Thématiques > Techno

Les nanotechnologies au service du solaire

Le 31  octobre 2005 par Thierry Taboy

Le soleil fournit une énergie lumineuse colossale à la Terre ( 10.000 fois l’énergie nécessaire selon le cerdecam). Une abondance qui reste toutefois difficile à maîtriser. Si le solaire offre des conditions efficaces de production à l’échelle domestique, les coûts de transformation des flux solaires en énergie directement utile sont encore trop élevés pour en faire une alternative véritablement crédible au « tout pétrole ». Sans parler des questions liées à son stockage et à sa répartition spatiale et temporelle (jour et nuit). Une situation qui évolue toutefois rapidement. Plusieurs facteurs convergent en effet pour rendre la mariée plus belle aux yeux de tous.

L’opinion publique des grands pays industrialisés (USA compris suite aux terribles ouragans qui ont touché la Floride) est tout d’abord de plus en plus sensibilisée et concernée par les questions environnementales, créant ainsi un contexte favorable au développement des énergies alternatives. Une véritable demande est en train de naître pour des énergies sûres, fiables et ne demandant pas d’entretien, au premier rand desquelles se trouve le solaire. En témoigne l’évolution des ventes mondiales des cellules solaires et modules associés qui ont excédé 3 Md$ en 2004, soit une croissance de plus de 25% sur un an. Conscients de leur impuissance face à la flambée des prix de l’or noir, les pouvoirs publics commencent à se mobiliser et lancer des projets d’ampleur autour du solaire. La plus grande centrale solaire du monde, d’une superficie de plus de 30 terrains de football, a été inaugurée aux abords de Leipzig. Elle alimente 5000 foyers. Le Portugal construira en 2006 dans le sud du pays, à Moura, la plus grande centrale solaire photovoltaïque du monde. C’est BP Solar qui assurera la maîtrise technique du projet.

Plus généralement, les programmes de systèmes photovoltaïques s’initient en Californie, au Japon et en Allemagne. Pour le moment, le défi mondial est de produire une cellule coûtant moins d’un dollar par watt, avec une simple chaîne de production. L’inconvénient des systèmes photovoltaïques est le coût du silicium, matériau le plus fréquemment utilisé pour les fabriquer. C’est principalement cette raison qui explique que l’énergie solaire est généralement plus coûteuse que l’électricité générée par combustion de charbon, d’huile ou d’autres combustibles fossiles. Une des façons de réduire ce coût consiste à équiper les panneaux de loupes permettant de concentrer le soleil sur une plus petite surface de composants et ainsi améliorer le rendement.

Les nanotechnologies apportent ici des éléments de réponse. Le solaire pourrait en effet finir par tenir ses promesses grâce à la mise au point de panneaux solaires flexibles ou de revêtements à base de nanomatériaux. Si de nombreuses questions subsistent sur ces technologies (fragilité en particulier), l’objectif est bien de réduire drastiquement le ratio coût/performance des panneaux. L’ EPFL, en particulier, intègre de minuscules cristaux de dioxyde de titane pour rendre les cellules solaires beaucoup plus performantes en termes de rendement énergétique. Les PME américaines Nanosys, Nanosolar (Palo Alto, CA) et Konarka (Lowell, Mass.), ainsi que l’israëlien Orionsolar ont créé de fines pellicules plastiques très efficaces pour capter la lumière et la transformer en énergie. Ces panneaux solaires souples peuvent se dérouler sur les toits, s’intégrer dans les matériaux plastiques ou textiles... et sont à même de produire de l’électricité à un coût inférieur d’un tiers à celui d’un panneau classique. Les innovations permises par les nanotechnologies semblent très larges. Le Professeur Ted Sargent de Toronto explique ainsi que son équipe a créé "à partir de cristaux semi-conducteurs d’une taille de 3 ou 4 nanomètres, des nanoparticules pouvant être dispersées dans n’importe quel solvant de base"

Si l’énergie solaire est encore loin d’être véritablement maîtrisée, le niveau de performance de cette solution ne cesse de s’accroître. A côté de la fée (du mythe ?) hydrogène, le solaire apparaît dès lors comme véritablement complémentaire et porteur d’espoirs concrets.

En savoir + :

> Introduction aux systèmes photovoltaïques

> As solar gets smaller, its future gets brighter. Nanotechnology could turn rooftops into a sea of power-generating stations, Carlstrom, Paul (11 juillet 2005)

> Solar Nanotech Coming of Age OurPlanet, Scheer, Roddy (19 juillet 2005)