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Points de vue

L'avenir du solaire

Sven Rösner
Sven RösnerDirecteur adjoint de l’Office franco-allemand des énergies renouvelables

"Les laboratoires virtuels de la recherche européenne "

La R&D est essentielle dans le secteur du photovoltaïque pour positionner l’Europe sur le segment des cellules solaires de haute performance, pour se différencier face à la production de masse des pays asiatiques. Sven Rösner, directeur adjoint de l’Office franco-allemand des énergies renouvelablesOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide..., explique à Planète Énergies les perspectives ouvertes par une étroite coopération des chercheurs européens.

L’approche européenne du développement du solaire photovoltaïque représente une alternative à la compétition sur le prix des panneaux classiques qui représentent aujourd’hui la grande majorité des modules vendus. Sur ce marché, les pays de l’Asie de l’Est, notamment la Chine, ont établi une position dominante reconnue. L’approche est de se concentrer sur l’amélioration du rendement des cellules, de leur longévité, sur de nouvelles technologies de couches minces, de siliciumLes cristaux de silicium sont issus de la silice, principal composant du sable et du quartz. Le silicium est un matériau semi-conducteur. poly- et monocristallin, de cellules organiques, et sur l’efficacité des processus de fabrication. Un point important est aussi d’améliorer la formation continue des fabricants de modules.

Cette recherche de la haute qualité est en phase avec les orientations industrielles française et allemande qui privilégient les centrales sur les toits, de superficie plus réduite que les grandes fermes solaires au sol.

Pour réussir, il faut unir les efforts. C’est le sens des projets communs dits EERA (European Energy Research Alliance) et notamment de ceux qui concernent le solaire photovoltaïque (EERA-PV). Ils associent 37 partenaires dans 19 pays, avec un rôle majeur joué par le CEA-INES, l’institut Fraunhofer-ISE de Fribourg, l’institut Helmholtz de Berlin. 

Les moyens financiers de chaque institut sont limités. Il ne s’agit donc pas de créer de nouvelles unités avec de nouveaux budgets mais d’utiliser les infrastructures existantes dans un pool. Tel a de l’équipement pour travailler sur le silicium cristallin, tel autre a des outils de mesure des couches minces : donc on partage les équipements, on partage les résultats, on partage les connaissances. On crée en quelque sorte un « laboratoire virtuel » qui bénéficie de tous les atouts des laboratoires impliqués. Les chercheurs de chaque institut se sont organisés en réseau, en cinq groupes de travail qui échangent leurs données et se rencontrent régulièrement, sous l’égide d’une cellule de coordination.

 Vers un « Airbus » européen du solaire ?

Le travail de ces chercheurs est conduit en lien étroit avec l’industrie européenne. La volonté de tout chercheur est de « réaliser ». Mais passer d’un monde idéal où tout est possible à un monde industriel où il faut « rentabiliser » et trouver des solutions viables financièrement, est difficile.

Il y a un bel exemple franco-allemand : dans le cadre du projet Solarbond conduit avec le CEA-TECH, l’institut Fraunhofer ISE a développé une technologie de transfert de couches de cellules solaires ultraminces reprise par la société française Soitec. Cette cellule, équipée d’une lentille, est aujourd’hui le cœur du dispositif photovoltaïque le plus efficace du monde.

C’est une approche pragmatique, concrète, fondée sur des convergences réelles. On entend souvent des appels à construire un « Airbus du solaire », c’est-à-dire un géant européen du secteur. L’idée est intéressante mais il faut également se poser la question du devenir des sociétés déjà en place, qui risqueraient d’être bousculées, et de la réalité de la demande du marché, européen et mondial. Selon l’expression d’Andreas Rüdinger, chercheur à l’IDDRI à SciencesPo, « avant de parler d’un Airbus de l’énergie, il faut d’abord penser à construire la piste d’atterrissage »…

Directeur adjoint de l'Office franco-allemand pour les énergies renouvelables (OFAEnR), Sven Rösner est responsable des relations avec les partenaires de l'OFAEnR et représente l'association à l’occasion de manifestations extérieures (colloques, conférences, séminaires, salons professionnels). Sven Rösner a auparavant été Marketing Manager chez kiloWattsol, expert technique indépendant dans le domaine du photovoltaïque. Dans le cadre de ses responsabilités, il a entre autres participé à la publication d'études sur le marché du photovoltaïque en France et a contribué à la réalisation de plusieurs projets solaires.

Portrait Arnaud Chaperon
Arnaud ChaperonTotal, Direction Energies Nouvelles

"Solaire : la « bataille de l’aval » ne fait que commencer"

Le développement du solaire photovoltaïque est souvent réduit à celui de son composant de base, le module. Arnaud Chaperon, directeur « Prospective et Relations Institutionnelles » à la direction Energies Nouvelles du groupe Total, explique à Planète Énergies combien cet avenir est lié aussi aux usages nouveaux de l’électricité et à sa gestion « intelligente » et durable.

Il est essentiel, pour qui veut analyser le remarquable développement du solaire photovoltaïque dans le monde, de bien distinguer l’amont et l’aval de la filière.

L’amont, c’est la cellule solaire et le module photovoltaïque. L’aval, c’est l’électricité produite par le module, et plus encore l’usage que va en faire le consommateur. Les deux versants ne peuvent être séparés, un peu comme dans l’automobile : le moteur est essentiel, mais votre véhicule est bien plus que cela, c’est un système complexe et le moyen de répondre à vos besoins de déplacements. Le module photovoltaïque, c’est le moteur ; le vrai produit, c’est l’électricité et la façon dont vous en userez dans le monde de demain.

Technologies et révolution numérique

Côté amont, l’essor du photovoltaïque a été assuré par la baisse des coûts du module, qui a suivi la loi dite de Richard Swanson, fondateur de SunPower : une baisse de 20 à 25 % chaque fois que le parc installé doublait. Il y a encore beaucoup de progrès à venir dans les technologies, notamment dans le secteur des semi-conducteurs, et dans les processus industriels. En matière de R&D, l’Europe compte des laboratoires et des start-ups de premier plan. Il est probable que ces avancées technologiques seront « agrégées » par les 10 ou 15 leaders mondiaux du solaire, qu’ils soient chinois, européens ou américains, parce qu’ils disposent d’une force de frappe industrielle et commerciale, d’une marque qui inspire la confiance de leurs clients et des investisseurs. Ce progrès des technologies est le premier levier du changement.

Côté aval, la transformation des marchés de l’électricité réside dans la révolution du numérique, c’est-à-dire la convergence électricité – monde du digital. Le numérique est le deuxième levier nécessaire pour déployer un modèle producteur-consommateur sur des millions de sites diffus et gérer leur intégration dans un réseau au mieux des intérêts individuels et collectifs. L'importante progression du monde connecté, des télécoms et du numérique crée des potentialités de croissance remarquables pour de nouveaux modèles d’affaire et de nouveaux métiers.

La compétition entre les grands groupes du solaire va ainsi se jouer sur leur capacité à fournir des produits et des services. L’enjeu, c’est de faire fonctionner ensemble, dans votre maison, votre système de production d’électricité solaire et votre système de consommation qui ne sont pas naturellement synchronisés. Le soleil brille quand vous êtes au bureau, or c’est le soir que votre besoin en électricité est le plus important. C’est aussi de mettre en place toute une série de systèmes « intelligents » assurant le partage avec vos voisins et l’ensemble de votre commune.

Tous ces composants existent plus ou moins ; la manière de les faire communiquer entre eux en est encore au stade de la recherche ou au tout début du déploiement. Nous sommes à l’aube de cette évolution vers une « électricité de service ». Il faut offrir aux clients, qu’ils soient commerciaux, résidentiels ou industriels, des solutions intégrées, qui vont au-delà du panneau solaire. La « bataille de l’aval » ne fait que commencer à l’échelle mondiale.

Le poids de la génération Y

L’Europe est très bien placée dans toutes ces technologies prises individuellement.  Mais les Américains ont déjà une longueur d’avance avec leurs grandes plateformes Internet, comme Google, Apple, Amazon… Si Google a racheté Nest, qui fabrique des appareils domestiques de contrôle de température, c’est bien pour s’insérer dans cette gestion de l’électricité et de ses usages.

Enfin, le troisième levier, et ce n’est pas le moins important, c’est le changement des comportements. En 2020, 40 % de la force de travail émanera de la génération Y - nos enfants - adepte de tous les outils numériques mais aussi de tout ce qu’ils rendent possible : l’économie de partage, l’économie circulaire, la désintermédiation… avec la force des foules qui remet le client au centre.

Ces trois leviers sont aujourd’hui en voie d’alignement : c’est dans leur conjonction que réside la principale force de transformation.

 

 

 

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