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FrédéricCaille– Janvier2019–Dossierdeprésentationde lamaquetteduMuséedesArtsetMétiersàParis:

ModèledepompesolaireSofretes

Premièrestationdepompagesolairecommercialiséeaumonde

StationdevillagedeMedinaDakhar(Sénégal,1976)

Les pompes solaires thermodynamiques mises au point par la Sofretes (SociétéFrançaise d’Etudes Thermiques et d’Energie Solaire, 1973-1983) sont la premièreavancée marquante dans le domaine de l’utilisation directe du rayonnement solairecommeforcemotricedepuislemoteursolaireinventéparleFrançaisAugustinMouchotentre1869et1878.Le seul exemplaire connu de son «moteur-concentrateur» solaire, au 1/10, dans laversionamélioréeavecsonassociéAbelPifre,setrouved’ailleursaumuséedesArtsetMétiers.En100années,danscedomaineclefdel’usagedirectdel’énergiesolaire,neseronteneffetréaliséesquelacentralesolairedel’ingénieuraméricainFrankShumanàMaadi,enEgypte, en 1913 (dont aucune trace n’a été conservée), puis les pompes solairesitaliennes SOMOR (SOciéta MOtori Recupero del calore solare e del calore perduto,1949-1963), mises au point par l’artisan-inventeur Daniele Gasparini et l’ingénieurFerruccioGrassi.L’ingénieurfrançaisJean-PierreGirardier(1934-2017),créateurdelaSofretes,utiliserad’ailleurs pour la réalisation de sa thèse de physique à Dakar, sous la direction duprofesseurMasson,unepompeSOMOR.Mais il développe ensuite rapidement, avec ce dernier, un premier moteur-pompesolaire(brevetdemoteursolaireMasson-Girardierdu28mai1965INPI-n°1485515).

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N° d'ordre: 1

THÈSESPRÉSENTÉES A LA

FACULTÉ DES SCIENCESDE L'UNIVERSITÉ DE DAKAR

POUR OBTENIR lE TITRE DE

Docteur de l'Université de DakarMENTION « SCIENCES »

PAR

Jean-Pierre GIRARDIERIngénieur de ncole polytechnique Fédérale de Zürich

PREMIÈRE THÈSELes pompes solaires

DEUXIÈME THÈSEPropositions données par la Faculté

Soutenues le 9 Mars 1963, devant la Commission d'Examen

MM. MASSON PRÉSIDENTMARCHAND }ROBIN EXAMINATEURS

Mlle SALVADOR

1 8lA 0

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Jean-PierreGirardiernevaavoirdecessed’améliorercemoteur-pompeaufildediversprototypes à Dakar (à l’Institut de Physique Météorologique qui devient ensuite leCERER,Centred’EtudesetdeRecherchesSurlesEnergiesRenouvelables),puisauNiger,encollaborationaveclephysicienAbdouMoumouniDioffo.

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Ci-dessous:Imagesextraitesdel’albumpersonneldeJean-PierreGirardier

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La création de la société d’économie mixte Sofretes, avec le soutien de l’ANVAR, enoctobre1973,puis l’entréedans lecapitaldecetteentrepriseduCEA(Commissariatàl’Energie Atomique), avec d’autres grands acteurs économiques français, un peu plusd’unanplustard,marquerontlepassageàuneéchellevéritablementindustrielleetdecommercialisation.

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Ci-dessous:Dépliantdelasociétéfin1980

Lamaquetteexposéereproduitfidèlementlepremiermodèled’hydro-pompesolairedevillagecommercialiséaumonde(brevetdestationsolairedevillageDurand-Girardier-Mercier-Sofretesdu23juin1978,INPI-n°2372330).Elle représente la stationdeMedinaDakharpetite localité situéeà120kilomètres aunorddeDakar,auSénégal.Ils’agitdelapremièrestationsolairedevillagequ’installerala société. L’inauguration a lieu le 7 mars 1976 par le ministre du plan et de lacoopérationsénégalaisOusmaneSeck.

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Ci-dessous:PremièrepageduquotidiensénégalaisLeSoleille8mars1976ettimbresénégalaiscommémorantleprogramme«NjérinuJant»,«lesoleilutile»enwolof

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Le principe de fonctionnement des stations de pompage thermodynamiques de laSofretesestextrêmementsimple.Ilconsisteàutiliserle«principedeCarnot»,ou«secondeloidelathermodynamique»,principeselon lequel, àpartirdudifférentielde températureentre la source froidedel’eau (si abondante dans le sous-sol du Sénégal), et la source chaude du soleil (sigénéreux dans son ciel), doit pouvoir naître (mécaniquement et inépuisablement) laforcedetravailnécessaireàlamontéedelapremièreverslesecond.

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Ci-dessous:dessinetexplicationstirésdel’ouvraged’entretiendeJean-PierreGirardier,L’hommequicroitausoleil,Paris,LesEditionsduCerf,1979,p.22-26

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LapompedeMerinaDakharestéquipéedumoteur-pompeMGS2000,développéparlaSofretesetréalisépar lesEtablissementsPierreMengin,uneentreprisedepompesderelevagequedirigeJean-PierreGirardieràpartirdudébutdesannées1970etquiaétéfondéeparsonpropregrand-père.Lemoteurestunbicylindrepouvantfonctionneravecunedifférencedepressionassezfaible(5à8bars)etd’unepuissancemécaniquepouvantvarierde0,3à1,5KW.

Ci-dessous:Photodumoteurproprementdit,del’ensemblemoteur,etschémad’ensembledelaversionditeMS5.

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Outre lemoteursolaireproprementdit, lastationsolairedevillageSofretes intègre lanotion de «bâtiment à usage collectif climatisé». Dès la première réalisation sur site,encore expérimentale, à Chinguetti en Mauritanie en 1973, Jean-Pierre GirardiercollaboreeneffetaveclesarchitectesGeorgesetJeanne-MarieAlexandroff,pionniersdel’architecturebioclimatiqueetenseignantsàl’écoled’architecturedeParis.IlsresterontlesarchitectesdelaSofretes,avecleurélèveAlainLiébard.Les capteurs solaires à circulation d’eau que les époux Alexandroff perfectionnent,dénommés «canaletas», sont autoporteurs, facilement ajustables, et d’unepréfabricationaiséeetpeuonéreuse(labasepouvantêtreenmétalouenfibrociment,commeceuxdeMédinaDakharqueproduiraunesociétésénégalaise,).Grâceàunesuccessiondeprofilsinclinésà47°,etselonuneorientationest-ouestetunepose selon un angle correspondant environ à la latitude du lieu, les canaletasconcentrentlachaleursolaireetdéveloppentuneperformancesupérieureàdesimples«capteurs-plans» (plats) (brevet Eléments de toiture pour la captation de l’énergiesolairedu10février1970,INPI-n°2079687).Onpeutparlerde«climatisation»carpareffetthermiqueinverse,l’eauchaufféesurletoitrafraichitlespiècessituéesendessous.

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L’image ci-dessous montre l’un des premiers dessins réalisés de canaletas, en 1970.Jean-Pierre Girardier dirige alors la société de pompes de relevage EtablissementsPierreMengin, fondéepar sonpropregrand-père, et sur laquelle il s’appuierapour lacréationdelaSofretes.

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Ci-dessous:imagesaumomentdelaconstruction,delapompeachevée,etdubâtimentetduvillage,désormaissanspompe,enmai2016

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Autotal,auSénégal,ceserontplusde10stationsquiserontinstallées,unequarantainepourl’ensembleduSahel,70danslemondeentier,dontplusde20auMexiquedanslecadred’ungrandplangouvernemental.

Ci-dessous:Imageextraitedudépliantdelasociétéfin1980

LaSofretesréaliseraégalementselonlamêmetechnologiedesinstallationsdeplusfortepuissance.Elledécrocheraàdeuxrepriseslerecorddelapluspuissantecentralesolairealorsexistantesurlaplanète,àSanLuisdelaPazauMexiqueen1975(25KW),puisàDiréauMalien1980(75KW).

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Pourallerplusloin:-Leblogderecherche l’Afriquesolaire.L’énergiesolaireetlecontinentafricainduXIXesiècleànosjours:https://afrisol.hypotheses.org-L’ouvragecollectifDusoleilpourtous.L’énergiesolaireauSénégal:undroit,desdroits,une histoire (éditions science et bien commun, 2018), avec le dernier texte de Jean-PierreGirardiersurl’histoiredelaSofretes.Lecturelibreenligne:https://www.editionscienceetbiencommun.org/?p=828Ouentéléchargementintégral:https://hal.archives-ouvertes.fr/halshs-01794299- Un article de synthèse: Caille Frédéric, “ L’énergie solaire thermodynamique enAfrique.LaSociétéfrançaised’étudesthermiquesetd’énergiesolaire,ouSofretes(1973-1983) ”, Afrique Contemporaine, n° 261-262 «L’énergie en Afrique : les faits et leschiffres»,2017/1(parution4èmetrimestre2018),p.65-84:https://hal-ens-lyon.archives-ouvertes.fr/halshs-01984546v1