Des fenêtres teintées en guise de panneaux solaires

Publié par Adrien le 18/04/2013 à 00:00
Source: BE Royaume-Uni numéro 120 (11/04/2013) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /72776.htm
Alors que l'éco-conception devient une préoccupation de plus en plus importante dans la construction de nouveaux bâtiments, des chercheurs de l'Université d'Oxford se rapprochent un peu plus de la commercialisation de vitres teintées capables d'absorber la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...). L'entreprise Oxford Photovoltaics (OPV), une spin-off de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Oxford, a annoncé le 12 janvier 2013 l'apport de 2 M£ de financements supplémentaires de la part de MTI Partners, spécialisés dans les technologies propres (et qui soutiennent OPV depuis 2011), pour leur projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) "solaire".

Les chercheurs d'OPV développent en effet une méthode "d'impression" de verres colorés, pouvant générer de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) à partir de l'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de...) qu'ils reçoivent. Cela est rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie)...) possible par l'ajout sur la vitre d'une fine couche transparente (pas plus de 3 microns d'épaisseur) de "cellules solaires" solides, et permet de récupérer jusqu'à 12% de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) solaire reçue pour la transformer en électricité décarbonée. Le courant ainsi obtenu peut alors être exporté dans le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) national, ou utilisé pour le fonctionnement du bâtiment.


Verre solaire tenté. Illustration Oxford Photovoltaics.

Il est possible d'avoir différentes couleurs d'impression, avec pour seul impact notable une modification de l'efficacité du verre solaire. Ainsi, le noir permettra d'avoir un très bon rendement, un peu moins bon avec du verre ou du rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...), et encore moins élevé avec des vitres bleues. Les cellules utilisées au cours de ce procédé sont par ailleurs produites à partir de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) peu chers, abondants, et évidemment non toxiques ou corrosifs.

L'idée ayant initié ces recherches a été résumée dans un entretien entre un journaliste (Un journaliste est une personne dont l'activité professionnelle est le journalisme. On parle...) du Guardian et le PDG de la compagnie, Kevin Arthur: "Plutôt que d'ajouter des panneaux [solaires] photovoltaïques au bâtiment, pourquoi ne pas avoir un bâtiment photovoltaïque ? Si vous décidez de fabriquer un bâtiment en verre, vous avez déjà décidé de payer pour les vitres. Si vous rajoutez cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :), le coût supplémentaire [...] n'excèdera pas 10% du coût de la façade." Les coûts d'achats de fenêtres pour les bâtiments en verre étant généralement de l'ordre de 600 à 1.000 £/m2, le traitement des vitres aux cellules solaires reviendrait par conséquent à 60-100 £/m2. Bien que cette technologie soit principalement orientée vers la construction de nouveaux bâtiments, OPV s'intéresse aussi à des méthodes d'adaptation aux fenêtres d'installations existantes.

L'investissement de MTI Partners permettra l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) de nouveaux équipements, ainsi que l'embauche de personnel au sein des nouveaux bureaux de l'entreprise, au Begbroke Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) Park, près d'Oxford. OPV souhaite construire une usine de fabrication plus grande au cours de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) prochaine, permettant de produire des panneaux de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...) de grande taille d'ici la fin 2014. Il sera par ailleurs déjà possible d'observer des panneaux au format A4 dès la fin 2013.

Dans le même secteur, des chercheurs de l'Université de Sheffield (L'université de Sheffield (en anglais, University of Sheffield) est une université...), en collaboration avec l'Université de Cambridge (L'université de Cambridge est une université britannique connue dans le monde entier.), ont annoncé, le 11 février 2013, avoir réussi à mettre au point (Graphie) un procédé permettant de vaporiser, à la manière d'une peinture en spray (Le Spray était le nom du voilier utilisé par Joshua Slocum pour accomplir son tour du monde en...), des cellules solaires sur une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) solide. Ces cellules pourront potentiellement être utilisées sur les bâtiments et les toits, voire sur les voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un...). Ce procédé pourrait, à l'avenir, permettre de réduire considérablement les coûts de fabrication de matériaux solaires, mais ne fonctionne actuellement que sur des surfaces "très lisses", et le rendement obtenu reste inférieur à des panneaux solaires conventionnels.

Le Pr David Lidzey, de l'Université de Sheffield, a annoncé: "Nos résultats montrent que les cellules solaires que nous vaporisons à l'aide d'un aérosol (Un aérosol est un ensemble de particules, solides ou liquides, d'une substance chimique...) fournissent le même rendement que celles obtenues par des procédés plus traditionnels qui ne peuvent être mis au point à des échelles industrielles. Notre objectif est de réduire la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) d'énergie et l'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du...) investis dans la fabrication de cellules solaires. Cela signifie notamment que nous devons utiliser des matériaux avec une énergie intrinsèque faible, et des procédés de fabrication efficaces, fiables, et peu énergivores."

La plupart des cellules solaires sont actuellement obtenues à partir d'outils spéciaux, très coûteux en énergie, et de matériaux riches tels que le silicone (Les silicones, ou polysiloxanes, sont des composés inorganiques formés d'une chaine...). Le plastique, quant à lui, nécessite peu d'énergie pour sa fabrication, c'est pourquoi il peut être un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) alternatif intéressant pour la fabrication de nouvelles cellules solaires. Cependant, à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), les cellules solaires obtenues à partir de matériaux plastiques (condition nécessaire pour la pulvérisation) se sont avérées moins efficaces que celles obtenues à l'aide de silicone.

Par ailleurs, une grande majorité des panneaux solaires installés sur le territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en...) britannique sont constitués de silicone, avec une durée de vie (La vie est le nom donné :) estimée à 25 ans, soit bien supérieure à celle que pourrait avoir un panneau constitué de plastique. Toutefois, si le coût énergétique de production de cellules solaires à l'aide de plastique parvenait à être suffisamment compétitif en comparaison avec les procédés au silicone, l'efficacité globale du procédé les rendrait alors plus rentables sur leur cycle de vie global.

L'énergie solaire représente une partie conséquente de l'énergie renouvelable (Une énergie renouvelable est une source d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être...) dans le monde (Le mot monde peut désigner :), avec la barre des 100 GW de capacité installée franchie en 2012, pour seulement 71 GW en 2011, et 40 GW en 2010. C'est une des technologies les plus avancées, mais de nombreux points restent encore à améliorer, notamment l'efficacité globale du cycle de vie des panneaux solaires. Ces travaux de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) représentent des avancées importantes dans ce domaine, et ont le potentiel de modifier considérablement notre approche du photovoltaïque.
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