Un îlot robotisé dans l’atelier des tranches de silicium de Photowatt

L’avenir du photovoltaïque reste incertain sur le territoire français, car il faut se battre contre plusieurs phénomènes : l’un, étant la concurrence chinoise qui commence à inonder le marché mondial de produits de moindre qualité mais moins chers, et l’autre, des incitations de l’Etat français, revues à la baisse pour les crédits d’impôt, aux particuliers qui souhaitent s’équiper de panneaux photovoltaïques, sans oublier la baisse du prix de rachat de l’électricité solaire par l’EDF. Leader français du secteur photovoltaïque, Photowatt ne baisse pas les bras pour autant et veut faire la différence avec, non seulement des panneaux plus performants et à durée de vie plus élevée, mais aussi des systèmes désormais intégrés dans la toiture même (Wattéa), ou encore des centrales photovoltaïques clés en main.

Implanté en région Rhône-Alpes, Photowatt est le seul à intégrer les trois étapes de la fabrication sur un même site :

• la récupération de la matière première à partir des pierres de silicium pour obtenir des tranches de silicium ;
• la réalisation de la jonction électrique en salle blanche ;
• l’assemblage des cellules dans les panneaux.

Une nouvelle structure pour mieux gérer son développement

La capacité de production de Photowatt étant  passée de 3 MW en 1996 à 70 MW aujourd’hui, il lui a fallu repenser sa chaîne de fabrication. Cette tâche a été confiée à une nouvelle société créée sous le nom de PV Alliance (Photowatt en partenariat avec EDF et le CEA), laboratoire créé spécifiquement pour concevoir les développements du site de Photowatt. L’une des missions de Nicolas Jarru, technicien Process qui fait partie de cette équipe, a été la réalisation d’un îlot robotisé pour l’atelier des tranches de silicium. Il explique que l’idée est née, il y a deux ans, pour plusieurs raisons : dans cet atelier, les cinq à six étapes de manutention des lingots de silicium se faisaient manuellement, tâche extrêmement répétitive et pénible vu le poids des lopins, sans parler des TMS associés. Dans le cadre d’un projet de nouveaux panneaux photovoltaïques avec des wafers plus larges, les lopins devenaient trop lourds pour pouvoir être manipulés manuellement (100 à 110 lopins de 17 kg par jour). L’avantage supplémentaire de la robotique étant son extrême flexibilité, outre la manipulation et le chanfreinage des lopins, plusieurs nouvelles tâches ont pu être ajoutées à cet îlot au fur et à mesure que les besoins sont nés.

Pour réaliser ce projet, Photowatt a fait appel à Actemium Saint Laurent de Mure, intégrateur de la région, spécialisé en robotique. Au démarrage, les deux robots Kuka KR150 ne réalisaient que le chanfreinage des briques de silicium. Puis, lorsqu’une pénurie de silicium est survenue et que les pierres n’avaient plus la même qualité et donc plus le même niveau de rendement (jusqu’à 40 % de perte sur les lingots), Photowatt a décidé de compléter l’îlot par une zone de traçabilité des lopins, grâce à un poste de mesure avec capteurs, avant chanfreinage. Une fois les lopins mesurés et repérés, le meulage est effectué, puis les robots reprennent les lopins pour les décharger dans une zone de traçage des traits de découpe selon un algorithme, conçu par Actemium, qui réduit au minimum les pertes de matière. Ils les reprennent ensuite pour les présenter à la tronçonneuse, qui effectuera sa découpe selon les zones tracées par fil diamant avec arrosage, et, une nouvelle fois encore, pour les sécher et les déposer dans la zone de déchargement, tout en reconstituant parfaitement le lingot. C’est grâce à cet algorithme que les robots vont pouvoir organiser la meilleure reconstitution possible du lingot pour l’assemblage successif. Toutes ces opérations doivent se dérouler d’une façon délicate, car le silicium ne doit subir aucune agression pour éviter tout éclat.

Photowatt est pleinement satisfait de cette installation robotisée qui lui permet désormais d’effectuer des changements de format de briques très facilement. Cette cellule robotisée compacte est, de toute évidence, une des étapes obligées pour atteindre les buts que s’est fixés Photowatt : une augmentation rapide de sa capacité de production de mégawatts et un taux de rendement photovoltaïque des wafers toujours plus important (jusqu’à 20 %). Pour ce faire, Nicolas Jarru a encore de nombreux projets d’optimisation de cette cellule avec de nouvelles fonctionnalités.