{"id":342,"date":"2016-10-05T20:07:03","date_gmt":"2016-10-05T19:07:03","guid":{"rendered":"http:\/\/www.lestarif.fr\/?p=342"},"modified":"2016-10-05T20:52:06","modified_gmt":"2016-10-05T19:52:06","slug":"quel-futur-pour-lenergie-solaire","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.lestarif.fr\/?p=342","title":{"rendered":"Quel futur pour l\u2019\u00e9nergie solaire ?"},"content":{"rendered":"

Quel futur pour l\u2019\u00e9nergie solaire ? 14.09.2016, par L\u00e9a Galanopoulo Energie solaire, photovoltaique Test de performance et d\u2019efficacit\u00e9 de modules solaires \u00e0 couches minces dans une usine de fabrication de panneaux photovolta\u00efques, \u00e0 Cologne, en Allemagne. T. ERNSTING\/LAIF-REA Partager Entre espoirs, d\u00e9ceptions et avanc\u00e9es spectaculaires, la recherche autour de l\u2019\u00e9nergie solaire photovolta\u00efque avance \u00e0 grands pas. Tour d\u2019horizon des tendances les plus prometteuses avec Daniel Lincot et Pere Roca i Cabarroca<\/p>\n

Extrait surprise : Aujourd\u2019hui, th\u00e9oriquement, on estime qu\u2019il pourrait un jour atteindre les 85\u00a0%\u00a0! Cela prouve que, en termes de photovolta\u00efque, on en a encore sous le pied\u2026<\/p>\n

Une confirmation importante : Le \u00ab\u00a0temps de retour \u00e9nerg\u00e9tique\u00a0\u00bb d\u2019une cellule est de seulement un ou deux ans.<\/p>\n

Un objectif concret : L\u2019objectif phare \u00ab\u00a030\/30\/30\u00a0\u00bb de l\u2019IPVF serait d\u2019arriver \u00e0 30\u00a0% de rendement \u00e0 30\u00a0centimes de dollars le watt en\u00a02030.<\/p>\n

Source\u00a0: Quel futur pour l\u2019\u00e9nergie solaire ? | CNRS Le journal<\/a><\/em><\/p>\n

\n

L\u2019effet photovolta\u00efque, d\u00e9couvert au XIXe<\/sup><\/strong>\u00a0si\u00e8cle, repose en partie sur les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux semi-conducteurs pr\u00e9sents dans les panneaux solaires. Comment travaillez-vous \u00e0 leur am\u00e9lioration<\/strong>\u00a0?
\nDaniel Lincot1<\/a> :<\/strong> La recherche sur l\u2019\u00e9nergie solaire photovolta\u00efque est un travail d\u2019\u00e9quipe. L\u2019objectif est de fabriquer des cellules solaires plus efficaces, qui convertissent mieux la lumi\u00e8re du soleil en \u00e9lectricit\u00e9, et \u00e0 moindre co\u00fbt. Pour augmenter le rendement des cellules photovolta\u00efques, il faut am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s semi-conductrices de chacun des mat\u00e9riaux pr\u00e9sents dans la cellule, comme le silicium, mais aussi leurs combinaisons. Une cellule photovolta\u00efque est un peu comme une \u00e9quipe de foot\u00a0! Elle doit former un tout\u00a0: il y a l\u2019individuel et le collectif. Les mat\u00e9riaux doivent \u00eatre meilleurs \u00e0 titres personnels, mais aussi capables de se faire passer des \u00e9lectrons entre eux.<\/p>\n

Pere Roca i Cabarrocas2<\/a> :<\/strong> Lorsqu\u2019on cherche \u00e0 am\u00e9liorer le rendement ou le co\u00fbt, le moindre petit d\u00e9tail compte. La recherche sur le solaire photovolta\u00efque est vraiment une branche ouverte et dynamique, qui int\u00e8gre la physique, l\u2019\u00e9lectronique, la chimie, la science des mat\u00e9riaux et l\u2019optique. Pour am\u00e9liorer les cellules solaires, il nous faut cette pluridisciplinarit\u00e9.<\/p>\n

D. L.\u00a0:<\/strong> Et la recherche avance vite. Quand les premi\u00e8res cellules au silicium ont \u00e9t\u00e9 mises au point dans les ann\u00e9es\u00a01950, leur rendement est pass\u00e9, en quelques ann\u00e9es, de presque 0\u00a0% \u00e0 plus de 10\u00a0%. Aujourd\u2019hui, th\u00e9oriquement, on estime qu\u2019il pourrait un jour atteindre les 85\u00a0%\u00a0! Cela prouve que, en termes de photovolta\u00efque, on en a encore sous le pied\u2026<\/p>\n

Chaque jour, le soleil fourni \u00e0 la Terre 3<\/strong>\u00a0kilowattheures par m\u00e8tre carr\u00e9 en moyenne. Cette \u00e9nergie semble in\u00e9puisable. Alors quels sont les verrous qui limitent encore son d\u00e9veloppement \u00e0 large \u00e9chelle<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nP. R. C. :<\/strong> Contrairement \u00e0 ce que l\u2019on pense, l\u2019\u00e9nergie solaire est d\u00e9j\u00e0 viable et comp\u00e9titive. En France, EDF pousse ses consommateurs \u00e0 devenir eux-m\u00eames producteurs d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 solaire. Et, dans beaucoup d\u2019autres pays, le solaire est comp\u00e9titif par rapport aux autres \u00e9nergies.<\/p>\n

D. L.\u00a0:<\/strong> Les verrous sont pratiquement tous lev\u00e9s \u00e0 l\u2019\u00e9chelle mondiale. Rien qu\u2019avec Solar Impulse, on a montr\u00e9 que l\u2019on pouvait alterner jour et nuit, et r\u00e9soudre certains probl\u00e8mes de stockage d\u2019\u00e9nergie. Tous ces verrous se l\u00e8vent simplement par la d\u00e9monstration. Le seul obstacle est qu\u2019il faudrait aller encore plus loin\u2026 En France, nous sommes encore confront\u00e9s \u00e0 des verrous \u00e9conomiques, politiques et culturels.<\/p>\n

\n
Contrairement
\n\u00e0 ce que l\u2019on pense,
\nl\u2019\u00e9nergie solaire
\nest d\u00e9j\u00e0 viable
\net comp\u00e9titive.<\/div>\n
\n

P. R. C. :<\/strong> Solar Impulse a permis d\u2019illustrer le fait qu\u2019il y a des solutions et que, avec une gestion intelligente de l\u2019\u00e9nergie, on peut y arriver. Il y a des exemples encore plus convaincants, mais moins m\u00e9diatiques, qui prouvent le potentiel du photovolta\u00efque. Avec le solaire, on peut imaginer cr\u00e9er de la richesse dans les pays du Sud, qui vendraient leur \u00e9nergie solaire. C\u2019est une utopie qui devient r\u00e9alisable.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

Le silicium, utilis\u00e9 d\u00e8s les ann\u00e9es<\/strong>\u00a01960 pour alimenter les satellites spatiaux, est encore aujourd\u2019hui le mat\u00e9riau phare des panneaux solaires. Pourquoi n\u2019est-il toujours pas parfait<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nD. L.\u00a0:<\/strong> La fili\u00e8re silicium repr\u00e9sente 90\u00a0% du march\u00e9 de l\u2019\u00e9nergie solaire. Son principe est simple. Il consiste \u00e0 d\u00e9couper des lingots de silicium en plaquettes pour former ensuite des cellules photovolta\u00efques capables de transformer l\u2019\u00e9nergie du soleil en \u00e9lectricit\u00e9. Le probl\u00e8me est que le silicium a besoin de beaucoup d\u2019\u00e9paisseur pour absorber totalement la lumi\u00e8re du soleil.<\/p>\n

P. R. C.\u00a0:<\/strong> Le rendement record du silicium est de 26,33\u00a0% en laboratoire, il faut faire plus\u00a0! On sait que l\u2019on peut aller au del\u00e0 de 60\u00a0% de rendement avec des concepts avanc\u00e9s comme les multijonctions <\/span>. En tout cas, aucun principe de la physique ne nous l\u2019emp\u00eache. Mieux on pi\u00e8ge les photons, meilleur le rendement est.<\/p>\n

\n
\n
\n

\"Plaquette<\/p>\n

\n
Plaquette de silicium qui, apr\u00e8s diff\u00e9rentes op\u00e9rations, sera transform\u00e9e en cellule photovolta\u00efque. <\/i><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
\n
\n
\n
C.FRESILLON\/CNRS PHOTOTHEQUE<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
<\/i>Partager<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Pour am\u00e9liorer le rendement des panneaux solaires, faut-il donc envisager des mat\u00e9riaux plus fins<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nD. L.\u00a0:<\/strong> Ce n\u2019est pas vraiment une question de rendement mais plut\u00f4t de proc\u00e9d\u00e9s et de co\u00fbt. C\u2019est tout l\u2019enjeu de la fili\u00e8re dite des couches minces, qui repr\u00e9sente environ 10\u00a0% de part de march\u00e9. Elle est compos\u00e9e de trois types de mat\u00e9riaux semi-conducteurs\u00a0: le tellurure de cadmium, le Cigs3<\/a> et le silicium en couches minces. Cela consiste \u00e0 recouvrir un support d\u2019une fine couche d\u2019un de ces mat\u00e9riaux. Les cellules photovolta\u00efques deviennent ainsi 100\u00a0fois plus fines, et donc potentiellement moins ch\u00e8res.<\/p>\n

P. R. C.\u00a0:<\/strong> La fili\u00e8re des couches minces silicium est vraiment tr\u00e8s encourageante. Les modules, sur les panneaux solaires, atteignent d\u00e9j\u00e0 entre 12 et 15\u00a0% de rendement.<\/p>\n

D. L.<\/strong> :<\/strong> D\u2019ailleurs, on trouve des couches minces partout dans la vie de tous les jours. Par exemple, l\u2019int\u00e9rieur des paquets de chips est recouvert d\u2019une couche mince d\u2019aluminium, qui prot\u00e8ge les aliments en emp\u00eachant l\u2019oxyg\u00e8ne de rentrer.<\/p>\n

Au-del\u00e0 de la question du rendement, votre objectif n\u2019est-il pas \u00e9galement de prendre en compte le co\u00fbt pour rendre l\u2019\u00e9nergie solaire accessible \u00e0 tous<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nP. R. C. :<\/strong> L\u2019objectif de la recherche sur le solaire est de faire mieux et moins cher\u00a0!<\/p>\n

D. L.\u00a0:<\/strong> Notre but est de fabriquer de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 renouvelable \u00e0 bas prix. Tout le monde ne peut pas se permettre la technologie de Solar Impulse\u00a0! Mais le prix d\u2019aujourd\u2019hui ne sera pas forcement celui de demain. Les premiers \u00e9crans plats aussi co\u00fbtaient extr\u00eamement cher au d\u00e9but. Aujourd\u2019hui, tout le monde en a. Il y a quelques ann\u00e9es, les modules photovolta\u00efques \u00e9taient de cinq \u00e0 dix fois plus chers.<\/p>\n

\n
En termes de
\nsolaire, on essaie
\ntoujours
\nde savoir quel
\nmat\u00e9riau va
\ngagner la course,
\nmais cela d\u00e9pend
\nbeaucoup
\ndes conditions
\nd\u2019utilisation.<\/div>\n
\n

Certaines fili\u00e8res \u00e9mergentes vous paraissent-elles plus prometteuses que d\u2019autres<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nD. L.\u00a0:<\/strong> \u00c0 c\u00f4t\u00e9 du silicium et des couches minces, il existe d\u2019autres fili\u00e8res, moins d\u00e9velopp\u00e9es, plus \u00e9mergentes, comme le photovolta\u00efque \u00e0 concentration. Les cellules \u00e0 multijonctions utilis\u00e9es sont coupl\u00e9es \u00e0 des miroirs ou \u00e0 des lentilles qui agissent comme des loupes qui peuvent alors concentrer l\u2019\u00e9nergie sur les cellules, en suivant le soleil. Le rendement record des cellules \u00e0 concentration atteint 46\u00a0%. Mais leur co\u00fbt de fabrication reste encore tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9\u2026<\/p>\n

P. R. C. : <\/strong>Le photovolta\u00efque \u00e0 concentration produit plus de watts, avec beaucoup moins de surface de cellule, mais il ne peut utiliser que le rayonnement solaire \u00ab\u00a0direct\u00a0\u00bb, et ne fonctionne donc qu\u2019en l’absence de nuages. En termes de solaire, on essaie toujours de savoir quel mat\u00e9riau va gagner la course, mais cela d\u00e9pend beaucoup des conditions d\u2019utilisation. Selon qu\u2019il fait froid, chaud ou encore humide, chaque fili\u00e8re aura son efficacit\u00e9. Finalement, je pense que l\u2019id\u00e9al serait de combiner les atouts de chaque mat\u00e9riau.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

Actuellement, le monde scientifique s\u2019enthousiasme sur les p\u00e9rovskites, un mat\u00e9riau utilis\u00e9 en photovolta\u00efque depuis<\/strong>\u00a02012 et aux rendements presque incroyables. Est-ce, selon vous, un r\u00e9el tournant pour l\u2019\u00e9nergie solaire<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nP. R. C. :<\/strong> En effet, aujourd\u2019hui la mode est aux p\u00e9rovskites, un type de cellules solaires hybrides constitu\u00e9es d\u2019un m\u00e9lange de mat\u00e9riaux organiques et inorganiques. N\u00e9anmoins, il reste encore de nombreux points \u00e0 \u00e9claircir sur ce sujet, en particulier en termes de stabilit\u00e9 des cellules, \u00e0 haute temp\u00e9rature par exemple. Pour l\u2019instant, les p\u00e9rovskites n\u2019ont pas encore fait leurs preuves au niveau industriel.<\/p>\n

D. L.\u00a0:<\/strong> C\u2019est une r\u00e9volution dans le domaine. M\u00eame si les questions de stabilit\u00e9 et de reproductibilit\u00e9 se posent encore, les p\u00e9rovskites ouvrent une nouvelle fen\u00eatre pour le photovolta\u00efque. Actuellement, on imagine coupler ces p\u00e9rovskites avec des cellules d\u00e9j\u00e0 existantes \u00e0 base de silicium ou de Cigs. Ce sont les tandems (des empilements de deux cellules \u00e9l\u00e9mentaires) qui pourraient atteindre th\u00e9oriquement les 40\u00a0% de rendement. C\u2019est la raison pour laquelle l\u2019un des projets phares de l\u2019Institut photovolta\u00efque d\u2019\u00cele-de-France (IPVF (link is external)<\/span><\/span><\/a>), dans lequel nous sommes tous les deux engag\u00e9s, impliquerait la r\u00e9alisation de cellules tandem.<\/p>\n

\n
\n
\n

\"P\u00e9rovskite,<\/p>\n

\n
Visualisation de joints de grains au sein d\u2019une p\u00e9rovskite hybride par microscopie optique polaris\u00e9e. <\/i><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
\n
\n
\n
LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
<\/i>Partager<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Certaines pistes de recherche ont-elles \u00e9t\u00e9 abandonn\u00e9es\u00a0au fil du temps<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nD. L.\u00a0:<\/strong> De fait oui, il y a des fili\u00e8res presque \u00e9teintes. Il y a quelques ann\u00e9es, on a cru, par exemple, au sulfure de cuivre, car il est abondant dans la nature, non toxique et absorbe la lumi\u00e8re de mani\u00e8re remarquable. Dans les ann\u00e9es\u00a01980, c\u2019\u00e9tait le Graal. Sauf que les cellules n\u2019\u00e9taient pas assez stables et se d\u00e9gradaient en quelques jours.<\/p>\n

P. R. C. :<\/strong> D\u2019autres domaines sont un peu en souffrance, comme celui des cellules photovolta\u00efques organiques. Il y a eu un boom dans les ann\u00e9es\u00a02000, qui est rapidement retomb\u00e9. En r\u00e9alit\u00e9, les chercheurs qui travaillaient dans cette branche l\u2019ont abandonn\u00e9e au profit des p\u00e9rovskites. C\u2019est vrai que certaines cellules organiques ont encore des probl\u00e8mes de stabilit\u00e9, de rendement et de co\u00fbt. Mais ce n\u2019est pas une fili\u00e8re \u00e0 \u00e9carter, car elle int\u00e9resse des march\u00e9s bien sp\u00e9cifiques.<\/p>\n

Le recyclage et la dur\u00e9e de vie des cellules photovolta\u00efques font-ils \u00e9galement partie du cahier des charges de la recherche sur le solaire<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nD. L.\u00a0:<\/strong> C\u2019est tr\u00e8s important. Nous analysons le cycle de vie des cellules, de la mine jusqu\u2019au recyclage. On table sur des dur\u00e9es de vie de vingt \u00e0 trente ans, voire plus. Donc on pourrait m\u00eame envisager de l\u00e9guer des panneaux solaires en h\u00e9ritage\u00a0!<\/p>\n

P. R. C. :<\/strong> Le march\u00e9 du recyclage se d\u00e9veloppe tr\u00e8s bien. Le \u00ab\u00a0temps de retour \u00e9nerg\u00e9tique\u00a0\u00bb d\u2019une cellule est de seulement un ou deux ans. C\u2019est-\u00e0-dire que, en ce laps de temps, vous aurez produit la m\u00eame quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie que celle que vous aurez d\u00e9pens\u00e9e pour fabriquer la cellule. Vous aurez \u00ab\u00a0rembours\u00e9\u00a0\u00bb l\u2019\u00e9nergie. Les vingt ou trente ans de dur\u00e9e de vie apr\u00e8s, c\u2019est du bonus\u00a0!<\/p>\n

Vous \u00eates tous les deux engag\u00e9s dans l\u2019IPVF, qui regroupera plus de 200<\/strong>\u00a0chercheurs autour de l\u2019\u00e9nergie solaire. Quelles sont ses ambitions pour l\u2019avenir<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nP. R. C. :<\/strong> La recherche sur le solaire\u00a0photovolta\u00efque en France est parmi les meilleures du monde, mais nous n\u2019avons que peu de visibilit\u00e9. L\u2019IPVF nous apporte un coup de projecteur. Et il permet \u00e9galement de rassembler les diff\u00e9rentes fili\u00e8res\u00a0: couches minces, silicium, p\u00e9rovskites\u2026<\/p>\n

D. L.\u00a0:<\/strong> La cr\u00e9ation de l\u2019IPVF permet de pr\u00e9parer le futur pour notre pays. Nous pensons que la\u00a0 d\u00e9cennie cl\u00e9 est 2020-2030. Ce seront les ann\u00e9es du solaire, le basculement. On estime que, \u00e0 cette p\u00e9riode, la capacit\u00e9 de production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 solaire d\u00e9passera le t\u00e9rawatt\u00a0! L\u2019objectif phare \u00ab\u00a030\/30\/30\u00a0\u00bb de l\u2019IPVF serait d\u2019arriver \u00e0 30\u00a0% de rendement \u00e0 30\u00a0centimes de dollars le watt en\u00a02030. Pour cela, cette structure offre des possibilit\u00e9s remarquables de synergies public-priv\u00e9, en associant \u00e0 la fois des partenaires acad\u00e9miques comme le CNRS ou l\u2019\u00c9cole polytechnique, des grands industriels, comme EDF, Total et Air Liquide, mais aussi des plus petits comme Horiba Jobin Yvon ou Riber. Le CNRS est au c\u0153ur de cette construction, c\u2019est une grande fiert\u00e9 pour nous et aussi une grande responsabilit\u00e9.<\/p>\n

\n
\n
\n

\"Energie<\/p>\n

\n
Panneaux solaires recouvrant des toits de maisons dans le quartier de Deer Valley, \u00e0 Phoenix, en Arizona. <\/i><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
\n
\n
\n
J.LOTT\/The New York Times-REDUX-REA<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
<\/i>Partager<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Aujourd\u2019hui, l\u2019\u00e9nergie solaire repr\u00e9sente seulement 1<\/strong>\u00a0% de l\u2019\u00e9nergie produite dans le monde. \u00c0 terme, le solaire r\u00e9ussira-t-il \u00e0 surpasser les \u00e9nergies fossiles<\/strong>\u00a0? <\/strong>
\nP. R. C. :<\/strong> Bien s\u00fbr que oui\u00a0! Certes, le charbon para\u00eet moins cher, mais c’est parce qu\u2019on ne prend pas en compte tous les co\u00fbts \u00e0 long terme sur la sant\u00e9 et l\u2019environnement. Le solaire est d\u00e9j\u00e0 largement comp\u00e9titif dans de nombreuses r\u00e9gions du monde, comme l\u2019Arizona. L\u2019avenir n\u2019est pas dans l\u2019\u00e9nergie fossile, m\u00eame si la transition ne se fera \u00e9videmment pas l\u2019ann\u00e9e prochaine. L\u2019\u00e9nergie solaire permet aussi bien de charger la batterie d’un portable que de fournir l\u2019\u00e9nergie n\u00e9cessaire \u00e0 un village entier, elle est extr\u00eamement modulable. Et le solaire est une ressource illimit\u00e9e et bon march\u00e9.<\/p>\n

D. L.\u00a0:<\/strong> Dans une vingtaine d\u2019ann\u00e9es, le solaire supplantera tr\u00e8s probablement les fili\u00e8res \u00e9nerg\u00e9tiques classiques. Aujourd\u2019hui d\u00e9j\u00e0, le photovolta\u00efque approche dans certains pays les 10\u00a0% de fourniture d\u2019\u00e9lectricit\u00e9. Nous allons apprendre \u00e0 adapter notre production d\u2019\u00e9nergie aux saisons, en favorisant par exemple le solaire l\u2019\u00e9t\u00e9 et l\u2019\u00e9olien ou l\u2019hydraulique l\u2019hiver. Le syst\u00e8me s\u2019\u00e9quilibre finalement\u2026 Lorsque l\u2019on travaille sur l\u2019\u00e9nergie solaire, on est forc\u00e9ment guid\u00e9 par l\u2019id\u00e9e que c\u2019est un bien pour l\u2019humanit\u00e9.
\n\u00c0 lire sur le m\u00eame sujet :<\/strong><\/p>\n

– \u00ab\u00a0Dans l\u2019atelier du solaire\u00a0\u00bb<\/a>
\n– \u00ab Le solaire a rendez-vous avec la ville\u00a0\u00bb<\/a>
\n– \u00ab Photovolta\u00efque : la fi\u00e8vre p\u00e9rovskite\u00a0\u00bb<\/a>
\n– \u00ab\u00a0Et si on faisait planer le solaire…\u00a0\u00bb<\/a><\/p>\n

\n

Notes<\/p>\n