Vers 2020, grâce au progrès du photovoltaïque, l’énergie solaire pourrait devenir une solution compétitive.

Le potentiel de croissance du photovoltaïque est incommensurable, pense Daniel Lincot, de l’Institut de recherche et de développement sur l’énergie photovoltaïque (Irdep) : « La quantité d’énergie solaire qui arrive sur Terre chaque année est considérable, 10 000 fois supérieure à la consommation énergétique totale de l’humanité. » Dont acte. Pour ce dernier, la priorité est d’arriver à diminuer le coût de production du photovoltaïque. Actuellement, les rendements des panneaux fonctionnant à l’oxyde de silicium, même s’ils se vendent très bien (40% de croissance par an) restent faibles. Les panneaux constitués de silicium monocristallin (issu des résidus de l’industrie électronique) et polycristallin sont en effet difficiles à produire pour atteindre le niveau de pureté requis directement lié au rendement électrique (10 à 15% environ actuellement) .Ils sont trop compliqués pour être industrialisés en masse à partir de technologies peu polluantes.

La double priorité serait d’accélérer le développement du photovoltaïque, ce qui induira des réductions de coût par effet d’échelle, et de diminuer la quantité de silicium des cellules dont la transformation est onéreuse. « Grâce à ce type de leviers, avance Daniel Lincot, le photovoltaïque a déjà vu son coût divisé par 20 en dix ans, et l’électricité photovoltaïque devrait devenir compétitive d’ici une dizaine d’années en Europe. Je vois depuis des années les sciences et l’industrie progresser dans le domaine du solaire photovoltaïque et, à côté de ça, beaucoup de préjugés persister sur sa rentabilité ».

La part de l’énergie solaire photovoltaïque, non émettrice de gaz à effet de serre, devrait rester faible dans l’immédiat. En tenant compte des modules de panneaux solaires actuels, sur la base d’un ensoleillement annuel de 1000 kWh/m2 en moyenne, il faudrait 600 000 km2 de panneaux soit plus de la surface de la France pour produire l’équivalent de la consommation mondiale. Mais le photovoltaïque pourrait concurrencer les énergies fossiles vers 2030. Peut-être avant ! Nul doute que quand on aura trouvé les bonnes méthodes et les nouveaux process aux meilleurs coûts, les prix vont chuter et permettront à la population de s’équiper. Question de temps ! Les travaux sur la nouvelle génération de panneaux réalisés à l’Institut des matériaux Jean-Rouxel (IMN), unité mixte de recherche CNRS-Université de Nantes, laissent penser que c’est pour bientôt.

Les chercheurs travaillent sur une seconde génération de panneaux solaires, plus performants mais surtout nettement moins chers utilisant une très faible quantité de matériaux faisant tomber le coût de fabrication à environ 75 centimes le watt au lieu de 1,50 euro.  Cette baisse des prix entraîne la possibilité de fabriquer des panneaux plus grands. Mais la vraie avancée photovoltaïque de troisième génération réside dans les travaux menées par Mireille Richard sur l’infiniment petit. Pour la chimiste, de l’Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (CNRS), les récents développements dans le domaine des nanomatériaux et des nanotechnologies offrent de nouvelles opportunités pour la conversion et le stockage de l’énergie solaire. Dans son laboratoire, elle prépare des pièges à électrons, des gels aux nanomatériaux, aux propriétés photosensibles. Réagissant aux rayons lumineux en changeant de couleur, ils ont la possibilité de capter l’énergie et de la conserver en stock, à la fois capteur et batterie. De futures installations photovoltaïques à très haut rendement et à faible coût sont aujourd’hui préparées par l’équipe pilotée par le chercheur du CNRS, Luc Brohan, à l’Institut des matériaux de Nantes. « À ce stade nous sommes encore dans le concept, avec des développements à quinze ans. Il reste à pouvoir extraire cette énergie pour la restituer à la demande », explique ce dernier.