À 10 mètres de profondeur sous la mer de Chine méridionale, des scientifiques ont découvert un lieu inattendu pour produire de l'électricité grâce au soleil.

La semaine dernière, des chercheurs ont annoncé avoir testé avec succès des panneaux solaires à des profondeurs sous-marines jusqu'ici jugées peu pratiques pour cette technologie.

Conçus pour capter les longueurs d'onde de la lumière solaire capables de traverser l'eau de mer, ces panneaux pourraient à terme alimenter plus longtemps les équipements sous-marins sans reposer uniquement sur des batteries, avancent-ils.

Lors d'un essai de deux heures près des îles Weizhou, au large de la côte sud de la Chine continentale, les panneaux ont produit de l'électricité grâce à la lumière du soleil à 10 mètres de profondeur. Des tests en laboratoire indiquent qu'ils pourraient aussi fonctionner en continu pendant plusieurs années.

Cette recherche, publiée dans la revue scientifique Joule, fait franchir un cap majeur au solaire sous-marin par rapport aux études précédentes, qui se concentraient sur des profondeurs de seulement deux mètres ou moins.

Comment des panneaux solaires peuvent-ils fonctionner à 10 mètres de profondeur sous l'eau ?

L'un des principaux obstacles à la production d'énergie solaire sous l'eau est que la lumière du soleil s'affaiblit vite dès qu'on passe sous la surface.

À 10 mètres de profondeur, une grande partie de l'énergie solaire a déjà été absorbée ou diffusée par l'eau. Mais certains types de lumière pénètrent plus profondément que d'autres.

Selon les chercheurs, il arrive à ces profondeurs assez de lumière bleue et verte pour produire de l'électricité, ils ont donc mis au point des cellules solaires conçues pour en tirer le meilleur parti.

Ils ont utilisé ce que l'on appelle des pérovskites, une alternative au silicium présent dans la plupart des panneaux solaires, que l'on peut adapter pour absorber différentes longueurs d'onde de la lumière.

Lors de tests en laboratoire reproduisant les conditions à 10 mètres de profondeur, les cellules ont converti environ 35 % de la lumière solaire qu'elles recevaient en électricité.

Les chercheurs ont ensuite testé des versions plus grandes en mer de Chine méridionale. À deux mètres de profondeur, leurs 115 centimètres carrés de panneaux solaires ont produit 1 416 milliwattheures en deux heures, soit environ la moitié de la capacité d'une pile AA rechargeable.

À 10 mètres, ils ont généré 324 milliwattheures en deux heures — une petite quantité, mais bien au-delà de ce que les chercheurs attendaient.

Leurs panneaux n'ont presque pas perdu en performance après 1 160 heures dans des conditions sous-marines simulées. D'après leurs tests, les chercheurs estiment qu'ils pourraient fonctionner en continu à 10 mètres de profondeur pendant environ cinq ans et demi.

"Ces travaux constituent la première validation fonctionnelle de cellules solaires immergées capables de fonctionner concrètement jusqu'à environ 10 mètres de profondeur, ce qui élargit considérablement leurs possibilités d'application", explique l'auteur de l'étude, Wen-Hua Zhang, de l'université du Yunnan et de la Southwest United Graduate School à Kunming, en Chine.

Comment le solaire s'affranchit du réseau

Longtemps cantonnée aux toits et aux grands espaces ouverts, l'énergie solaire apparaît désormais dans des lieux où l'accès à l'électricité et au carburant est difficile.

Plus tôt cette année, des chercheurs néerlandais ont dévoilé la première ambulance solaireau monde dans une zone rurale du Kenya, conçue pour acheminer soins et matériel médical vers des communautés isolées qui n'ont pas un accès fiable à l'électricité ou au carburant.

Dans l'archipel du Svalbard, en Norvège, le solaire commence aussi à alimenter une ancienne station de radio isolée, un site accessible uniquement par bateau ou par hélicoptère qui dépendait jusque-là de générateurs fonctionnant au diesel.

D'autres projets intègrent le solaire dans des infrastructures existantes. En Suisse, des panneaux solaires installés entre les voies ferrées produisent de l'électricité sans occuper de nouvelles surfaces. On peut aussi retirer ces panneaux pour la maintenance des rails, ce qui permet aux lignes ferroviaires de faire office de fermes solaires sans perturber le trafic.

L'énergie solaire sous-marine pourrait résoudre un autre problème.

Les capteurs océaniques, les caméras et les équipements de communication peuvent fonctionner loin de toute source d'alimentation, mais il faut tôt ou tard les récupérer lorsque leurs batteries sont épuisées.

Les chercheurs estiment que la technologie qu'ils étudient pourrait offrir une source d'énergie durable pour ce type d'équipement.

Ils doivent toutefois d'abord déterminer l'efficacité de leurs panneaux solaires à de plus grandes profondeurs. Ils affirment que leur prochaine étape consistera à le vérifier et à établir jusqu'où, sous les vagues, l'énergie solaire peut aller.