Sur un bastion de la citadelle de Mont-Louis, à 1 600 mètres d’altitude, un grand panneau de miroirs plans pivote lentement pour suivre le soleil. En face, une parabole de verre renvoie toute cette lumière vers une seule tache de 18 centimètres de diamètre. Au centre de cette tache, la température dépasse 3 000 °C, sans une goutte de combustible.
Ce dispositif est le four solaire de Mont-Louis, dans les Pyrénées-Orientales. Il a été conçu après la Seconde Guerre mondiale par le chimiste du CNRS Félix Trombe, installé derrière les remparts qu’avait dessinés Vauban à partir de 1679. Il fonctionne encore, ouvert au public, et il a servi de banc d’essai au géant voisin d’Odeillo, l’un des deux plus grands fours solaires du monde.
Son histoire tient en trois mots que l’on croise rarement ensemble : une forteresse militaire toujours en service, un laboratoire de pointe et une parabole qui, selon l’exploitant actuel, concentre la lumière du soleil 10 000 fois.
D’un projecteur de défense antiaérienne à un four de 50 kW
Tout commence à Meudon, en région parisienne. Selon l’historique publié par le laboratoire PROMES du CNRS, Félix Trombe y mène à partir de 1946, avec Marc Foex et Charlotte Henry La Blanchetais, un premier programme pour obtenir de très hautes températures en concentrant le rayonnement solaire. Leur premier « poste de chauffage solaire », d’une puissance de 2 kW, utilise le miroir parabolique d’un projecteur de défense antiaérienne.
Le ciel de Meudon ne suffit pas. Pour aller plus loin, il faut un ensoleillement franc, un air sec et beaucoup de place. La notice du ministère de la Culture, consultable sur la base POP sous la référence PA66000020, raconte que la rencontre de Trombe avec le général Bergeron aboutit à l’installation d’un four de 50 kW dans la citadelle de Mont-Louis. Ce four est pensé comme un prototype, et Trombe le voyait lui-même comme la maquette d’un futur four solaire industriel.
Le choix de Mont-Louis tient en quelques atouts que résume bien sa géographie :
- une altitude d’environ 1 600 mètres, loin des fumées et des brumes des villes ;
- un ciel de haute montagne, sur le plateau de Cerdagne, au carrefour du Conflent et du Capcir ;
- une enceinte militaire déjà construite, avec des bastions dégagés et orientés, propriété de l’État ;
- l’appui de l’armée, qui occupe la citadelle et accepte d’y loger un laboratoire civil.
Comment un héliostat et une parabole fabriquent 3 000 °C
Le principe porte un nom technique, la double réflexion. La lumière ne frappe pas directement la parabole : elle rebondit d’abord sur un héliostat, un grand miroir plan mobile, puis sur le concentrateur parabolique fixe qui la focalise. Cette astuce permet de garder le four immobile, ce qui facilite les expériences.
Le site de l’exploitant, Four Solaire Développement, détaille les deux pièces maîtresses :
- l’héliostat compte 567 miroirs plans carrés de 49,8 centimètres de côté, soit 141 mètres carrés de surface réfléchissante, disposés en 27 rangées sur 21 lignes ;
- quatre vérins hydrauliques le font pivoter, deux en hauteur et deux en azimut, guidés par une lunette à cellules photosensibles qui suit le soleil ;
- la parabole, fixe, est un paraboloïde d’environ 93 mètres carrés formé de 858 miroirs trapézoïdaux, légèrement bombés à chaud ;
- tous ces miroirs sont réglés pour converger vers une tache focale de 18 centimètres de diamètre.
Le four ne produit pas sa chaleur : il la ramasse sur 141 mètres carrés de miroirs et la ramène sur un cercle de 18 centimètres. D’après l’exploitant, la concentration atteint 10 000 fois le rayonnement solaire et la température « environ 3000°C et plus ». La puissance thermique annoncée est de 50 kW, chiffre que confirment le CNRS et la notice du ministère de la Culture.
Le four ne produit pas sa chaleur : il la ramasse sur 141 mètres carrés de miroirs et la ramène sur un cercle de 18 centimètres.
Pendant ses années de recherche, le four a servi à tester des matériaux soumis à des températures extrêmes. L’exploitant cite des alliages destinés aux avions, aux fusées et aux satellites, ainsi que des céramiques ultraréfractaires. Ce type d’essai demande une chaleur très intense, sans flamme ni gaz de combustion qui pourraient polluer l’échantillon, ce que le soleil concentré offre naturellement.
Odeillo, le grand frère de 1 000 kW construit sur le même modèle
Mont-Louis devient vite trop petit. D’après un billet publié en 2022 par CNRS Le Journal, la construction d’un four beaucoup plus grand démarre en 1963 à Font-Romeu-Odeillo-Via, en Cerdagne. Il est inauguré en 1969, et les laboratoires du CNRS quittent Mont-Louis pour Odeillo dès 1968.
Le changement d’échelle est spectaculaire. Le grand four d’Odeillo délivre 1 000 kW, vingt fois la puissance de son prédécesseur. Le CNRS décrit un champ de 63 héliostats mobiles répartis sur 2 835 mètres carrés, qui renvoient la lumière vers un miroir parabolique à facettes de 1 830 mètres carrés et de 18 mètres de distance focale. Ce miroir occupe la façade d’un bâtiment de 54 mètres de haut. Le four d’Odeillo a été inscrit aux monuments historiques en 2009.
Odeillo reste aujourd’hui un outil de recherche du laboratoire PROMES. Le CNRS le présente comme l’un des deux fours solaires les plus puissants du monde, avec celui de Parkent, en Ouzbékistan.
| Repère | Mont-Louis | Odeillo |
|---|---|---|
| Mise en route | Fin des années 1940 | Inauguré en 1969 |
| Puissance thermique | 50 kW | 1 000 kW |
| Miroirs de l’héliostat | 567 miroirs, 141 m² | 63 héliostats sur 2 835 m² |
| Concentrateur parabolique | Environ 93 m², 858 miroirs | 1 830 m², 18 m de focale |
| Protection patrimoniale | Inscrit MH le 14 mai 2008 | Inscrit MH en 2009 |
Une citadelle de Vauban où l’armée forme toujours ses commandos
Le four est posé sur une forteresse qui n’a jamais quitté l’armée. Selon le Réseau des sites majeurs de Vauban, la place forte a été bâtie de 1679 à 1681 pour compléter Villefranche-de-Conflent et verrouiller le passage des Pyrénées. La notice Mérimée des remparts (PA00104052) précise que l’ensemble est classé monument historique depuis le 28 juillet 1922 et appartient à l’État, ministère des Armées.
Depuis le 1er janvier 1964, la citadelle accueille le Centre national d’entraînement commando, héritier du 1er régiment de choc. Le ministère des Armées indique qu’il est établi sur deux sites, la citadelle de Mont-Louis et le fort Miradou de Collioure, et qu’il reçoit des formations de l’ordre de 2 500 hommes par an. Le four solaire, lui, n’appartient pas à l’armée : la notice POP indique une propriété communale, sur les remparts.
En 2008, Mont-Louis entre au patrimoine mondial de l’Unesco avec onze autres sites au sein des fortifications de Vauban, comme Neuf-Brisach, la ville octogonale dessinée en 1698. La même année, le 14 mai 2008, le four solaire est inscrit aux monuments historiques. Dans les Pyrénées-Orientales, ces remparts prolongent une longue histoire de places fortes frontalières, dont la forteresse de Salses, bâtie par la Castille est l’un des exemples les plus anciens.
Ce qui reste incertain dans l’histoire du premier four
La formule « premier four solaire du monde » circule beaucoup, mais elle mérite d’être précisée. L’exploitant lui-même parle du « premier Four Solaire de puissance à double réflexion du Monde », ce qui est bien plus restreint. Concentrer le soleil pour chauffer n’avait rien de nouveau : l’historique du CNRS rappelle que Trombe renouait avec les travaux de Lavoisier au XVIIIe siècle, et ses propres essais de Meudon ont précédé Mont-Louis.
Plusieurs points restent flous ou varient selon les sources :
- la date : le CNRS parle d’un prototype construit à Mont-Louis en 1947, la notice POP retient 1948 et la date de 1949 est la plus souvent citée pour la mise en service ;
- les dimensions : le site de l’exploitant donne une parabole de 100 m² et 860 miroirs sur une page, 93 m² et 858 miroirs sur une autre ;
- la température : « environ 3000°C » est une valeur de l’exploitant, qui évoque aussi des démonstrations entre 2 500 et 4 000 °C lors des visites ;
- la date d’Odeillo : le CNRS cite une inauguration en 1969 et une mise en service en 1970 selon les documents.
Ces écarts n’enlèvent rien au rôle du site. Selon l’exploitant, le four de Mont-Louis a servi de modèle à une quinzaine de fours solaires dans le monde, et l’historique du CNRS note qu’il a servi de modèle pour la construction et l’utilisation de nombreux fours solaires. Aujourd’hui, il sert surtout à la pédagogie et à de petites productions artisanales, comme la cuisson de céramiques à 1 000 °C en deux heures.