Le photovoltaïque hors des sentiers battus à Energaïa 2023

Dans notre premier article consacré au Forum Energaïa, qui s’est tenu à Montpellier, les 13 et 14 décembre 2023, nous vous avons présenté l’évolution des panneaux photovoltaïques qui constituent le gros du marché mondial. Voici maintenant un détail des solutions photovoltaïques inhabituelles :

• Les panneaux PVT de DualSun,
• La route photovoltaïque de Wattway, une filiale de Colas,
• Le verre pour vitrage produisant de l’électricité de S’Tile,
• Les solutions souples et légères de plusieurs exposants dont Larivière qui distribue le module Luxiol ou celle d’Heliup destinées aux grandes toitures,
• La toiture bac acier photovoltaïque d’ArcelorMittal,
• Les façades photovoltaïque d’Ultraçade, etc.

DualSun poursuit le développement du PVT

Commençons par le marseillais DualSun. Il présentait à Energaïa 2023 son tout dernier panneau hybride : le DUALSUN SPRING4. Un panneau hybride est un panneau PVT ; solaire photovoltaïque sur le dessus, solaire thermique sur la face arrière. Le panneau thermique absorbe la chaleur en sous-face du panneau PV. Comme le rendement d’un panneau PV baisse lorsque sa température augmente, absorber la chaleur dégagée en sous-face du panneau PV le refroidit et contribue à maintenir son rendement. DualSun est né il y a 14 ans seulement. Comme tous les panneaux hybrides de DualSun, le SPRING4 est fabriqué en France, certifié Made-in-France (n° FR IMF 2019-198). L’échangeur thermique en sous-face est fabriqué dans l’usine DualSun dans l’Ain (01). Il est ensuite assemblé avec le panneau DualSun Flash en partie haute. Le DualSun Flash est un panneau photovoltaïque fabriqué en Asie. L’usine de l’Ain est certifiée ISO 9001 et labellisée Industrie du Futur.

Le panneau SPRING4 de DualSun est plus résistant grâce à son nouvel échangeur thermique en aluminium au rendement amélioré. Il est aussi plus performant à sa technologie photovoltaïque TOPCon (Type N) qui accroît le rendement photovoltaïque. Enfin, il est bas-carbone : la structure bi-verre de la face avant photovoltaïque, la face arrière thermique en métal sont recyclables à l’infini. ©PP

A quoi sert un panneau PVT ?

Les premiers panneaux Spring de DualSun étaient destinés, en ce qui concerne leur partie thermique, au préchauffage de l’eau chaude sanitaire avec un CESI individuel ou collectif. Tandis que leur production photovoltaïque était autoconsommée au maximum. Le SPRING4, quant à lui, a été conçu pour contribuer au chauffage des locaux, notamment en raccordant le circuit solaire thermique en eau glycolée directement à l’évaporateur d’une ou de plusieurs pompes à chaleur. Ce sont les pompes à chaleur solarothermiques, dont nous vous avons parlé à plusieurs reprises. Socol vient d’ailleurs de produire un livret consacré aux "PAC solaires sur capteurs solaires non vitrés ou PVT".

Produisant l’eau chaude sanitaire en totalité, couvrant éventuellement la totalité des besoins de chauffage et fabricant de l’électricité sur site qui peut être autoconsommé, une solaropac raccordée à des panneaux PVT SPRING4 de DualSun est une bonne solution en construction neuve, mais aussi en remplacement de chaudières fioul ou gaz en logement individuel, en logement collectif et dans tous les bâtiments ayant d’importants besoins d’eau chaude : hôtellerie, foyers, piscines, restaurants, cantines, etc. DualSun collabore déjà Daikin pour l’individuel et avec Heliopac pour le collectif et le tertiaire, notamment les piscines municipales.

Pour 2024, selon Jérôme Mouterde CEO et co-fondateur de DualSun, l’entreprise étudie une photovoltaïque plug’n play à mettre en œuvre directement et de manière très simple par le client final. ©PP

Le verre photovoltaïque selon S’TILE

Le verre photovoltaïque est une idée ancienne, plusieurs fabricants ont imaginé des solutions, rien ne s’est vraiment généralisé pour l’instant. Le français S’TILE se lance à son tour. Il montrait à Energaïa sa nouvelle gamme GlasSee, des panneaux photovoltaïques dont la transparence – obtenue en espaçant les éléments photovoltaïques – varie de 20 à 40%. S’TILE prénosie GlasSee pour des façades, des murs rideaux, des ouvrants, des toitures de carport, etc.

Le gammiste Sepalumic, concepteur, producteur et distributeur de systèmes de menuiseries en aluminium, utilise GlasSee à 20% de transparence pour créer des garde-corps de balcons. S’TILE étudie aussi avec Sepalumic, la conception d’éléments de façades et de mur-rideau photovoltaïques. Tandis que le verrier Pilkington, inventeur du float en 1952 et membre du groupe japonais NSG, utilise GlasSee pour proposer du verre photovoltaïque, voir des complexes double-vitrage photovoltaïques pour ouvrants et partie vitrées fixes.

S’TILE se lance dans le vitrage photovoltaïque avec sa gamme GlasSee, dont il gère la transparence de 20 à 40% en espaçant plus ou moins les cellules photovoltaïques. ©PP

De son côté, DMEGC propose Greenhouse, une gamme de panneaux PV verre-verre à cadre aluminium, conçu avec des rangées de demi-cellules M10 en silicium monocristallin espacées. Les panneaux Greenhouse sont disponibles en 325, 330, 335 et 350 Wc. DMEGC les recommande pour l’agrivoltaïsme, mais aussi pour les verrières sur bâtiments. ©PP

Souples et légers

Au moins trois exposants, dont deux français, montraient à Energaïa des panneaux photovoltaïques souples et légers. Le français Heliup est né seulement en septembre 2022, après 24 mois de travaux menés dans le cadre du programme Magellan au CEA au sein de l’Institut National de l’Energie Solaire (INES), qui ont débouché sur une technologie innovante, brevetée depuis, de panneaux solaires légers. Le but d’Heliup est de permettre le déploiement à grande échelle de moyens de production d’énergie photovoltaïque avec un impact environnemental très faible. La plupart des grandes toitures existantes ne sont conçues pour supporter le poids des panneaux PV classique et de leurs fixations. Il fallait donc trouver autre chose, se sont dits les fondateurs d’Heliup : Yannick Veschetti, président ; Julien Gaume, directeur technique ; Pierre Ruols, directeur industriel.

La solution à laquelle ils sont parvenus est un élément PV ultramince de moins de 1 mm d’épaisseur, encapsulé dans des polymères, pour former un panneau directement collé sur une membrane d’étanchéité. Le tout est validé depuis mai 2023 par une certification IEC651215/61730. Pour l’instant, Heliup dispose sur son site au Bourget-du-Lac en Savoie, d’une ligne pilote dédiée à la réalisation de préséries et au développement de nouvelles gammes de produits. Une vraie ligne de production automatisée d’une capacité de 100 MWc sera opérationnelle à partir de juin 2024, avant une montée en capacité de production avec un objectif de 500 MWc en 2026.

Pour l’instant, Heliup propose :

• Stykon, dédié aux toitures terrasses, destiné à être collé directement sur la membrane d’étanchéité de la toiture. Le Panneau Stykon intègre sur sa face arrière les adhésifs adaptés au support d’étanchéité utilisé, pèse 60% de moins qu’un panneau classique de même puissance : 4,9 kg/m², 215 Wc de puissance nominale, 25 ans de durabilité, dimensions de 1 624 x 739 x 3 mm. Stykon est certifié IEC 61215/61730, un avis technique est en cours avec un partenaire d’Heliup spécialiste des membranes d’étanchéité. Stykon possède une certification ECS bas carbone (Etude Carbone Simplifiée) et intègre des polymères thermoplastiques favorisant sa recyclabilité.
• en 2025, Heliup ajoutera le panneau Lighton de 6 kg/m², destiné aux grandes toitures en pente.

Né en 2022, le français Heliup, un spin-off du CEA Liten, conçoit et fabrique des panneaux photovoltaïques légers destinés aux grandes toitures. ©PP

De son côté, Larivière, spécialisé dans la distribution de matériaux de construction, commercialise le panneau Luxiol, fabriqué par CréaWatt Fabrick à Pannes, dans le Loiret. CréaWatt Fabrick’ est membre du CreaWatt Group, créé en mars 2020 par Jean-Noël Gaine.

Le panneau Luxiol pèse seulement 3,5 kg/m². Sa tenue au vent est validée par le CSTB qui a également certifié sa résistance au feu Broof T3. Le panneau est certifié par Certisolis. Il se fixe sur du bitume, du PVC, des bacs acier, etc. Sa puissance nominale est de 430 Wc, il bénéficie de 12 ans de garantie produit et de 25 de garantie de baisse linéaire de rendement, avec un rendement nominal initial de 19,4%. ©PP

Toiture acier ou façades aluminium

Côté métal, on voyait à Energaïa deux procédés particuliers : Helioroof d’ArcelorMittal Construction et les façades à caisson d’aluminium d’Ultraçade Industries.

Helioroof d’ArcelorMittal , issu de l'usine Helexio® Line, vise à accélérer et à simplifier l'installation d'une toiture prête pour l'énergie solaire en combinant des panneaux de toiture en acier à haute performance avec des cellules solaires en silicium intégrées. Il s'agit d'un panneau isolé photovoltaïque intégré au bâtiment. Les panneaux Helioroof peuvent atteindre une puissance impressionnante de 2 kWp. Cette solution solaire est 50 % plus légère que les toits à isolation solaire standard, ce qui réduit la charge structurelle sur les bâtiments et permet des installations plus polyvalentes. Selon ArcelorMittal, Helioroof est conçu pour être économiquement compétitif par rapport aux toitures solaires standard, ce qui en fait un choix intéressant pour les projets à budget serré, notamment parce que Helioroof rationalise l'installation et offre un processus d'installation 40% plus rapide que les toits isolés solaires traditionnels. Les panneaux Helioroof individuels peuvent mesurer de 2 à 12 mètres et peuvent être combinés pour s'adapter précisément à n'importe quel type de toit. ©PP

Ultraçade Industries, de son côté, propose Ultraçade Power, des façades ventilées à base de caissons en aluminium composite pour solariser les façades. C’est une solution technique pour intégrer des panneaux solaires sur les façades. C'est aussi une solution architecturale, car le panneau solaire est encadré et 13 formes d’encadrement son disponibles au total pour adapter le design à toutes les hauteurs et longueurs de façades et de panneaux, seulement à l’aide de pièces standards. Les composants aluminium sont fournis par l’espagnol Stac Architecture.

Le produit Ultraçade Power est fabriqué en France, à Cebazart (63), avec des supports de fixation variés et une garantie de 25 ans. Il est également conforme aux spécifications du CSTB 3194. Les composants des façades Ultraçade Industries sont disponibles sur BIMobject. ©PP

Wattway est une innovation française brevetée au terme de 5 années de recherche menées par Colas, un leader mondial des infrastructures de transport, et l’Ines, Institut National de l’Energie Solaire. C’est le premier revêtement photovoltaïque circulable au monde. L’idée se diffuse lentement : 33 m² de dalles photovoltaïques dans les allées d’un parking en Allemagne, deux pistes cyclables de 1000 m² chacune aux Pays-Bas, un ponton solaire avec 12 dalles Wattway dans le port de La Baule-Le Pouliguen, recharge d’une station de vélo électrique à Bonnelles dans les Yvelines, etc. ©PP

Nous avons vu encore bien d’autres choses à Energaïa : des solutions de pilotage des installations pour maximiser l’autoconsommation photovoltaïque, des ombrières photovoltaïques et une offre croissante de stockages d’électricité en batterie : de quoi alimenter un troisième article consacré à Energaïa.