition : le tableau n’a pas été reproduit.
  6. Elle a en effet disparu sans aucune trace à Orly, sans que des démarches effectuées pendant trois mois aient eu le moindre résultat.
  7. Il s’agit de rendement de la partie « solaire » du dispositif de conversion pour ce qui est de ceux destinés à la production d’énergie mécanique.
  8. Le Dr Tabor (Israël) en particulier.

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L’énergie solaire dans les pays africains (1964) by Abdou Moumouni Dioffo is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, except where otherwise noted.

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