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Edition spéciale : du nouveau sous le soleil

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Publié 25 mai 2011, mis à jour 05 novembre 2012

Des prototypes d'uniformes militaires solaires, des gratte-ciels en verre captant l'énergie et des cours d'eau recouverts de panneaux flottants sont en phase de conception, à l'heure où les innovateurs tentent de répondre à la demande photovoltaïque et industrielle.

Les tentatives de modeler les cellules pour créer de nouveaux matériaux ou environnements sont communes à toutes les innovations solaires.

La conception habituelle d’une ferme solaire, qui consiste en rangées de panneaux alignés en direction du soleil sur le paysage, est remise en question par bon nombre d’entreprises qui souhaitent installer des panneaux sur de l’eau.

Solaris Synergy, une entreprise basée à Jérusalem, a installé un panneau solaire flottant sur un réservoir dans le Sud de la France dans un essai conjoint avec le service français EDF. L’idée est de surmonter le besoin de vastes terrains pour les systèmes photovoltaïques traditionnels.

Le projet pilote de Cadarache expérimente la technologie des courants en plaçant des panneaux flottants sur les courants en mouvement. Le projet avait débuté sur des réservoirs où il y a moins de changements dans le flux d’eau, mais une seconde étape de recherche verra un flux plus conséquent d’eau lâché sous les panneaux.

Elyakim Kassel, directeur du développement des affaires chez Solaris, a déclaré : « Si les panneaux étaient utilisés avec succès sur des courants en mouvement, cela permettrait de les utiliser pour toute une gamme d’objectifs spécifiques. Cela comprend les pays méditerranéens, où l’eau est rare, et où les réservoirs d’eau industrielle et d’eaux usées pourraient être adaptés en fermes solaires ».

Les entrepreneurs solaires, dont Solaris, essayent également de persuader les pouvoirs publics californiens de couvrir l’aqueduc californien de 400 miles de panneaux photovoltaïques.

Canons à rayons

Tisser des cellules solaires dans des matériaux qui peuvent être portés est le défi du projet « Solar Soldier » (en français : « soldat solaire »), une initiative de deux ans lancée par le ministère de la défense britannique qui se terminera cette année.

C’est la première fois que des matériaux qui génèrent de l’énergie ont été cousus directement sur une tenue de combat de soldat, selon le directeur du projet, Duncan Gregory, de l’Université de Glasgow.

L’équipe du projet tente de concevoir un prototype d’uniforme dans lequel les cellules solaires photovoltaïques et les appareils thermoélectriques sont combinés pour exploiter la lumière naturelle du soleil et les changements de température entre l’intérieur et l’extérieur de la combinaison.

M. Gregory a déclaré que le poids réduit du matériau, comparé à des assemblages en batterie, qui sont actuellement utilisés pour recharger l’équipement militaire sur le terrain, apportera davantage de mobilité, et rendra les soldats moins visibles aux équipements de vision nocturne qui utilisent une technologie infrarouge.

M. Gregory ne sait pas si la recherche visant à permettre aux soldats d’exploiter la lumière du soleil, comme le fait le surhumain Captain Marvel, est également en cours dans d’autres ministères de la défense.

Pierres angulaires solaires

La recherche en cours sur l’industrie de la construction à l’Institut Fraunhofer en Allemagne est également d’un grand intérêt, elle se concentre sur une méthode de revêtement d’une teinte sensible au soleil spéciale sur les panneaux de verre et a déjà atteint le stade du prototype.

Le directeur du projet, Andreas Hinsch, a déclaré : « L’objectif important est d’améliorer cette technique de teinte de manière à ce que les panneaux de verre puissent être incorporés à la construction architecturale. Avec la taille actuelle, nous avons déjà atteint une étape à laquelle la construction d’un prototype peut commencer, mais nous voulons également augmenter la taille des panneaux ».

Cela ouvrirait la voie pour les gratte-ciels, ainsi que les maisons de plus petite taille, de manière à récolter de l’énergie lorsque le soleil se reflète sur les panneaux.

Réactions : 

« Nous tentons actuellement de concevoir un prototype où les cellules photovoltaïques solaires et les appareils thermoélectriques sont combinés pour exploiter la lumière naturelle du soleil et les changements de température entre l’intérieur et l’extérieur de la combinaison », a déclaré le professeur Duncan Gregory, de l’Université de Glasgow. Il a ajouté : « Au départ, cela prendra sûrement la forme d’un patch sensibilisé sur l’uniforme lui-même mais les générations suivantes tenteront de maximiser la surface de l’uniforme active d’un point de vue solaire ».

« Nous regardons vers le futur et si nous pouvons créer un appareil qui récolte la lumière et chauffe, cela aura ensuite d’autres applications. Il y a une possibilité d’application dans le domaine spatial pour l'alimentation des satellites. Une autre est utilisée pour emballer les médicaments et les aliments en cas de catastrophe, ce qui permet à l’emballage de garder le contenu à une température stable », a conclu M. Gregory.

 « Nous avons commencé des discussions en Californie et notre idée est d’utiliser l’aqueduc californien comme véhicule pour les panneaux flottants », a déclaré Elyakim Kassel, directeur du développement des affaires pour l’entreprise Solaris Synergy, basée à Jérusalem.

Il a ajouté : « L’importance de notre projet pilote en France, à Cadarache, réside dans l’expérimentation de la technologie des courants, ce qui consiste à placer des panneaux flottants sur des courants mobiles. Nous commençons sur des réservoirs où les changements de flux d’eau sont moindres mais cela nous donne une indication quant à la manière de continuer à développer la technologie ; la deuxième étape [qui doit commencer en 2012] verra un flux plus important passer sous les panneaux ».

« La Méditerranée du Sud est la zone qui attire le plus notre attention, autant dans les Etats européens que Nord-africains, où le soleil est intense et où le manque d’eau est un problème », a déclaré M. Kassel.

« Nous avons été en contact avec un certain nombre de pays et beaucoup sont intéressés par cette idée. Nous croyons que la génération solaire sur les eaux fluviales possède un fort potentiel et qu’il existe un marché significatif porteur de croissance », a-t-il conclu.

Les chercheurs à l’Institut Fraunhofer en Allemagne ont produit la première teinte de cellule solaire sur un matériau de plus de 60 cm sur 100 cm. « Nous sommes parvenus à le faire en utilisant un type de technologie de sérigraphie très précise », a déclaré le directeur du projet Andreas Hinsch.

Il a expliqué : « L’objectif important est d’améliorer cette technique d’enrobage des colorants de manière à ce que les panneaux de verre puissent être incorporés au processus architectural. Avec la taille actuelle, nous avons déjà atteint un stade auquel la construction de prototypes peut commencer, mais nous souhaitons également agrandir les panneaux ».

M. Hinsch a ajouté : « Le verre est de plus en plus utilisé dans les nouvelles maisons et les bâtiments de bureaux de petite envergure, et c’est dans ce marché que les panneaux teintés pourraient jouer un rôle significatif ».

Prochaines étapes : 
  • Déc. 2011 : fin de la recherche « Solar soldier »; le prototype d’uniforme militaire devrait être prêt.
  • 2012 : fin prévue des premiers essais sur le réservoir à Cadarache pour les panneaux solaires flottants.
Solar-powered Marvel
Contexte : 

La course pour récolter les bénéfices économiques de l'innovation verte a commencé dans le monde entier alors que les inquiétudes concernant les ressources limitées de pétrole et de gaz et les prix ont lancé une demande pour d'autres formes d'énergie. En outre, l'engagement politique pour un avenir avec moins de carbone devient impératif et la communauté internationale tente d'ailleurs d'élaborer un nouvel accord international sur le climat.

En mars 2007, les chefs d’Etat et de gouvernement européens ont adopté un objectif contraignant qui veut que 20 % de l’énergie totale de l’UE provienne de sources d’énergie renouvelables d’ici 2020. De manière à atteindre cet objectif, la Commission européenne a proposé une nouvelle directive en 2008 qui promeut l’utilisation de sources d’énergie renouvelables, qui a été adoptée lors du sommet européen de décembre 2008 (voir le LinksDossier d'EurActiv sur « La politique européenne en matière d’énergie renouvelable »).

La législation, remplaçant la directive précédente de 2006, fixe des objectifs nationaux sur les énergies renouvelables mais donne aux Etats membres une certaine liberté de décision quant au paquet d’énergies renouvelables qu’ils souhaitent. En juin 2009, la Commission a publié un modèle pour les plans d’action nationaux en matière d’énergies renouvelables, que les Etats membres ont dû produire lorsqu’ils ont présenté leur choix à la fin du mois de juin 2010 (EurActiv 01/07/09).

Mais l’utilisation du solaire dépendra au final de l’intégration fructueuse de ces énergies décentralisées dans le réseau d’électricité, ce qui nécessitera des mises à jour significatives des infrastructures dans toute l’Europe.

La nouvelle directive sur le marché intérieur en matière d'énergie renouvelable (voir le LinksDossier d' EurActiv sur « la libéralisation du marché européen de l’électricité »), adoptée dans le cadre du troisième paquet de l’UE sur le marché intérieur de l’énergie en juin 2009, vise à faire tomber les barrières à l’accès de l’électricité renouvelable au réseau. De plus, cela oblige les Etats membres à se préoccuper de l’objectif des 20 % lorsqu’ils autorisent la construction d’une nouvelle capacité génératrice.

Le solaire à petite échelle est également promu dans la transformation de la directive sur la performance énergétique des bâtiments. La proposition de novembre 2008 de la Commission cherche à obliger les Etats membres à s'assurer que les systèmes décentralisés d’apport d’énergie basés sur l’énergie renouvelable sont pris en compte pour tous les nouveaux bâtiments, ainsi que dans ceux faisant l’objet de rénovations importantes.

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