Une étude britannique révèle que les cellules solaires en silicium pourraient réduire les coûts d’énergie des satellites jusqu’à 90%.

Une étude prometteuse sur l’utilisation du silicium pour réduire les coûts des satellites

Des chercheurs de l’université de Surrey, située en Angleterre, ont révélé que le silicium, un matériau dont nous avons l’habitude, pourrait être la clé pour rendre les satellites beaucoup moins chers. En remplaçant les cellules solaires actuellement utilisées dans l’espace par des versions en silicium, il serait possible de réduire les coûts d’énergie des satellites de 90 % tout en diminuant le poids des systèmes solaires nécessaires à bord des engins spatiaux d’environ 50 %.

Une alternative économique

Selon un article de Phys.org, la recherche publiée dans le journal Acta Astronautica montre que les cellules solaires en silicium peuvent représenter une option économique bien plus viable que les cellules à triple jonction, qui dominent le secteur spatial depuis longtemps. Traditionnellement, ces cellules sont fabriquées avec des matériaux tels que le gallium, l’indium et le germanium, dont le coût varie entre 250 et 450 dollars par watt. En revanche, le silicium est disponible pour quelques dizaines de cents par watt, rendant son adoption très attractive.

À partir de novembre 2025, les principaux modèles de cellules en silicium (PERC, TOPCon et hétérojonction) affichent des prix moyens respectifs de 0,275, 0,285 et 0,39 dollars par watt. Non seulement les coûts sont inférieurs, mais les performances se sont également améliorées. Les cellules à hétérostructure en silicium ont atteint une efficacité de 27,8 %, et les tandems pérovskite/silicium ont atteint 34,85 % d’efficacité.

Pour explorer les implications pratiques, l’équipe de Surrey a modélisé deux configurations de vaisseaux spatiaux : un côté d’un CubeSat 3U et un Micro Sat provenant de Surrey Satellite Technology Limited. Même en tenant compte de l’utilisation de verre résistant dans l’espace, les économies réalisées s’élèvent à 85 à 90 %.

Un retour en force pour le silicium

Le silicium a déjà été employé dans le secteur spatial entre 1958 et 1977, avant que les cellules en arséniure de gallium ne prennent le dessus grâce à leur meilleure efficacité et leur résistance aux radiations. Actuellement, la technologie du silicium a fait d’énormes progrès, rendant ce matériau négligé d’autrefois à nouveau pertinent pour les missions dans l’espace.

La fabrication de satellites plus légers et moins coûteux pourrait avoir des répercussions significatives dans le secteur aérospatial et au-delà. Une masse de lancement réduite libère de l’espace pour du carburant ou des instruments, tandis que des coûts de fabrication inférieurs rendent les services spatiaux plus accessibles pour les gouvernements et les entreprises. Ces avantages pourraient améliorer les services de prévisions météorologiques, de communications, de navigation et de surveillance de la Terre.

Ces services sont essentiels pour les villes confrontées à des conditions météorologiques extrêmes, pour soutenir l’agriculture et pour une meilleure planification d’urgence, tout en allégeant les pressions financières qui limitent souvent le déploiement des satellites.

Défis à relever

Le principal enjeu reste de démontrer non seulement que le silicium est économique, mais également de trouver comment le protéger dans l’environnement spatial sans augmenter les coûts et le poids des satellites. Selon les chercheurs, le coût élevé des systèmes en silicium provient principalement du verre de protection. Si les ingénieurs parviennent à améliorer la tolérance aux radiations, ils pourraient utiliser du verre ou des substrats plus fins, ce qui créerait un double avantage : une réduction des coûts pour les opérateurs de satellites et des engins spatiaux plus légers, donc moins chers à lancer.

Dans ce contexte, Tommy Richards, doctorant spécialisé dans la technologie des cellules solaires à venir, a partagé ses réflexions sur cette étude. Il a précisé que l’enjeu majeur est de renforcer la résistance des cellules elles-mêmes contre les radiations. En procédant ainsi, il sera possible d’utiliser des matériaux plus légers et ainsi de réduire simultanément coûts et poids, transformant le défi d’une compétition de matériaux en un problème d’ingénierie à relever.

Pour en savoir plus

Les avancées technologiques transforment le paysage de la technologie spatiale, avec des bénéfices concrets pour la planète.

• NASA et Ascent Solar testent un film solaire ultraléger pour satellites et la station spatiale.

• La NASA envisage de convertir les cellules solaires pérovskites en une option d’alimentation plus légère pour leurs appareils.

• Des ingénieurs du King’s College London ont indiqué que l’énergie solaire spatiale pourrait fournir de l’électricité à l’échelle d’un continent.

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