Thémis est un prototype de centrale solaire thermodynamique qui a produit de l'électricité pour le réseau Électricité de France (EDF) de 1983 à 1986. Située en Cerdagne à Targasonne, elle a été réhabilitée par le Département des Pyrénées-Orientales en 2004, pour devenir Thémis Solaire Innovation un centre de recherche et de développement consacré à l'énergie solaire. Ce site propose plusieurs périodes d'ouverture au cours de l'année afin de permettre aux différents publics (individuels, groupes constitués, scolaires...) de le découvrir.

Localisation La centrale Thémis, propriété du Conseil Départemental des Pyrénées-Orientales, a été implantée stratégiquement en Cerdagne, pour ses conditions météorologiques qui sont très favorables au développement de l'utilisation de l'énergie solaire. La Cerdagne bénéficie d'une exposition de près de heures de soleil par an, un vent très faible limitant les temps de non-fonctionnement des installations de la centrale, et se situe à une altitude ( à ) favorisant la réception du rayonnement solaire direct. L'inclinaison du terrain choisi pour la centrale se situe entre 6° et 18°, idéale pour une centrale à tourCentrale solaire de Thémis, à Targasonne Site Web de l'histoire du Roussillon..

Description du site Le site de la centrale Thémis couvre une superficie de et se structure autour de 5 équipements principaux : un champ d’héliostats, structures mobiles équipées de miroirs qui suivent automatiquement la course du soleil pour réfléchir et concentrer en permanence le rayonnement solaire sur une cible en haut d’une tour. Sur les initialement, sont aujourd'hui pleinement utilisables (les ayant été démantelés pour les besoins des expériences d’astrophysique) ; la tour de de haut, au sommet de laquelle se concentre le rayonnement solaire provenant des héliostats ; la Maison de site (ancien bâtiment usine), de , qui abritait initialement l'ensemble de la centrale électrique et le système de conservation de la chaleur. Aujourd’hui, ce bâtiment dispose de bureaux pour l'équipe de gestion du site et accueille les publics tout au long de l’année dans le cadre de son programme d’activités et d’événements spécifiques ; la Maison de l'innovation, qui abritait jusqu’à l’été 2004 l’équipe du CNRS de l'IN2P3 travaillant sur la détection du rayonnement gamma. Elle a été rénovée depuis pour offrir des espace de travail (bureaux, salle de réunion, espace de coworking) aux partenaires du site ; le belvédère, situé sur les hauteurs du site, offre une vue panoramique sur les installations de Thémis et le plateau Cerdan. L'été, des expositions temporaires y sont installées.

Accueil des visiteurs

Le site est accessible au public :

pendant les vacances scolaires d’été (tous les jours) et les autres vacances scolaires (hors week-end et jours fériés) ; lors d’événements spécifiques (Fête de la nature, Journées Européennes du Patrimoine, autres..) ; en dehors de ces périodes (hors week-end et jours fériés), sur réservation pour les groupes (15 personnes minimum).

Lors de ces ouvertures, un programme d'activités variées autour de l’énergie solaire est proposé pour tous les publics :

Animations payantes : visite guidée du site, maquettes "Didacsol"; Ateliers en autonomie : constructions solaires "Fablab", prêt de jeux, coloriage; Expositions : 4 expositions permanentes sur le Soleil et l’énergie et 1 exposition temporaire (installée au belvédère lors de la saison estivale); Chemin du belvédère : vue sur les installations solaires et table d'orientation. Pour plus de renseignements (activités, horaires, tarifs...) : https://www.ledepartement66.fr/dossier/themis-solaire-innovation/

Centre de Recherche & Développement et d'innovation technologique Plusieurs opérations de R&D et d'innovation technologique en matière de solaire thermodynamique et photovoltaïque sont en cours à Thémis.

Laboratoire CNRS PROMES Depuis 2006, le laboratoire PROMES (PROcédés Matériaux et Énergies Solaires) du CNRS exploite la tour solaire et 107 héliostats comme plateforme de recherche sur le solaire à concentration à taille industrielle, complétant les travaux faits sur le site d'Odeillo avec le Grand Four Solaire. L'accent est mis sur des procédés à plus hautes température que le système original pour obtenir de meilleur rendement de conversion thermodynamique : 700 voire plutôt que (température de fonctionnement de la centrale dans les années 80).

Différents projets ont eu lieu ou sont en cours sous le pilotage de ce laboratoire : Projet "PÉGASE" (Production d'Électricité par turbine à Gaz et Énergie Solaire)Production d'Électricité par turbine à GAz et énergie SolairE Web.archive / promes.cnrs.fr, 2006 : ce projet visait à remettre en place sur le site de THÉMIS une boucle thermodynamique telle qu’elle existait à l’origine mais en l’améliorant. Il s'agissait plus précisément de réaliser et tester un système hybride solaire/gaz d'une puissance électrique de l'ordre de 1,2 Mégawatt, utilisant la chaleur solaire pour surchauffer l'air entrant dans une turbine à gaz. Le dispositif avait pour but d'ouvrir la voie vers des centrales solaires présentant un meilleur rendement (30 % et plus) utilisant des cycles combinés solaire/gaz. Ce programme a inclusPegase - Avancement du projet Web.archive / promes.cnrs.fr, 2015 une rénovation du champ d'héliostats afin d'y déployer un nouveau système de contrôle commande dérivé de celui des astrophysiciens de l'IN2P3 ainsi qu'une rénovation optique (remplacement des miroirs cassés, réglages optiques…). Projet "Next-CSP"NextCSP next-CSP - High Temperature concentrated solar thermal power plant next-csp.eu, consulté en novembre 2022(2016-2020) : Ce projet bénéficiant de financements européens a repris certains éléments du projet pégase (turbine, tour) pour développer un système hybride solaire/gaz d'1,2 MW environ. L'innovation testé était l'utilisation d'un circuit d'air contenant des particules solides comme fluide caloporteur. Ce dernier était chauffé lors de son passage dans le récepteur solaire placé en haut de tour (zone de concentration du rayonnement solaire réfléchi par les héliostats au sol) pour atteindre 800°C afin de transférer la chaleur via un échangeur à un circuit d'air qui alimente la turbine à gaz. Les tests réalisés en 2018 avec l'utilisation d'une boucle d'air avec des particules (comme du sable) a permis de tester le stockage de l'énergie emmagasinée dans les particules via des réservoirs pour stocker l'énergie thermique plusieurs heures, permettant de s'affranchir des fluctuations météo, de s'adapter à la demande du réseau ou encore de différer la production d’électricité le soir voire la nuit. Projet "CLÉ-DE-SOL" : En 2021 et 2022, le projet CLÉ-DE-SOLCLÉ-DE-SOL (financement européen FEDER région Occitanie) a été mené notamment principalement sur le site de Thémis. L'objectif majeur était d'améliorer la performance de la plateforme pour héberger les procédés à tester. À ce titre, une rénovation complète des 107 héliostats utilisés par le CNRS a été réalisée : entretien mécanique, nouvelle alimentation électrique, nouveau système de communication, mise à jour des logiciels… Projet "P2P" (Powder To Power) : ce projet européen actuellement en cours permet d'étudier les lits fluidisés circulants gaz-solides comme une alternative aux fluides caloporteurs conventionnels utilisés pour transporter la chaleur issue du rayonnement solaire dans les centrales solaires à concentration.

CPV Thémis avec le projet "Thémis PHOC" Installé en 2009, ce projet pilote de solaire photovoltaïque à concentration a été porté par plusieurs structures : NUR ENERGIE SAS, NEOEN, SOITEC et enfin CPV Thémis (depuis 2015). Cette installation, d'une puissance de 170kW, est équipée de la technologie Concentrix. Chaque module est composé de lentilles de Fresnel sur la partie supérieure qui concentrent 500 fois l'intensité du rayonnement lumineux sur les cellules solaires à haute performance situées sur la partie inférieure. Le montage ainsi que le système de suivi nécessitent une grande précision afin que les rayons du Soleil s’alignent parfaitement sur les cellules solaires mesurant moins de 3mm. Ces cellules multi couches permettent de capter un spectre de lumière plus large, ce qui permet d'améliorer leur rendement de 50 % par rapport à la technologie du silicium amorphe. Cette technologie Concentrix a d'ailleurs été une référence mondiale avec un rendement de conversion du rayonnement solaire en électricité de 31.8%.

ENGIE GREEN avec le projet "PV Thémis biface / VOSS" Construit en 2022 puis mise en service en , ce projet de production d'énergie d'origine solaire a pour but de tester les différences de rendement entre des panneaux photovoltaïques classiques et des panneaux photovoltaïques bifaciaux. Ces derniers permettent, via les 2 faces du module PV, de récupérer à la fois le rayonnement direct émis par le Soleil mais aussi le rayonnement diffus et réfléchi par l'environnement (effet albédo). Les installations produisant de l'électricité ont été complétées par un système de stockage de l'énergie : VOSS (VOlant de Stockage Solaire). Développée par Energiestro, cette technologie innovante lowtech permet de stocker l'électricité produite en mettant en mouvement un volant d'inertie en béton autour d'un axe en minimisant les forces de frottement. Ce mouvement pourra, par la suite et quand cela sera nécessaire, être re-transformé en électricité grâce à un alternateur. Le but de ce système est de proposer une alternative aux batteries pour le stockage de l'énergie.

SUNERGIE avec le projet "Thémis-PV" Ce projet a pour objectif d'équiper 80 héliostats de la partie haute non utilisée du champ d'héliostats avec des panneaux photovoltaïques.

Autres projets terminés

EDF Renouvelables avec le projet "Censol-PV" : Ce projet mené entre 2008 et 2023 a eu pour objectif de tester les performances de panneaux photovoltaïques à faible concentration couplés à un système de suivi solaire spécifique (aussi appelés trackers solaires) afin d'améliorer la faisabilité technico-économique des centrales solaires photovoltaïques, qui constitue aujourd’hui une véritable alternative aux énergies fossiles polluantes .thumb|Un panneau photovoltaïque de la centrale solaire Thémis.

Solar Euromed avec le projet "Augustin Fresnel 1" : Ce projet mené entre 2008 et 2019 utilisait des miroirs plans (aussi appelé miroirs de Fresnel) pour concentrer le rayonnement solaire sur un récepteur solaire (tuyau horizontal placé au dessus des miroirs) afin de chauffer l'eau qui circulait à l'intérieur et générer ainsi de la vapeur. D'une puissance de 250KW thermique, ce procédé innovant a eu pour but d'expérimenter les applications de chaleur industrielle et de production d'électricité.

Les 3 vies de Thémis 1977 - 1986 : Les origines