La voiture solaire n'est pas pour demain

CHRONIQUE / «Je me demandais pourquoi on ne voit pas de panneaux solaires sur le toit et sur le capot des voitures électriques ? Il me semble qu’ils pourraient aider, sauf la nuit bien sûr», se questionne Conrad Marcoux.

Faisons le calcul. En haute atmosphère, la Terre reçoît près de 1370 watts d’énergie solaire par mètre carré ; grosso modo, c’est un peu comme si on découpait un contre-plaqué de 1 m sur 1 m et qu’on y fixait 13 ou 14 ampoules de 100 W, allumées en permanence. En passant à travers l’atmosphère, une partie de ce rayonnement est absorbé par les gaz, ou réfléchi par les nuages, ou d’autres choses encore qui empêche l’énergie du Soleil d’atteindre le sol dans sa totalité. Sur le plancher des vaches, il n’en reste plus que 800 à 1000 W/m2, selon les sources, mais soyons optimistes et retenons le chiffre de 1000 W/m2.

Supposons maintenant que l’on installe deux panneaux de 1 m2 chacun, l’un sur le toit et l’autre sur le capot, et imaginons (même si c’est loin de la réalité, comme on le verra bientôt) qu’ils convertissent toute l’énergie solaire en électricité. Combien de temps faudrait-il pour faire une recharge complète de la batterie sans brancher le véhicule ?

Cela dépendrait de la qualité de la batterie. Pour une Tesla S, par exemple, les meilleures batteries disponibles ont une capacité totale de 100 kiloWatt-heure — kWh, où 1 watt-heure correspond à l’énergie dépensée quand on maintient une puissance de 1 watt pendant 1 heure. Puisque nos deux panneaux ont une puissance combinée de 2000 W, ou 2 kW, ils mettraient donc 100 kWh ÷ 2 kW = 50 heures à faire la recharge complète. C’est long, très long, et il faut souligner ici que l’on parle de 50 heures d’ensoleillement — la nuit, ça ne compte pas.

Pour des modèles plus «humbles», moins chers et venant avec une capacité de batterie moindre, ce serait évidemment plus court, ou plutôt, «moins long». La Nissan Leaf, par exemple, peut emmagasiner 40 kWh d’énergie ; nos deux panneaux prendraient donc 20 heures à la recharger au complet à partir de zéro s’ils pouvaient transformer toute l’énergie solaire en électricité.

Mais voilà, aucun panneau solaire ne change 100 % du rayonnement en courant électrique, et ce n’est même pas proche. D’après le site CleanTechnica.com, leurs taux d’efficacité actuels tournent plutôt autour de 17 %, et cela peut être moins si les panneaux doivent être faits dans des matériaux particuliers afin d’épouser les contours d’un toit ou d’un capot de voiture, mais laissons cet aspect de côté.

En présumant qu’ils convertissent 17 % du rayonnement solaire en énergie emmagasinée dans la batterie — ce qui est optimiste puisqu’il y a aussi des pertes quand le courant électrique est transformé pour être stocké sous une forme chimique dans la pile, mais laissons ça de côté aussi —, nos deux panneaux mettraient donc 20h ÷ 0,17 = 118 heures à recharger la Leaf au complet. D’un point de vue pratico-pratique, cela signifie qu’au cours d’une journée de travail de 8 heures, les panneaux n’auraient même pas le temps de recharger 7 % de la batterie. Et encore, les journées nuageuses, ce serait nettement moins — et on ne parle même pas des stationnements couverts.

Bref, les cellules photovoltaïques actuelles ne peuvent pas faire plus qu’une différence marginale dans l’autonomie d’un véhicule électrique. C’est pour cette raison que les constructeurs automobiles jugent qu’il ne vaut pas la peine d’augmenter le prix de leurs produits pour les équiper de panneaux solaires.

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«Pourquoi les planètes et les étoiles de l’Univers sont-elles toujours rondes ?», demande Yolaine Gauthier, de Québec.

C’est à cause de leur gravité, qui attire en permanence toute leur matière vers leur centre. Imaginons une planète qui serait, disons, cubique. À cause de sa forme, toute sa surface ne se situerait pas à une distance à peu près égale de son centre : les pointes du cube seraient nettement plus éloignées que le reste, un peu comme des montagnes immenses (démesurées, en fait). Tôt ou tard, ces pointes finiraient par s’éroder, sous l’effet des éléments ou lors de chocs avec d’autres corps célestes, puis la gravité ramènerait ces matériaux plus bas.

Or si les saillies ont tendance à s’effacer, cela signifie que la règle générale est que la matière d’une planète ou d’une étoile se dispose de façon à ce que la surface soit partout à une distance à peu près égale du centre. Ce qui, mine de rien, est pas mal la définition d’une sphère.

Et il y a plus. Quand une planète comme la Terre naît, elle forme d’abord un grand disque de poussières qui tourne sur lui-même, s’agrégeant petit à petit. C’est un processus qui implique des frictions énormes, ce qui chauffe la planète naissante jusqu’à faire fondre la roche. Il serait bien difficile, pour un liquide, de garder une forme autre que sphérique.

C’est encore plus vrai dans le cas des planètes gazeuses comme Jupiter. Et les étoiles sont principalement faites d’hydrogène, qui est un gaz.

Notons enfin qu’il existe des objets de forme irrégulière dans l’espace : les astéroïdes. À cause de leur petite taille et de leur faible masse, leur gravité n’est pas suffisante pour qu’ils deviennent sphériques.

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