Chaque panneau solaire mesure 1.65 m x1 mètres et pèse 17 kilos. Les 60 cellules sont achetées en Asie et assemblées à Carquefou. Le rendement atteint 20% contre 6% à 8% pour les procédés à base de films, dont les applications sont toutefois,...
Frédéric Thual
Seulement 3% des panneaux solaires installés en France y sont aujourd'hui fabriqués. Mais la recherche française (publique et privée) entend prendre sa part de la prochaine génération. L'Institut photovoltaïque d'Île-de-France (IPVF), installé sur le plateau de Saclay depuis octobre 2017 et inauguré ce 18 décembre, a en effet vocation à inventer le solaire de demain.
Sur 8.000 mètres carrés, ce pôle d'excellence repose sur un partenariat public-privé. Il a été créé en 2014 à l'initiative de EDF et Total (actionnaires à plus de 40% chacun), qui disposaient chacun d'un laboratoire de recherche avec le CNRS pour EDF, avec Polytechnique pour Total. Ces quatre partenaires ont été rejoints par d'autres industriels : Air Liquide, dont les gaz sont utilisés dans la fabrication des panneaux solaires, ainsi qu'Horiba et Riber, acteurs du plateau de Saclay spécialisés dans l'instrumentation.
L'IPVF a vocation à devenir un acteur de la R&D mondiale mais aussi de l'industrialisation dans le domaine du photovoltaïque. « Sur l'échelle TRL - technology readiness level - qui va du concept (1) au produit fini (9), les activités de l'IPVF se situent aux niveaux 3 à 5 environ », précise à La Tribune Bernard Salha, directeur de la R&D et directeur technique groupe chez EDF.
Les quelque 150 chercheurs qu'il regroupe déjà planchent sur de nouvelles technologies de modules photovoltaïques à haut rendement, bas coût et durée de vie allongée. Ils travaillent également à améliorer les procédés de fabrication des modules existants et à les pousser jusqu'à leurs rendements théoriques maximaux, qu'on estime à 29% contre 17% aujourd'hui.
Mais ils se focaliseront surtout sur des technologies de rupture, telles que les panneaux « tandem ». Ces derniers, qui associent des cellules constituées de matériaux différents et complémentaires, pourraient en théorie dépasser des rendements de 42%. Cela doit permettre de diminuer le nombre de séquences de fabrication nécessaires et donc de minimiser les prix.
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Parmi ces matériaux, la filière des pérovskites (cristaux minéraux composés d'oxyde de calcium et de titane) semble particulièrement prometteuse, notamment pour fabriquer d'ici à 2020 des mini modules transparents de taille industrielle.
Labellisée « Institut pour la transition énergétique » (ITE), cette plateforme interdisciplinaire du domaine des énergies décarbonées est soutenue par l'État dans le cadre du programme d'investissements d'avenir, et a reçu une subvention de 18,5 millions d'euros pour ses six premières années, soit un quart environ du coût de fonctionnement, qui s'établit à 15 millions d'euros par an, pris en charge à plus de 80% par EDF et Total à parts égales, comme pour le coût de construction du bâtiment et d'investissement dans des outils de laboratoire, de 30 millions.
L'IPVF prévoit de travailler essentiellement en mode collaboratif. « En nous installant dans ce bâtiment, nous sommes passés d'un fonctionnement en réseau à une unité de temps et de lieu. » Le bâtiment qu'occupe l'institut regroupe d'ailleurs de nombreux espaces dédiés et peut accueillir des chercheurs partenaires.
Un demi-étage est réservé à de nouveaux arrivants éventuels, auxquels seront proposées des offres de location de bureaux et de laboratoires, accompagnées de prestations d'accompagnement. Ces offres, destinées en priorité à des startups technologiques, s'inscrivent dans une volonté d'ouverture vers l'éco-système de l'institut et ont pour objectif d'entretenir un esprit d'innovation et de collaboration.
Naguère pionnière dans les énergies renouvelables, la France, qui a comme la plupart des pays occidentaux cédé sous les coups de boutoir des fabricants chinois, peut-elle encore prendre sa revanche avec les cellules de prochaines générations ? Lors de la COP21, l'IPVF avait publié l'initiative 30/30/30 proposant un programme de recherche international visant la mise sur le marché d'ici 2030 d'un module de plus de 30% de rendement à un prix inférieur à 30 centimes par Watt. L'horizon et les performances demeurent, mais les récents progrès technologiques permettent d'envisager un coût inférieur, plus proche des 20 centimes.
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Tout en reconnaissant être en compétition avec d'autres instituts de recherche, Bernard Salha rappelle : « La croissance du marché photovoltaïque est très forte ; les rendements vont s'améliorer, les coûts vont continuer à baisser, nous-même nous avons un plan solaire de 30 gigawatts à installer entre 2020 et 2035... Il y aura de la place pour les panneaux plus performants sur lesquels nous travaillons. »
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