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Quand nos étudiants démontrent la faisabilité d’une centrale solaire spatiale

Publié le 21 mars 2019, Mis à jour le 8 avril 2019

Cela pourrait ressembler à de la science-fiction, mais le sujet est on-ne-peut-plus sérieux. Quatre étudiants du Master d’administration des entreprises ont soutenu un mémoire ‘Transition énergétique : un avenir entre ciel et terre’, démontrant la viabilité économique de centrales solaires spatiales qui contribueraient à la production d’une énergie décarbonnée nécessaire pour répondre aux besoins exponentiels de la planète.

Elle est quelque part dans l’espace, à 36000 kilomètres au-dessus de nos têtes. Quelque part, mais pas n’importe où : cette centrale solaire spatiale en orbite géostationnaire tourne en même temps que la planète afin que l’électricité produite par ses panneaux solaires puisse être envoyée sous forme de micro-ondes en un point bien précis de la Terre : une antenne de 1,6 kilomètre de diamètre chargée de réceptionner le faisceau de micro-ondes et de les reconvertir en électricité avant de les envoyer dans le réseau.

« C’est une idée née dans les années 1950, qui voulait qu’une planète comme la terre puisse profiter pleinement de l’énergie pharamineuse produite par son étoile », explique Sébastien Schladenhaufen, chef de file du groupe de quatre étudiants engagés dans ce projet. À ses côtés : Pierre Boesch, Benoît Thomann et Matthieu Schiff, suivant tous le Master d’administration des entreprises, cycle cadres. « L’astronomie, l’astrophysique et les sciences m’ont toujours passionné », poursuit Sébastien Schladenhaufen, « et avant de nous lancer dans ce mémoire, j’ai consulté de grands spécialistes qui m’ont consacré beaucoup de leur temps précieux ». Notamment les professeurs Hugh Hill et Fabian Eilingsfeld, l’International Space University (ISU), à Illkirch-Graffenstaden. 


Un coût de démarrage très élevé


L’heure n’était pour autant pas à la démonstration de la faisabilité technique, généralement acceptée par les spécialistes, mais bien de mettre des chiffres rigoureux et actualisés sur une telle démarche pour démontrer sa viabilité économique. « L’investissement de départ est… astronomique ! », explique non sans humour Sébastien Schladenhaufen, « nous avons fait une estimation à 90,7 milliards de dollars pour la mise en place d’une centrale test de 10.000 tonnes ». Une somme particulièrement élevée qui prend en compte le coût de lancement des fusées cargos : 140 décollages pour 79 milliards de dollars, le solde correspondant aux études de R&D, à la fabrication des modules de production (panneaux solaires) et de l’antenne de réception sur terre.

« On peut imaginer qu’avec un effet volume certain, nous pourrions négocier les coûts de lancement auprès de SpaceX ou d’Arianespace », poursuit-il, « par ailleurs, le développement des technologies permettra à terme une miniaturisation de l’ensemble des dispositifs et donc d’abaisser les coûts ‘logistiques’ tout en multipliant les possibilités de construire des centrales solaires spatiales ».


Mais une rentabilité au rendez-vous


Pour élevés que soient les coûts initiaux, le mémoire des étudiants se penche également sur l’exploitation d’une telle centrale et son niveau de rentabilité pour une puissance de 2GWh, soit l’équivalent d’un réacteur nucléaire. « Nous estimons à 100 à 500 millions de dollars par an les coûts d’exploitation, tandis qu’elle pourrait dégager une rentabilité de l’ordre de 5% très rapidement », détaille l’étudiant. Une telle installation bénéficie en effet de conditions d’exploitation idéales, avec une exposition maximale au soleil, sans dégradation des ultraviolets par l’atmosphère, ni encore moins de risque d’un ciel qui serait… bouché par les nuages !


Une décision politique forte


Quel avenir pour un tel mémoire ? En se penchant sur un sujet aussi pointu et ambitieux, les étudiants ont pris le risque de le voir rester au fond d’un tiroir faute d’une stratégie nationale voire européenne réellement affirmée en matière d’énergie solaire spatiale. D’un autre côté, les efforts déjà déployés en la matière par des nations comme les Etats-Unis, la Chine ou le Japon pourraient jouer en faveur d’un regain d’intérêt pour le sujet à l’échelle européenne. Au regard des sommes nécessaires pour amorcer le projet, c’est probablement à l’échelle des États que la décision pourrait être prise, encouragés par la présence de fleurons industriels en Europe capables de développer les technologies spatiales nécessaires, de gérer l’énergie produite et, bien entendu, d’expédier les éléments de la centrale dans l’espace. Sans perdre de temps : il faut compter 5 ans de conception, de montage et d’essais pour une centrale test et encore 10 ans de plus pour une centrale pleinement opérationnelle, selon Sébastien Schladenhaufen. C’est donc aujourd’hui une question de volonté politique.

« Notre rôle est de l’impulser en faisant en sorte de sensibiliser le grand public et de lui démontrer la pertinence du solaire spatial au regard des perspectives d’augmentation de la consommation d’énergie » conclut-il, « les élus suivront ». Mais le solaire spatial ne se substituera pas aux autres sources de production d’énergie et devrait compter, à terme, pour 15% du mix énergétique mondial. Ce mémoire a le mérite de consolider des données chiffrées et concrètes, constituant de la sorte un pré-travail et un gain de temps appréciable pour les responsables politiques et dirigeants de grands groupes auxquels reviennent les décisions finales. Une aventure à laquelle, en tout état de cause, Sébastien Schladenhaufen aimerait participer.


Un mémoire en phase avec la philosophie de l’école


Avec leur mémoire ‘Transition énergétique : un avenir entre ciel et terre’, les étudiants du Master d’administration des entreprises ont bousculé les habitudes tout en répondant parfaitement aux valeurs prônées par l’EM Strasbourg business school. Cerise sur le gâteau, la qualité du travail rendu en fait un document de référence sur ce sujet d’avenir qu’est l’énergie solaire spatiale (Space based solar power).

Pouvait-on imaginer un sujet de mémoire plus en phase avec les valeurs de l’EM Strasbourg business school ? En s’attaquant à la question d’une production d’énergie propre et respectueuse de la planète, Sébastien Schladenhaufen, Pierre Boesch, Benoît Thomann et Matthieu Schiff, étudiants du Master d’administration des entreprises, ont fait d’une pierre deux coups. « Ils ont réussi à démontrer la faisabilité technique d’une innovation de rupture et à intégrer à leur travail les notions de contrôle de gestion, de finance et de marketing pour également démontrer sa viabilité économique », explique Laurence Viale, responsable du cycle Cadres du Master d’administration des entreprises.

Mieux : ils ont aussi respecté à la lettre deux points qui font de l’école un cas à part dans la grande famille des business school en France. « De par son parcours, responsable de magasin dans le retail et son profil, passionné de sciences et de technologie, Sébastien Schladenhaufen répondait parfaitement à l’adage ‘Be Distinctive’ de l’EM Strasbourg », ajoute Frédéric Cambecèdes, intervenant du Master et directeur de mémoire, spécialiste de l’innovation et des startups. Enfin, le sujet du mémoire en lui-même ‘Transition énergétique : un avenir entre ciel et terre’, faisant la part belle à une technologie de production d’électricité propre, ne pouvait que trouver un écho favorable au sein d’une école qui a fait du respect de la planète et du développement durable une valeur clé.

La prise de risque, l’originalité du sujet et la passion des auteurs du mémoire ont donc payé. Le résultat de leur travail rend accessible et facilite la compréhension des enjeux à long terme de produire une énergie décarbonée en s’appuyant sur le solaire spatial. « Ils ont su actionner tous les leviers demandés en master » poursuit Laurence Viale, « recherche critique, prise de recul, esprit de synthèse et démarche rigoureuse ». Par ailleurs, si la plupart des sujets choisis par les étudiants intègrent une dimension environnementale, la grande différence est que ce sujet ambitieux portait « sur une technologie lourde, avec des investissements de long terme dans un domaine encore peu exploré par les grands spécialistes de l’énergie », ajoute Frédéric Cambecèdes. Tout au long de leur travail et à la demande de leur directeur de mémoire, les étudiants se sont d’ailleurs efforcés d’aborder le sujet à la fois sous l’angle de l’investissement de départ (R&D notamment) mais aussi en termes de coût d’exploitation. Ce qui en fait un mémoire particulièrement abouti pour un sujet aussi pointu, dont une synthèse mériterait d’atterrir sur les bureaux des grands énergéticiens et spécialiste de l’aérospatial français.


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