Introduction
Les centrales solaires en milieu désertique s’imposent aujourd’hui comme une solution clé dans le cadre de la transition énergétique mondiale. Grâce à un ensoleillement intense, une faible densité de population et un coût du foncier très bas, les zones désertiques —- en particulier en Afrique du Nord (Maroc, Algérie et Tunisie) —- offrent des conditions idéales pour le développement de projets photovoltaïques de grande envergure.
However, la construction d’une centrale solaire dans le désert ne s’improvise pas. Entre conditions climatiques extrêmes (heat, tempêtes de sable) et contraintes techniques spécifiques (structures, câblage, dispositifs anti-sable), chaque composant du système doit être soigneusement sélectionné et parfaitement adapté à l’environnement.
In this article, nous allons présenter les équipements de base nécessaires à une centrale photovoltaïque en zone désertique, estimer la quantité d’énergie économisée et les bénéfices environnementaux d’une telle installation, découvrir les plus grands projets solaires au monde. Ainsi que les solutions de câblage solaire sur mesure proposées par ZMS Cable pour les installateurs et développeurs en Afrique et en Europe.
Quels sont les équipements nécessaires pour une centrale solaire dans le désert ?
Les zones désertiques sont caractérisées par des conditions climatiques extrêmes : vents chargés de sable abrasif, high temperatures, et fortes amplitudes thermiques entre le jour et la nuit.
Pour construire une centrale solaire dans ces environnements, il est indispensable d’utiliser des équipements spécialement conçus pour résister à ces contraintes.
Modules photovoltaïques bifaciaux
Les panneaux bifaciaux sont aujourd’hui privilégiés pour les projets désertiques. En captant la lumière solaire directe à l’avant et la lumière réfléchie par le sable à l’arrière, ils permettent une augmentation de rendement significative. Ces modules doivent être conçus avec des verres renforcés et des surfaces résistantes à l’érosion du sable.
Structures de support et fondations
La structure de soutien doit pouvoir résister aux vents violents, aux tempêtes de sable, etc. Des matériaux en acier galvanisé ou en aluminium anodisé sont généralement choisis pour la structure de soutien. Dans les zones dunaires, on recommande une garde au sol minimale de 300 mm pour éviter l’ensablement des panneaux. Le choix de l’angle d’inclinaison doit aussi tenir compte de la direction dominante du vent et du déplacement des dunes.
Système de suivi solaire (optional)
L’utilisation de structures à axe unique (trackers horizontaux) permet d’augmenter la production de 20 has 30 %. However, elles nécessitent un système renforcé contre les charges de vent et un entretien plus rigoureux dans les milieux sableux.
Onduleurs solaires pour environnement extrême
Les onduleurs utilisés dans les centrales désertiques doivent être de type extérieur ou intégrés dans des conteneurs pré-assemblés afin de faciliter le transport et l’installation dans des zones reculées.
Ils doivent être certifiés IP54 ou plus, avec une conception hermétique anti-poussière, des systèmes de refroidissement actifs à ventilation filtrée ou ventilateurs étanches, et une capacité de démarrage à basse température pour faire face aux écarts jour/nuit importants.
Ces onduleurs doivent également présenter une excellente résistance aux conditions de vent de sable pour assurer une fiabilité maximale en environnement sévère.
Coffrets de raccordement et transformateurs
Les boîtiers de jonction intelligents (ou coffrets de raccordement DC) permettent le suivi à distance des chaînes de modules photovoltaïques et facilitent la maintenance prédictive.
Quant aux transformateurs de puissance, ils doivent être capables de supporter les écarts de température importants typiques des régions désertiques. Ils ont également pour rôle d’élever la tension de sortie jusqu’à 35 kV ou 110 kV. Cette élévation est indispensable pour permettre l’intégration stable de l’énergie produite dans le réseau électrique.
Câbles solaires haute performance
Les câbles photovoltaïques sont des éléments critiques en environnement désertique. Ils doivent être :
- résistants aux UV, à la chaleur et à l’abrasion sableuse，
- conformes à la norme EN 50618 / IEC 62930，
- avec isolation XLPO ou double gaine (type H1Z2Z2-K) pour une durée de vie prolongée.
At ZMS Cable, nous proposons des câbles solaires sur mesure, testés en conditions extrêmes, shielding, personnalisation de sections, etc.
Systèmes de protection contre le sable
Pour stabiliser le terrain et protéger les installations, on utilise :
- des barrières mécaniques anti-sable (filets en nylon ou branchages en damier 1m x 1m),
- des plantes fixatrices de sable (halophytes ou végétaux locaux comme le calligonum ou l’armoise),
- des zones végétalisées sous les panneaux pour combiner production d’énergie et réhabilitation écologique.
Comment fonctionne une centrale photovoltaïque ?
Le fonctionnement d’une centrale photovoltaïque repose sur une chaîne de conversion énergétique optimisée, allant du captage de la lumière jusqu’à l’injection d’électricité dans le réseau. Voici les grandes étapes de ce processus :
Conversion de la lumière en électricité (direct current)
Les modules photovoltaïques captent la lumière du soleil et génèrent un courant électrique continu grâce à l’effet photovoltaïque, un phénomène physique produit par certains matériaux semi-conducteurs (souvent du silicium). Plus l’irradiation est forte, plus la production de courant est élevée.
Conversion du courant continu en courant alternatif
Le courant continu produit n’est pas directement compatible avec les réseaux électriques. Il est d’abord acheminé via des boîtiers de jonction vers des onduleurs (ou inverseurs de puissance).
Ceux-ci convertissent le courant continu (DC) in alternating current (AC), aux fréquences et tensions requises par le réseau.
Injection dans le réseau (moyenne ou haute tension)
L’électricité ainsi convertie est ensuite élevée en tension via des transformateurs pour atteindre 35 kV, 110 kV ou plus selon les exigences du réseau.
Une fois cette étape franchie, l’énergie peut être injectée dans les lignes de moyenne ou haute tension, puis distribuée aux utilisateurs.
Optimisation en temps réel
Les centrales modernes utilisent des systèmes de contrôle intelligents, intégrant notamment :
MPPT (Maximum Power Point Tracking), qui ajuste en permanence le fonctionnement des modules pour capter un maximum d’énergie solaire ;
des systèmes SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) pour la gestion à distance, l’analyse de performance et la maintenance préventive.
Quel est l’impact environnemental d’une centrale solaire ?
Les centrales solaires ont des effets positifs multiples sur l’environnement, notamment en matière de réduction des émissions de carbone, préservation des ressources, régénération écologique et promotion du développement durable. Here is a detailed analysis :
Réduction des gaz à effet de serre et lutte contre le changement climatique
Production d’électricité sans émission directe
Une centrale photovoltaïque ne produit ni CO₂, ni SOₓ, ni NOₓ, ni particules fines pendant son fonctionnement. Chaque kilowattheure d’électricité solaire permet d’éviter environ 0,4 kg d’émissions de CO₂, ce qui équivaut à une économie de 0,16 kg de charbon standard.
Example : La centrale de 310 MW située dans le désert de Kubuqi (Mongolie Intérieure) génère 2,74 milliards de kWh par an, permettant de réduire les émissions de CO₂ de 23,25 millions de tonnes, d’économiser 8,62 millions de tonnes de charbon et d’atteindre l’équivalent de 127 000 hectares de forêts restaurées.
Empreinte carbone faible sur tout le cycle de vie
La majorité des émissions proviennent de la fabrication initiale des modules. However, les progrès technologiques — comme l’utilisation d’électricité renouvelable dans les usines — permettent de réduire considérablement cette empreinte. Des études montrent que le bilan carbone du photovoltaïque représente à peine 10 % de celui du charbon.
Économie d’eau et réduction de la pollution
Consommation d’eau quasi nulle
Les centrales thermiques traditionnelles consomment environ 1,5 litre d’eau par kWh produit, principalement pour le refroidissement. Conversely, une centrale solaire n’a besoin que d’un faible volume d’eau pour le nettoyage périodique des panneaux, ce qui représente une forte économie d’eau, particulièrement précieuse dans les zones arides.
Suppression de la chaîne de pollution fossile
Le photovoltaïque évite :
- l’extraction destructrice du charbon,
- la pollution liée à son transport,
- les résidus de combustion (cendres, gaz acides, acid rain).
Restauration des terres dégradées et amélioration des écosystèmes
Valorisation de terres non cultivées
Plus de 60 % des grandes centrales solaires mondiales sont installées sur des sols arides, désertiques ou salins, réduisant ainsi la concurrence avec les terres agricoles.
Réhabilitation écologique des zones désertifiées
Les panneaux solaires réduisent l’évaporation de l’eau du sol. L’eau utilisée pour le nettoyage s’infiltre dans le sol, augmentant l’humidité.
Example : Sur le site photovoltaïque de Gonghe (province du Qinghai), la teneur en eau du sol sous les panneaux a augmenté de 40 has 78 %, la végétation s’est accrue de 15 %, et la matière organique du sol a été multipliée par 11.
La structure des champs photovoltaïques forme une barrière physique qui réduit la circulation du vent au niveau du sol. De ce fait, la vitesse du vent chute de plus de 40 %, l’humidité de l’air augmente de 2,8 %, et l’amplitude thermique jour/nuit diminue — des conditions propices à la reprise des micro-organismes et de la flore locale.
Utilisation multifonctionnelle des terres
Agri-photovoltaïsme : À Lianyungang (Chine), des fraises sont cultivées sous les panneaux, combinant production agricole et énergétique tout en réduisant les besoins en énergie pour les serres. Élevage sous panneaux : Dans la région de Talatan (Qinghai), des moutons paissent sous les panneaux, entretenant naturellement la végétation et permettant aux éleveurs d’augmenter leurs revenus tout en régénérant les pâturages.
Promotion de la biodiversité et de la résilience climatique
Création de corridors écologiques
Des études montrent que l’aménagement réfléchi des installations — notamment l’espacement entre les panneaux — permet de préserver les bandes de végétation servant d’habitats pour la faune locale.
For example, sur le site de Kubuqi, des oiseaux et petits mammifères sont revenus s’installer.
Atténuation de l’effet d’îlot de chaleur urbain
Les solutions BIPV (bâtiment photovoltaïque intégré) — installation de panneaux sur les toits ou façades — limitent l’absorption de chaleur par les bâtiments, réduisent la consommation d’air conditionné et améliorent le microclimat urbain.
Comment se déroule la construction d’une centrale solaire dans le désert ?
La construction d’une centrale solaire en milieu désertique est un projet complexe qui exige une préparation minutieuse, des choix techniques adaptés aux conditions extrêmes, ainsi qu’une coordination rigoureuse à chaque étape. Voici un aperçu des principales phases du processus :
Étude de site et sélection de l’emplacement
Avant toute chose, des analyses environnementales, géologiques et climatiques sont menées sur plusieurs mois :
- Éviter les zones de dunes mobiles, de sols salins ou instables
- Collecter des données météorologiques sur 30 ans : ensoleillement, vents dominants, tempêtes de sable
- Évaluer la nature et la mobilité du sable, la topographie, et l’accès aux réseaux électriques
Il convient de privilégier les zones désertiques à fort potentiel solaire, grandes superficies disponibles et faible densité de population, comme celles du Maghreb (par exemple le sud du Maroc ou l’intérieur de la Tunisie) et de la région du Sahel.
Conception technique adaptée au désert
Les ingénieurs doivent intégrer dès la phase de conception les défis propres à ces environnements :
- Structures surélevées pour éviter l’ensablement (garde au sol ≥ 300 mm)
- Orientation et inclinaison optimales des modules pour compenser les variations dues aux micro-reliefs du sol
- Choix de matériaux résistants à la corrosion, à l’abrasion sableuse et aux chocs thermiques
- Systèmes de suivi solaire à axe unique (trackers) renforcés pour résister aux rafales de vent
Intégration écologique et stabilisation des sols
Pour éviter l’érosion éolienne et limiter l’impact écologique, des mesures sont prises dès la construction :
- Filets pare-sable ou barrières (en jonc, roseau ou nylon) en périphérie et sur les axes dominants du vent
- Végétalisation contrôlée avec des espèces locales (ex. : armoise, saxaoul, jujubier), résistantes à la sécheresse
- Zones d’ombrage régulé sous les panneaux, propices à la régénération de la flore locale
Logistique, transport et installation
L’acheminement du matériel jusqu’au site est une étape cruciale, notamment dans les zones reculées :
- Choix de véhicules adaptés au terrain sablonneux
- Respect des normes de résistance environnementale
- Installation modulaire et en série : les supports, panneaux, onduleurs et câbles sont installés par blocs pour réduire le temps d’exposition au vent et à la poussière
Mise en service et maintenance intelligente
Les centrales modernes privilégient l’automatisation pour limiter la dépendance à la main-d’œuvre sur site :
- Systèmes SCADA de télésurveillance en temps réel (production, températures, pannes)
- Robots nettoyeurs de panneaux solaires, réduisant la consommation d’eau et les coûts d’entretien
- Maintenance prédictive grâce à des capteurs intégrés (température, poussière, humidity)
Grâce à une planification rigoureuse, des choix technologiques adaptés et une conception écologique intégrée, il est aujourd’hui possible de transformer des étendues désertiques en zones de production énergétique durable, sans compromettre les équilibres locaux.
Rôle stratégique des câbles dans les centrales désertiques
Si les panneaux solaires sont au cœur d’une centrale photovoltaïque, les câbles électriques en sont le système nerveux : ils assurent la transmission fiable de l’énergie depuis les modules jusqu’aux transformateurs, puis vers le réseau. Dans un environnement désertique, les contraintes sur les câbles sont particulièrement élevées — températures extrêmes, rayonnement UV intense, abrasion due au sable, pose enterrée ou aérienne sur de longues distances.
Voici les câbles les plus couramment utilisés, et les critères clés pour garantir leur performance dans le désert :
Câbles solaires à courant continu (DC)
Ce sont les câbles qui relient les panneaux photovoltaïques aux boîtes de jonction (boîtiers de raccordement), puis aux onduleurs.
Caractéristiques essentielles :
- Isolation double (souvent XLPE + gaine extérieure en LSZH ou PVC) pour résister aux UV et à la chaleur
- Résistance thermique élevée : fonctionnement jusqu’à 90 °C en continu, tolérance à des pointes de 120 °C
- Flexibilité mécanique : pour l’installation sur structures mobiles (trackers solaires) ou en courbes
- Current standards : IN 50618 / TÜV 2 Pfg 1169
At ZMS Cable, nous fournissons des câbles solaires de type PV1-F et H1Z2Z2-K, testés pour des environnements à haute température et haute intensité solaire, avec des options anti-rongeurs ou retardateurs de flamme selon les besoins.
Câbles de puissance à courant alternatif (AC)
Ces câbles relient les onduleurs aux transformateurs, puis au poste de livraison pour le raccordement au réseau électrique.
Contraintes spécifiques au désert :
- Longues distances de transport d’électricité, nécessitant une section de câble adaptée pour limiter les pertes
- Pose aérienne, en tranchée, ou en caniveau technique, avec résistance au sable et aux chocs thermiques
- Présence éventuelle de rongeurs ou d’agents corrosifs, selon la région
ZMS propose des câbles en cuivre ou en aluminium blindés, avec isolation XLPE ou EPR, pour des tensions jusqu’à 35 kV. Nous adaptons la structure (simple, torsadée, tripolaire) selon les configurations du site.
Câblage pour les systèmes de contrôle et surveillance (SCADA)
Les centrales solaires modernes utilisent des systèmes intelligents de monitoring, nécessitant un câblage spécifique :
- Câbles de communication RS485, fibre optique ou Ethernet pour la remontée de données (production, température, alarmes)
- Câbles pour capteurs (température, humidity, inclinomètres)
- Résistance à l’interférence électromagnétique (EMI)
ZMS peut fournir des câbles blindés pour automation et données, compatibles avec les protocoles industriels standard et testés pour une exposition prolongée aux UV.
Pourquoi une mauvaise sélection de câble peut compromettre toute l’installation
Un défaut d’isolation, une section mal dimensionnée ou un vieillissement prématuré du câble peut entraîner :
- Perte d’efficacité énergétique
- Risque de court-circuit ou incendie
- Maintenance coûteuse dans des zones difficiles d’accès
C’est pourquoi le choix des câbles doit se faire en fonction du climat local, des normes nationales et du profil de charge de la centrale. Une solution sur mesure, combinée à une logistique fiable et des certificats de conformité, fait toute la différence dans les projets à grande échelle.
Conclusion
Les centrales solaires implantées en zones désertiques ne sont plus de simples projets expérimentaux — elles représentent aujourd’hui un pilier stratégique de la transition énergétique mondiale, en particulier dans les pays francophones d’Afrique et d’Europe du Sud, riches en ensoleillement et en terres peu exploitées.
Des projets de référence à l’échelle planétaire illustrent déjà ce potentiel colossal :
- Le parc solaire de Talatan au Qinghai, en Chine, couvre près de 600 km² et alimente plus de 3,4 millions de foyers chaque année — tout en servant de pâturage écologique pour 20 000 moutons.
- En Arabie Saoudite, le projet en cours d’Al Shuaibah atteindra 2,6 GW, ce qui en fera la plus grande centrale photovoltaïque unitaire au monde.
- En Chine toujours, la centrale de Midong (Xinjiang) affiche une puissance de 3,5 GW, avec une production annuelle avoisinant 6 milliards de kWh, soit l’équivalent de la consommation électrique d’un petit pays.
Avec leurs bénéfices multiples — production massive d’électricité propre, réduction des émissions de CO₂, revalorisation des terres dégradées, économie d’eau, et même restauration écologique — ces projets incarnent un modèle d’énergie circulaire et durable.
Mais pour garantir leur performance et leur longévité, chaque composant doit être soigneusement conçu en fonction des contraintes environnementales spécifiques au désert. Cela concerne non seulement les panneaux et les structures, mais aussi des éléments moins visibles mais tout aussi cruciaux comme les câbles électriques.
En tant que fournisseur de solutions de câblage solaire, ZMS Cable accompagne les développeurs, installateurs et EPC de la zone EMEA dans la conception de projets photovoltaïques fiables, compliant with international standards, et adaptés aux environnements extrêmes.
Le désert n’est plus un vide énergétique — c’est un gisement d’avenir.