Panneaux solaires volants (Les)

Transcription

Yoan Bourlier :
Puisque la principale limitation de l'énergie photovoltaïque, c'est les aléas de la météo, pourquoi ne pas se placer au-dessus de la couverture nuageuse pour récupérer de l'énergie solaire et produire de l'électricité au-dessus des nuages ?

Géraud Delport :
L'objectif pour nous, c'est d'aller voler à une altitude au-dessus de la plupart des nuages, c'est-à-dire au-dessus de six kilomètres. C'est là que l'on capterait le plus d'énergie solaire.

Jean-François Guillemoles :
Installer des cellules solaires souples, légères, sur des systèmes en vol, c'est une nouveauté. Et donc on peut avoir une production qui est trois fois supérieure, au mètre carré, que celle que l'on a au sol en termes de kilowattheures.

Commentaire voix-off :
Les panneaux photovoltaïques font aujourd'hui partie de nos paysages, à terre comme sur les toits. Mais peut-on les emmener plus haut, toujours plus près du soleil ? C'est le pari d'une équipe de chercheurs qui développe un projet de ballon recouvert de cellules solaires pouvant dépasser les nuages. Une aventure à la rencontre de la recherche fondamentale, de la chimie et de l'aéronautique. Pour envoyer des panneaux solaires à plus de six kilomètres d'altitude, il faut d'abord résoudre un problème de poids. Littéralement. Les panneaux en silicium classiques pèsent environ 10 kg par m2, une charge trop importante pour espérer s'envoler sur un ballon. C'est en région parisienne, dans cet ancien accélérateur de particules désaffecté, que Yoan Bourlier et Jean-François Guillemolles cherchent à mettre au point des cellules à la fois plus souples et plus légères. Une équipe de chimistes du laboratoire CNRS-IPVF, en partenariat avec l'Université Paris-Saclay, a transformé ce site en une plateforme de développement et de production de cellules solaires. Leur objectif : développer un procédé industriel permettant de produire rapidement des cellules solaires souples à grande échelle.

Jean-François Guillemoles :
Les cellules classiques sont ces panneaux que vous voyez qui sont composés de petits carrés de silicium. C'est un peu comme des pavés disposés les uns à côté des autres, reliés par des fils. On a, à côté de ça, des technologies qui sont des technologies de type couches minces donc dans lesquelles on est plutôt sur de l'enduction d'un substrat qui peut être un tissu, un plastique, un métal, du verre... à partir desquelles on va faire des mètres carrés de cellules solaires de manière linéaire, plutôt par une technique proche de celle de l'impression. Les Romains ont fait des routes avec des pavés. Aujourd'hui, on fait des routes beaucoup plus vite avec des procédés d'enduction. On est un peu sur une échelle qui permet de faire des cellules solaires à un rythme extrêmement rapide, en utilisant beaucoup moins de matières premières et avec des rendements qui sont très proches de ceux des technologies classiques.

Commentaire voix-off :
Avec un poids dix fois moins élevé que les cellules en silicium standards, ces panneaux sont de sérieux candidats à des vols en haute altitude. C'est sur le site du SIRTA, un observatoire atmosphérique de pointe, que les scientifiques vont faire leurs premiers vols d'essai à la manière des pionniers de l'aviation. Sous ce hangar se cache en aérostat. Il s'agit d'un ballon gonflé à l'hélium qui va leur servir de plateforme flottante afin d'observer les réactions des panneaux souples en altitude.

Yoan Bourlier :
On a déjà construit un filet autour de l'aérostat qui va nous permettre de venir greffer des cellules solaires à différents endroits du ballon pour venir récupérer les caractéristiques électriques des cellules, mais également les conditions d'éclairement, donc les mesures de rayonnement solaire et de température, d'humidité autour du ballon.
Là, on teste vraiment notre électronique embarquée, nos cellules solaires embarquées. On est à autour de 50 mètres d'altitude, mais c'est déjà un très bon point pour nous.

Commentaire voix-off :
Soutenu par des filins, le ballon d'hélium est déployé en plein champ et doit atteindre 50 mètres de haut, l'altitude maximale autorisée pour ces premiers tests. Les ballons qui seraient envoyés à l'avenir au-dessus de la couverture nuageuse seraient eux-aussi reliés à terre par un système de câbles permettant de transmettre l'électricité vers le sol en continu tout au long de la journée.

Géraud Delport :
Aujourd'hui, le ballon est équipé avec une surface de panneaux solaires d'un mètre carré. Mais, à terme, on veut tester de pouvoir recouvrir l'ensemble de la surface. Donc on peut aller vers 5, 6, 10 m2 de panneaux solaires pour vraiment maximiser la surface de panneaux solaires qu'on va tester ensemble et optimiser l'ensemble de ces structures de panneaux solaires les uns à côté des autres. Là, on récupère les datas de notre journée de vol. Là, on est sur une fenêtre de temps d'à peu près une demi-heure aux alentours de 10 h 30 jusqu'à 11 h. On voit un nuage qui passe potentiellement et ensuite il y a du beau temps au fur et à mesure de la journée. Aujourd'hui, on connaît bien les conditions météorologiques qui ont lieu à ces altitudes, au-dessus de six kilomètres. On sait que l'ensoleillement est vraiment meilleur et plus constant au fur et à mesure de la journée. Et dans l'ensemble, c'est vraiment très encourageant pour qu'une fois qu'on aura atteint cette altitude, on ait vraiment une captation d'énergie beaucoup plus robuste et régulière dans le temps.

Commentaire voix-off :
Des défis technologiques majeurs restent encore à résoudre pour voir un jour des ballons photovoltaïques à six kilomètres de haut. Mais les années de développement de ce projet devraient déjà permettre d'optimiser les technologies de cellules souples et d'en démocratiser leur usage à terre. Un vrai rayon de soleil dans notre quête d'une énergie toujours plus décarbonée.