Photovoltaïque souple pour Surfaces Complexes

Par Jean-José Wanegue

Solar Cloth, jeune société française, propose l'encapsulation de textiles sous vide pour créer des formes souples et complexes, particulièrement adaptées aux voiles et aux supports atypiques qui intègre la technologie photovoltaïque (PV) sur des endroits et surfaces improbables.

Photovoltaïque souple pour surfaces complexes dans destination climat n°3

Dés 2012, période de l'émergence de la technologie en couches minces, Alain Janet, fondateur de la start-up, expérimente l'équipement des cellules photovoltaïques sur des voiles de bateau de plaisance, pour garder la souplesse du support et sa légèreté.

Les cellules solaires seront équipées de couches semi-conductrices de type CIGS (une cellule solaire à couche mince, utilise des couches semi-conductrices de séléniure de cuivre indium et gallium. ) et CdTe (Cellules au tellurure de cadmium (CdTe) présentent les avantages liés à la technologie des couches minces, légères, robustes, flexibles à termes). Le projet commence par le silicium amorphe (a-Si), qui avait fait ses preuves pour alimenter de petits appareils électroniques comme les calculatrices.

Le défi technologique à cette époque est de passer de cellules PV en silicium amorphe, déjà efficaces sur quelques cm2 déposées sur du verre, à une surface de dizaines de m2 sur support souple encapsulés dans une voile. Enjeu de taille qu'Alain Janet allait devoir affronter, il confiait que ce pari était audacieux: « je n'étais pas expert en PV et personne ne prenait mon idée au sérieux ».

Le premier prototype opérationnel sort en 2014 et équipe le voilier Défi Martinique engagé sur la Route du Rhum. L'objectif est alors de tester en situation réelle la tenue dans le temps et l'efficacité de cette technologie. La voile PV en technologie a-Si, la Powersail M75 avec 7,5 %, est née pour tenter de rendre les voiliers 100% autonomes en électricité.

Il y a cependant des étapes à franchir. La technologie a-Si pâtit d'un faible rendement, bien inférieur à 15%, pour espérer bénéficier d'un débouché commercial pérenne. Solar Cloth se tourne donc vers le CIGS et produit en 2017 une nouvelle technologie M120 sur une base textile totalement enroulable avec un rendement de 12%. En même temps la société s'intéresse à d'autres marchés pour lesquels son concept de système PV couches minces sur supports souples permet une application aux formes complexes et d'apporter une solution où l'équation poids-efficacité est la clé de la réussite.

Un rendement de 17 %

Lors des IW-CIGS 10 (10 International Workshop CIGS à l'École Polytechnique de Saclay en 2019), Alain Janet rencontre le président de la société américaine MiaSolé, l'un des leaders de la technologie CIGS.

Leur technologie permet 17 % à 18 % de rendement et répond aux attentes de Solar Cloth. Dès lors, l'entreprise se lance sur le marché avec sa technologie M170 à base de cellules MiaSolé atteignant un rendement de 17%.

Elle poursuit ses travaux de R&D et travaille avec différents instituts et laboratoires pour tester et améliorer la technologie. Les pouvoirs publics et d'autres organismes s'intéressent à son développement, ce qui lui permet d'obtenir soutiens financiers et attribution de labels crédibilisant sa démarche.

Une large diversification en route

Aujourd'hui Solar Cloth est passé au stade de PMI confirmée. Elle s'est diversifiée pour s'adresser à de nouveaux marchés comme celui du transport. Ainsi, elle équipe les déflecteurs de camions de Renault-Volvo Trucks pour améliorer la durée de vie des batteries. Un autre débouché important a vu le jour avec les serres agricoles qui sous l'excés de luminosité ont besoin d'être protégées du soleil par des écrans souples, pliables et dépliables à volonté. Les abris toilés, comme les bungalows en toile ou les structures événementielles, sont également un do- maine où la technologie Solar Cloth apporte une solution écoresponsable au besoin d'autonomie énergétique.

100% française, leur technologie veut encore aller plus loin grâce à des cellules CIGS fabriquées en France sur la base d'une technologie française issue de recherches menées dans le laboratoire de l'IRDEP (institut mixte EDF, CNRS et ENSCP) que dirigeait Daniel Lincot.

Ce dernier est passé du statut de directeur de recherche à celui d'entrepreneur en créant en 2021 la société SOY PV. La fabrication de ces cellules repose sur un procédé de dépôt électrolytique, technologie qui permet de traiter de façon industrielle de très grandes surfaces à un bas coût.

Daniel Lincot indique : "il existe en France et en Belgique une filière d'approvisionnement de l'indium à partir des unités de production du zinc. A plus long terme, la fabrication de ces cellules combinées à la pérovskite (minéral composé d'oxyde de calcium et de titane) sous forme de cellules tandem per- met d'envisager des rendements largement supérieurs à 20% ".

La France est bien placée grâce aux recherches de l'IPVF dont Daniel Lincot est à l'origine. Une nouvelle filière photovoltaïque originale 100% française prend le large vers de nouveaux horizons.

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