Le Groupe Armor en partenariat avec un consortium français composé du CEA-INES***, d’Amcor, de Plasto et de l’université de Bordeaux 1 représentée par le Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques investit dans la technologie des cellules photovoltaïques organiques.
Armor développe cette nouvelle technologie en s’appuyant sur le savoir-faire de son activité Armor Industrial Coding & Printing, basée à la Chevrolière, en région nantaise.
"L’engagement d’Armor dans les énergies renouvelables s’inscrit totalement dans la volonté d’Armor de mettre le développement durable au cœur de sa stratégie d’entreprise. L’énergie solaire reçue à la surface de la terre couvre 900 fois le besoin énergétique mondial, toutes énergies confondues. C’est clairement la source énergétique d’avenir. Nous souhaitons contribuer activement à l’émergence d’une véritable filière industrielle dans le domaine de l’énergie solaire française, en fédérant avec le CEA-INES et d’autres acteurs industriels un consortium d’entreprises françaises et européennes compétentes. Ensemble nous réussirons ce pari sur l’avenir," commente Hubert de Boisredon, PDG du groupe Armor.
Le calendrier des investissements
L’investissement de démarrage de ce programme de recherche et développement est de 20 millions d’euros (ME) supporté par l’ensemble des partenaires, dont 14 ME par Armor. Le projet bénéficie de l’appui d’OSEO ISI (Innovation Stratégique Industrielle) pour une somme de l’ordre de 30 % du total de l’investissement. Pour le reste, l’amélioration de la rentabilité du groupe Armor permettra l’autofinancement de ce projet. Ce programme de recherche prévu entre 2010 et 2014 sera suivi d’une production générant une rentabilité opérationnelle à partir de 2015. Cette nouvelle activité pourrait générer un chiffre d’affaires de 50 ME à 100 ME d’ici 2020.
L’énergie photovoltaïque organique (Organic PhotoVoltaics)
Le marché des composants pour le photovoltaïque est en fort développement depuis plusieurs années sur l’ensemble de la chaîne de valeur. La technologie photovoltaïque de référence utilise du silicium cristallin qui représente aujourd’hui 85 % de la production mondiale. Cette option qui continue à progresser ne peut pas couvrir l’ensemble des besoins. Ainsi, le développement des technologies du photovoltaïque organique (OPV) s’inscrit dans ce contexte. Bien que son rendement soit encore faible, de nombreux chercheurs et industriels estiment que l’OPV constitue une solution d’avenir.
Le coût élevé des cellules silicium, les investissements importants nécessaires pour leur production, la présence de métaux lourds (Cadmium) et de métaux rares (Indium, Gallium,…) en quantité significative dans les couches minces inorganiques, l’arrivée de nouveaux acteurs asiatiques sur le marché mondial… sont autant d’aspects qui rendent nécessaire la mise au point de matériaux et de produits innovants dans le domaine du photovoltaïque.
Le développement des technologies du photovoltaïque organique (OPV) s’inscrit dans ce contexte. Bien que son rendement soit encore faible, de nombreux chercheurs et industriels estiment que l’OPV constitue, au même titre que les technologies DSC (DyeIsensitized Solar Cells ou cellules de Grätzel), les solutions d’avenir.
La caractéristique principale de l’OPV est son aptitude à la mise en œuvre avec des procédés par enduction (procédés "RollItoIRoll"), qui ouvrent des perspectives pour la production en grande série à bas coût et doivent permettre à ces technologies de se diffuser largement. Les cellules OPV, majoritairement constituées de composés chimiques organiques (carbone, oxygène,
hydrogène, azote,…) tels que les polymères, présentent des avantages significatifs :
- leur faible coût de fabrication (process, énergie, matières premières), qui permet d’envisager des cellules ayant un coût de seulement 25 % de celui des technologies silicium ;
- leur légèreté ;
- leur flexibilité ;
- l’innocuité des composés de base contrairement à certains des métaux utilisés dans les cellules de seconde génération.
Les applications dans la vie quotidienne
Ces propriétés permettent aujourd’hui d’envisager leur utilisation dans des applications comme l’électronique portable grand public, ou pour l’intégration dans des produits souples pour le bâtiment ou les loisirs. On peut ainsi déjà imaginer des applications pour les ordinateurs portables, les petits équipements électroniques automobiles tels que les GPS ou la climatisation, des sacs réfrigérés pour partir en piqueInique, des vêtements chauffants ou pourquoi pas des immeubles de la Défense chauffés de façon autonome grâce aux films OPV.
Aujourd’hui, les technologies OPV commencent à peine à entrer en phase commerciale et affichent des rendements de conversion faibles, qui n’ont pas encore fait leurs preuves à l’échelle industrielle. Il existe de nombreuses pistes pour améliorer ces produits en jouant sur leur architecture, les matériaux et les procédés de fabrication.
Les prévisions de croissance du marché de l’OPV, combinées à sa faible maturité technique, industrielle et commerciale constituent aujourd’hui une réelle opportunité. Saisir cette opportunité représente un enjeu important pour le développement d’une filière industrielle française dédiée à l’OPV.
*** Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives – Institut National de l’Energie Solaire
Enfin on se met à bouger. A noter le faible niveau d’investissement du secteur public comparé à l’effort consenti par Armor. Ce qui fait douter du réel engagement de l’acteur public qui il est vrai supporte beaucoup de charges pour le Nucléaire. Par contre envisager comme application le chauffage à partir de panneaux photovoltaîque me semble curieux . Quel besoin de passer par la conversion électrique pour récupérer de l’énergie thermique? Simple argument marketing? Il laisse alors planer le doute sur le sérieux de l’argumentation
Une pompe à chaleur, ça fonctionne à l’électricité 😉 .
Vouloir chauffer un immeuble à la défense avec des panneaux photovoltaïques… ce n’est pas sérieux. Outre le rendement, la production PV est en opposition de phase avec le besoin de chauffage. A la Défense nous aurions 4,6 fois plus d’électricité en juillet qu’en décembre : Donc ce sera meilleur pour la climatisation ! A partir de ce logiciel on peut aussi regarder ce que cela donne pour une journée de décembre (daily irradiation) en paramétrant “show graphs”. Lire “global real-sky” Autant dire que ce n’est pas avec cette magnifique courbe de production que vous allez chauffer un bâtiment. Sinon vous restez au bureau de 09h00 à 15h00 ! Donc, pompe à chaleur ou pas, ce n’est pas la solution.
A La Défense, sur une tour, on pourrait envisager de mettre les panneaux en façade car il y aurait plus de place qu’en terrasse. Ceci dit, cela ne change rien au problème et l’aggrave même par rapport à l’optimum de 35°. 90° d’inclinaison au sud donne environ 650 kWh par kW installé sur une année contre environ 950 kWh à 35° (- 31 %). L’ennui, c’est que cette solution n’est même pas meilleure en hiver. Si on prend la production de octobre à avril (7 mois de chauffage), on obtient 405 kWh/kW pour 35° et seulement 344 kWh pour 90° d’inclinaison. Les minimums de décembre et janvier sont les mêmes (respectivement 26 et 32 kWh/mois soit grosso modo : 1 kWh par jour et par kWc installé). En faisant l’hypothèse que les films OPV donne 100 W/m2, il faudra 10 m2 pour faire 1kWc et donc pour récupérer 1 kWh par jour. Imaginons la façade sud de l’équivalent de la tour Montparnasse (200 x 50 mètres) recouverte à 50 % d’OPV. Nous aurions 5 000 mètres carrés donnant une puissance installée de 500 kWc générant 500 kWh par jour au coeur de l’hiver pour chauffer la tour. J’en frémis déjà… de froid ! Bon et la consommation quotidienne de chauffage de l’ensemble de la tour Montparnasse, c’est combien de kWh actuellement ?
Pour Montparnasse, la surface utile au sol est d’environ 90 000 m2. J’ai lu quelque part que, en moyenne les tours parisienne consommaient 327 kWh/m2/an. On en déduit donc que la tour Montparnasse consommerait environ 29 GWh par an. Sachant que notre façade PV produirait 325 MWh (500 kWc x 650 kWh/kWc), le PV couvrirait 1,1 % de la consommation. Evidemment, on peut faire nettement mieux car certains architecte pensent qu’on atteindre assez facilement 100 kWh/m2/an sur de grandes tours. Il ne faudrait plus alors que 9 GWh et le PV couvrirait 3,6 % des besoins. Ceci dit, je pense qu’il est illusoire de vouloir construire de grandes tours (plus de 100 mètres, voire plus de 200) en espérant descendre facilement en dessous 100 kWh/m/an et à un coût raisonnable. Pour Elithis, il s’agit d’une expérience intéressante mais à une échelle réduite (10 étages sans ascenceurs et 5 000 m2). Les chiffres annoncés pour la consommation sont plutôt de 20 kWh/m2/an et à confirmer. Je doute fort que cela soit transposable à des tours beaucoup plus hautes, où les ascenceurs sont indispensables, où le transport des fluides (l’eau par exemple) consomme de l’énergie, où la sécurité doit être renforcée…
Il faut savoir un truc génial sur les OPVs, le rendement est amélioré lorsque l’éclairement diminu donc pour les performance je ne pense pas qu’on puisse les comparer avec des module type Si ou CIGS ou l’angle d’attaque est important. (le Si et les couche mince c’est plutot l’inverse le rendement dimunu avec l’éclairement et avec l’augmentation de la température. La technologie n’est pas encore assez mure pour voir une application (cela dépendra aussi des investissement futurs).