L’énergie solaire est le moteur essentiel à un grand nombre de processus terrestres. Ainsi, l‘inégale répartition du flux solaire à la surface de la Terre joue un rôle dans la distribution des régimes climatiques (via son effet sur les températures atmosphériques et océaniques, sur l’humidité et les précipitations) et des biomes… 

Dans ce nouvel article, nous allons nous pencher sur la nature de l’énergie solaire. Nous étudierons la façon dont elle est produite et comment elle est transportée dans l’espace.

Le Soleil, une étoile en fusion

Le Soleil est une étoile principalement constituée d’hydrogène (H, 75%) et d’hélium (He, 25%). Autour d’elle orbitent huit planètes : Mercure (la plus proche), Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. L’ensemble forme le système solaire. Ce système appartient à un ensemble plus vaste : la Voie lactée, une galaxie qui comprend entre 200 et 400 milliards d’étoiles cousines de notre Soleil. 

Dans cette famille d’étoiles, le Soleil fait partie de la catégorie des naines jaunes en raison de sa couleur et de sa taille. Les naines jaunes transforment dans leur cœur les atomes d’hydrogène en atomes d’hélium, par un processus de fusion nucléaire.

La température de surface des naines jaunes est comprise entre 5000 et 6000°C (celle du Soleil est de 5900°C) et leur durée de vie est d’environ 10 milliards d’années. Arrivées en fin de vie, elles grossissent de façon démesurée et engloutissent les planètes qui gravitent autour. Elles se refroidissent et leur couleur devient rouge. On les appelle alors des géantes rouges.

Les réactions de fusion se produisent au cœur de l’étoile. Elles produisent un dégagement de chaleur très puissant qui se propage jusqu’à la surface puis dans l’espace dans lequel il se dilue : l’étoile brille.

L’énergie solaire est un des grands déterminants climatiques. En raison de la rotondité de la Terre, elle se distribue de façon inégale. Ce chauffage différentiel engendre un déséquilibre thermique entre les régions les plus chauffées (équateur et Tropiques) et les régions moins éclairées, situées dans les hautes latitudes. 

La quantité d’énergie solaire reçue en surface varie donc d’une région à l’autre, tout comme elle fluctue au cours de l’année. En effet, la Terre décrit une ellipse autour du Soleil et effectue une révolution complète en 365,25 jours. Au cours d’une année dite sidérale, la Terre est donc plus ou moins proche de son étoile. En conséquence, la quantité d’énergie reçue varie.

Comme la Terre tourne sur elle-même selon un axe de rotation légèrement incliné d’un angle de 23° par rapport au plan de l’elliptique, l’énergie solaire ne se répartie pas de façon égale entre les deux hémisphères et les saisons sont inversées.