Photovoltaïque à concentration : de l'ombre à la lumière

Si le français Soitec a donné le ton ces dernières semaines - il vient encore de s'illustrer avec Schneider Electric - d'autres acteurs s'agitent. Comme dans le photovoltaïque classique, les moteurs du marché seront la réduction des coûts et l'augmentation des performances. Un nouvelle dynamique s'est enclenchée qui pourrait durer jusqu'en 2013-2015.

La brèche des fermes géantes est ouverte
L'annonce début mars de la construction entre 2013 et 2015 de la plus grande ferme CPV du monde aux Etats-Unis - dont les 150 MW de méga-modules très spécifiques seront fournis par Soitec, via sa filiale Concentrix Solar acquise en 2009 pour 44 M? - est une bonne nouvelle pour tous les acteurs de la filière. Pour le moment, les fermes CPV déjà installées ne présentent qu'une puissance très relative, de quelques dizaines ou centaines de kW chacune, voire quelques MW tout au plus, souvent en Espagne et aux Etats-Unis. Rien de bien ambitieux. Avec l'arrivée à maturité d'une première génération de technologies CPV, les centrales de dizaines de MW arrivent.
Outre le contrat américain, Soitec travaille aussi sur un projet en propre de 50 MW en Afrique du Sud. En moins de 18 mois, le groupe a placé Concentrix dans une position forte sur le marché CPV. À côté, l'américain Amonix tient aussi le haut du marché avec un projet de centrale de 30 MW dans le sud du Colorado (Etats-Unis) pour 2013, mené par Cogentrix Energy, une filiale de Goldman Sachs. Amonix a également sécurisé 28,5 MW de contrats sur 4 sites pour 2013-2014, auprès de Southern California Edison.

Les technologies se cherchent encore
Ces indices indiquent que le secteur devrait se structurer lentement jusqu'en 2013-2015, date de mise en route des premières fermes géantes pour les uns, date de fin de développement technologique pour les autres. Une cinquantaine de sociétés sont aujourd'hui positionnées, avec une forte proportion de start-up. Près de 60% d'entre elles sont nées il y a moins de 5 ou 6 ans.
L'une des pionnières, Amonix, créée en 1989, a levé plus de 155 millions de dollars de fonds privés pour son développement. Un analyste de Lux Research (Jason Eckstein) voit la société comme l'un des premiers candidats du secteur pour une introduction en Bourse cette année.
"Mais le principal concurrent du CPV sont les autres technologies solaires", nous expliquait récemment Paul Bellavoine, directeur général de la start-up française Heliotrop. Créée en 2009, la jeune pousse concentre son attention sur un système à haute concentration (High CPV - HCPV) multipliant 1.024 fois la lumière du soleil. Le mois dernier, un prototype a été raccordé en France sur le site du CEA à Cadarache (Alpes de Haute-Provence). Heliotrop veut prendre de vitesse le marché du HCPV. Jusqu'à présent, les concentrations diffèrent beaucoup : Soitec utilise un facteur 500, SolFocus est à 650, le californien Sunrgi est à 1.600...
Plusieurs approches de concentration existent, entre les miroirs paraboliques, la technologie optique de type Cassegrain de SolFocus, le light-guide solar optic du canadien MorganSolar ou les lentilles de Fresnel. Cette dernière approche semble néanmoins la plus utilisée avec Soitec, Amonix, l'espagnol Guascor Foton, l'américain Emcore, Heliotrop, le taiwanais ArimaEco, le chinois Suntrix...

Des coûts systèmes attendus en forte baisse
Au final, les cellules multi-jonctions très spécifiques du CPV ne représentent que 17,5 % du prix d'un système, selon l'étude "CPV Industry Report 2010" de CPV Today. Le premier poste de charge (21%) est le suiveur solaire (tracker). La technologie optique pèse 11%. L'assemblage et les composants autres que le module (balance of system) représentent enfin plus du tiers du coût final. L'industrie n'en est encore qu'au début de sa courbe d'apprentissage, avec un potentiel important d'amélioration technique et de gain de compétitivité.
Soitec prévoit ainsi d'atteindre sur ses systèmes installés un coût de 2 ? par Watt en 2015. Heliotrop table sur un tarif de vente inférieur à 1,30 ? du watt, à terme. En moyenne, les coûts devraient baisser de 49% d'ici à 5 ans, passant de 3,40 ?/W (4,84 $/W) en 2010 à 1,73 ?/W (2,47 $/W) en 2015, prévoit CPV Today.

Un coût de production hyper-compétitif ?
"Le prix de revient de l'électricité, sur un site à fort ensoleillement, avec une durée de vie de 25 ans, et un financement standard, est aujourd'hui légèrement au dessus de 15 centimes d'euro par kWh. D'ici 3 à 5 ans, il sera possible de produire un kWh en dessous de 10 centimes d'euro", indique Emmanuel Arène, directeur du département photovoltaïque de Soitec. L'entreprise parie sur l'optimisation des conditions de financement, les améliorations continues de sa technologie (augmentation de l'efficacité énergétique et optimisation de la conception), et l'effet volume.
Heliotrop affiche les mêmes ambitions, avec un coût du kWh produit visé entre 0,10 et 0,04 ? dans les prochaines années. Ces niveaux de projections sont en ligne avec les prévisions de CPV Today, qui avance un coût de l'énergie de 0,06 ?/kWh ($0,08/kWh) en 2015, contre 0,19 ?/kWh en 2010 ($0,26/kWh).

Les fonds y croient
Face à cette visibilité, les fonds et les investisseurs ont beaucoup parié sur les technologies CPV depuis quelques mois. Dernier exemple en date, la société canadienne Morgan Solar, soutenue notamment par l'espagnol Iberdrola, est en train de réaliser un deuxième tour de table de plus de 20 M$, qu'elle espère boucler ce mois-ci. Créée en 2007, Morgan Solar a mis un pied en France en février dernier en se rapprochant de SolarQuest. La start-up des Bouches-du-Rhône travaille en effet sur un projet CPV pilote dans la région d'Aix-en-Provence.
Pour ne citer qu'eux, GreenVolt et SolFocus amassent des millions de $. Fondée en 2005, SolFocus, dans laquelle le fonds français Demeter Partners a investi dès 2009, apparaît aussi comme l'une des stars du secteur. Elle a bouclé un financement de 30 M$ fin 2010, tout en cherchant 20 M$ supplémentaires. Son pactole dépasserait ainsi les 190 M$...
Autre signe : la déprime de l'américain Soliant profite à son compatriote Emcore. Financée par quelques dizaines de millions $, soutenue en partie par General Electric, mais en perte de vitesse ces derniers mois, Soliant s'est retrouvé dans une impasse avec son module CPV à poser sur les toits. Emcore, spécialiste du CPV, vient tout juste de mettre la main sur ses actifs stratégiques, pour la modique somme de... 450.000 $ ! Amonix avait également fait une offre de rachat du même ordre, tout comme un fonds d'investissement français dont le nom n'est pas dévoilé, selon le média américain Greentechmedia.

Un marché attendu en forte croissance
Partant presque de zéro, le marché va connaître une croissance annuelle très forte de 174% en moyenne jusqu'en 2015, prédit Strategy Analytics dans une étude de mars. Les capacités mondiales installées du CPV n'étaient que de 17 MW fin 2008. Cette même année, environ 10 MW seulement étaient produits, contre 20 à 30 MW en 2009, et une centaine de MW en 2010, selon les estimations d'un rapport du Centre commun de recherche de l'Union européenne (Joint Research Centre - JRC).
Le marché annuel installé en 2010 n'aurait pas dépassé les 20 MW. Par contraste, l'Europe à elle seule a déployé plus de 16 GW de photovoltaïque classique l'année dernière !
Dans le paysage des estimations, Strategy Analytics voit 50 MW de nouvelles capacités CPV installées cette année. Les cabinets Lux Research et iSupply sont plus optimistes avec un marché annuel de 100 MW en 2011. Le consensus des analystes tend vers un marché qui atteint son premier GW à l'horizon 2014. Le marché américain, l'un des plus mâtures, devrait passer de 70 millions de dollars en 2010 à 3 milliards en 2015, estime CPV Today.