La température de fusion du fer est légèrement inférieure à 1 050 °C (1 900 °F). Les hauts fourneaux fonctionnent généralement à des températures d’environ 2 000 °C (3 600 °F) ou plus.
En revanche, les records de concentration pure de la lumière solaire ont jusqu’à présent été nettement inférieurs, malgré de gros efforts. Les centrales solaires thermiques, par exemple, qui produisent uniquement de la vapeur d’eau, n’atteignent qu’environ 400 à 500°C.
Pour dépasser significativement la barre des 1 000 degrés, le chauffage direct à partir d’un four approprié nécessite une concentration de lumière solaire environ mille fois supérieure. Si ce four est recouvert de quartz, la moitié de la concentration suffit.
Des chercheurs de l’ETH Zurich ont réussi à la chauffer à plus de 1 000 °C avec une concentration d’énergie solaire seulement 136 fois supérieure. Ce résultat a été obtenu en enveloppant le haut fourneau avec un matériau spécial semi-transparent.
La couche chargée d’absorber l’énergie thermique est recouverte d’un quartz ou d’un matériau similaire parfaitement adapté, qui capte uniquement les longueurs d’onde nécessaires au chauffage.
Cette « astuce » maintient la surface relativement froide, tandis que des températures élevées sont atteintes au point crucial. Dans ce cas, la température extérieure est restée inférieure à 500°C, alors que 1 050°C ont été mesurés dans le four lui-même. Les pertes dues au refroidissement inévitable de la surface sont donc moindres.
La prochaine étape consiste à atteindre la barre des 3 000°C (5 000°F). À cette température, il serait possible de traiter une large gamme de métaux qui autrement nécessiteraient un haut fourneau conventionnel.
Il ne serait plus nécessaire d’utiliser des combustibles fossiles et l’efficacité du système serait extrêmement élevée. En effet, l’hydrogène et le charbon ne sont riches en énergie que parce qu’ils ont été initialement produits à partir de la lumière du soleil, soit par hydrolyse, soit par croissance végétale, il y a quelques millions d’années.
Si la lumière solaire est utilisée directement, il n’y a pas d’étape intermédiaire entre la lumière et un haut fourneau à température de fonctionnement. Les économies de CO2 et surtout d’énergie seraient énormes.
