La centrale solaire a tour (1954)
Dans les annees 1960, Giyas Yakubovich Oumarov a opere un virage strategique qui allait definir son heritage durable. Il a reoriente ses recherches de la physique nucleaire fondamentale vers l'heliotechnologie — la science appliquee de la conversion du rayonnement solaire en energie utilisable. Ce n'etait pas un recul par rapport a la rigueur ; c'etait son application a la source d'energie la plus abondante sur Terre, dans l'une des regions les plus ensoleillees du monde.
Des 1954, Oumarov a propose une centrale solaire a tour dotee d'un champ d'heliostats — un ensemble de miroirs dirigeant la lumiere du soleil vers un recepteur central au sommet d'une tour. Ce concept a precede l'industrie moderne de l'energie solaire concentree (CSP) de plusieurs decennies. Le principe de conception qu'Oumarov a formule est devenu la base d'installations telles que :
- L'installation STP a Gazli, Ouzbekistan
- Les tours solaires PS10 et PS20 en Espagne (operationnelles en 2007–2009)
- Le systeme de generation solaire electrique Ivanpah en Californie (2014)
La proposition precoce d'Oumarov a demontre que la logique ingenieriale fondamentale des centrales CSP a tour etait deja bien comprise dans le contexte sovietique, des decennies avant que la crise energetique mondiale des annees 1970 ne fasse de l'energie solaire une priorite occidentale.
Fondation de Heliotechnika / Applied Solar Energy
Oumarov a fonde et occupe le poste de redacteur en chef adjoint de Heliotechnika, publiee internationalement par Allerton Press (puis Springer) sous le titre Applied Solar Energy. Cette revue est devenue la principale publication sovietique sur l'energie solaire et continue d'etre publiee aujourd'hui, servant de pont entre les communautes scientifiques russophone et anglophone.
La fondation d'Heliotechnika n'etait pas simplement une reussite editoriale — elle a cree un ancrage institutionnel pour plus de 300 chercheurs en Ouzbekistan et a etabli l'energie solaire comme une discipline scientifique reconnue au sein de l'Academie des sciences de l'URSS.
Le Grand Four Solaire
Oumarov a ete le principal artisan de la creation du Grand Four Solaire pres de Tachkent, une installation de recherche solaire a haute concentration achevee en 1987. Cette installation etait utilisee pour des essais sophistiques de materiaux et le traitement thermique dans des conditions extremes, notamment :
- La synthese et les essais de nouveaux materiaux refractaires
- L'etude du comportement des materiaux a des temperatures depassant 3 000 °C
- La recherche sur les processus chimiques entraines par l'energie solaire
L'installation representait l'aboutissement de la vision d'Oumarov : un instrument de recherche de classe mondiale prouvant que l'energie solaire pouvait atteindre les temperatures et la precision requises pour la science des materiaux avancee et les processus industriels.
Systemes de concentration : theorie et pratique
En 1977, Oumarov a co-ecrit Theory and Calculation of Heliotechnical Concentrating Systems avec R.A. Zakhidov et A.A. Vainer. Cette monographie fournissait le traitement mathematique definitif de :
- Les caracteristiques optiques des concentrateurs paraboliques, paraboloidaux et a miroirs plans
- La modelisation de la distribution du flux au point focal
- Les calculs d'efficacite thermique pour differentes geometries de recepteur
- Les miroirs legers et minces de focalisation lumineuse (etudies plus en detail dans un article de 1984)
Bassins solaires et collecteurs thermiques
L'article d'Oumarov de 1971 intitule "The optical characteristics of a solar pond" examinait la physique des bassins solaires — des etendues d'eau salee qui piegent la chaleur solaire dans leurs couches inferieures. Cette recherche a contribue a la comprehension de la facon dont les masses d'eau naturelles et artificielles pouvaient servir a la fois de collecteurs solaires et de supports de stockage thermique, en complement de ses travaux sur le stockage thermique en aquifere.
Photovoltaique a couches minces
Un article de 1977, "Effect of Base Doping on the Electrical and Photo-electric Properties of the Thin-Film Cu2S-CdS Heterojunction", a demontre l'engagement d'Oumarov dans la technologie photovoltaique. L'heterojunction a couche mince Cu2S-CdS etait l'une des premieres architectures de cellules solaires a couches minces, et cette recherche explorait comment les profils de dopage affectaient les performances des dispositifs — des travaux qui anticipaient l'industrie moderne du photovoltaique a couches minces.
Impact institutionnel
Au-dela de sa production de recherche personnelle, les contributions institutionnelles d'Oumarov ont ete transformatrices :
- Plus de 300 chercheurs formes et soutenus par le programme d'heliotechnologie
- 54 theses de doctorat dirigees en physique nucleaire et en energie solaire
- 6 ouvrages de vulgarisation scientifique qui ont rendu les concepts d'energie solaire accessibles au grand public
- L'etablissement de Tachkent comme centre international reconnu pour la recherche solaire a haute concentration