La R&D a encore un rôle à jouer dans le solaire photovoltaïque

C’est ce qui ressort de l’ouverture de la conférence européenne EU PVSEC 2019, à Marseille, du 9 au 13 septembre. Walburga Hemetsberger, directrice générale de SolarPower Europe, le lobby photovoltaïque, a tracé un chemin lumineux, à l’aune de l’European Green Deal annoncé par la nouvelle présidente de la Commission européenne, Ursula von der Leyen, dans les cent premiers jours de sa mandature.

La représente du lobby européen signale que la demande en solaire PV va progresser de 81% cette année, permettant d’installer 20,4 GW (gigawatts) en 2019 dans l’Union européenne. Dans le monde, le seuil des 500 GW installé va être dépassé et le térawatt est en vue pour 2022, a-t-elle insisté.

Elle ajoute que le solaire pourrait répondre à près de 20% de la demande en électricité dans l’UE d’ici à 2030, et créer près d’un demi-million d’emplois dans le secteur. D’où le lancement de la campagne de communication du lobby en faveur du PV sur le bâti, qui représente un potentiel de quelque 680 TWh dans l’UE. Une initiative portée par l’industrie pour répondre à l’un des enjeux phares de la Commission européenne, de réduire les émissions de gaz à effet de serre du secteur du bâtiment, qui pèsent pour 40% des rejets européens.

Le retour de l’emploi en Europe ?

Piotr Symanski, du Centre commun de recherche européen, le JRC (en initiales anglaises), a de son côté souligné que l’aménagement des toitures pourrait représenter quelque 24% de la demande européenne. Une industrie du PV qui potentiellement pourrait contribuer à la création de quelque 240 000 emplois directs, dont 55 000 dans les centrales et 185 000 dans le secteur minier et quelque 215 000 emplois indirects, à comparer aux pertes de l’ordre de 160 000 emplois attendues dans le secteur thermique classique. Il ajoute que le PV est présent dans l’ensemble des scénarios présentés par la Commission européenne à l’horizon 2050. Le JRC travaillant à la fois à harmoniser les marchés en mettant en place de la normalisation adaptée et en réalisant de la recherche de pré-normalisation.

Pour que ces scénarios se réalisent, « il faut transférer l’innovation acquise vers les industriels », a souligné Florence Lambert, directrice du CEA-Liten (le laboratoire d’innovation pour les technologies des énergies nouvelles du Commissariat à l’énergie atomique et aux ENR), et présidente de la manifestation marseillaise. A noter que c’est la première fois qu’une femme préside ce salon européen (36e édition).

Des giga-factories

Si la Chine a trusté, dans les dix dernières années, la production mondiale de panneaux photovoltaïques, et plus particulièrement de cellules de silice, les nouvelles technologies, le nombre plus limité de process, vont impliquer un changement de toutes les usines dans le monde, dans des référentiels avec des cibles économiques très basses, a insisté la responsable du CEA-Liten, estimant que « nous sommes à l’aube d’un grand soir du PV, dont la France doit savoir saisir sa part ».

Mais l’heure sera aux giga-factories, a noté Andreas Bett, de l’institut allemand de recherche, le Fraunhofer Institute. Des usines capables de fabriquer 10 GW de panneaux par an, et des usines « vertes ». C’est là où l’Europe espère aujourd’hui retrouver un rôle dans le secteur et revenir en amont dans la chaîne de valeur, insiste Florence Lambert, réclamant une « hyperconnexion de tous les acteurs dans les transferts vers l’industrie ».

Une montée en puissance via la R&D

Le silicium représente encore plus de 95% dans la production totale des modules, et ne devrait pas disparaître de sitôt. Néanmoins, la course aux rendements a vu monter en puissance des technologies « mixtes », a indiqué Daniel Lincot, directeur au CNRS (et ex-directeur scientifique de l’Institut solaire d’Île-de-France, l’IVPF, qui regroupe recherche publique et privée) à Marseille le 9 septembre. Le rendement actuel des cellules au silicium plafonne à 26,6% en laboratoire. Mais demain, les cellules à hétérojonction, qui consistent en la mise en place de plusieurs couches de matériaux différents, offrent des perspectives très intéressante. Le CEA a réalisé un rendement de 22% sur une ligne pilote industrielle en début d’année. Par ailleurs, a indiqué le responsable du CNRS, « les cellules perovskites, qui n’existaient pas 2014, affichent aujourd’hui des rendements de 22% ». Un travail qui provient de la recherche fondamentale sur les couches minces, ajoute-t-il. Ce qui est peu par rapport aux records atteints en laboratoire (46%), mais qui mettront du temps avant d’arriver dans l’industrie.

Cependant, il existe « une compétition foisonnante dans la recherche amont », avec plus d’une vingtaine de catégories de filières. Mais la progression des cellules perovskites combinées au silicium annonce un rendement qui pourrait rapidement monter. Un travail est en cours à l’IVPF et à l’Ines, l’Institut national de l’énergie solaire, avec une feuille de route, 30-30-30, soit 30% de rendement des modules en 2030 à 30c€/W. Un programme qui s’articule avec de grands laboratoires européens également, tel le Fraunhofer allemand, ajoute Daniel Lincot. Reste qu’il faudra réussir à se mettre d’accord sur les sites d’implantation en Europe de ces nouvelles giga-usines…