Photovoltaïque : la production française parie sur trois technologies différentes

Contrairement à ce que l’on imagine, la filière de fabrication française de panneaux photovoltaïques ne disparaît pas avec le lent naufrage de Photowatt, membre du groupe EDF et ombre de lui-même. D’autres industriels sont apparus et ont même inventé de nouvelles filières technologiques.

Créé il y a dix ans, DualSun, par exemple, est le pionnier du 2-en-1 : le panneau hybride à la fois thermique et photovoltaïque. Ses panneaux Spring sont constitués d’une face photovoltaïque monocristalline et d’une face arrière thermique avec un échangeur de chaleur à eau. Spring assure donc une double production d’énergie sous forme d’électricité et de chaleur, avec un seul panneau ayant les mêmes dimensions et le même aspect extérieur qu’un panneau photovoltaïque standard.

Bientôt des producteurs de modules PV sur le territoire français

Initialement, DualSun achetait la partie photovoltaïque en Allemagne, puis ajoutait l’échangeur thermique dans ses propres usines. Désormais, les modules photovoltaïques sont sourcés, comme on dit maintenant, auprès d’usines asiatiques qui fabriquent en marque blanche pour toutes sortes de grandes marques mondiales du photovoltaïque.

Mais Jérôme Mouterde, l’un des deux fondateurs de DualSun avec Laetitia Brottier, estime qu’avec l’actuel développement de la production en France, il devrait être possible de s’approvisionner directement auprès de producteurs installés sur le territoire français d’ici quatre ou cinq ans, dans des conditions économiques compétitives.

Notons, au passage, que grâce aux aides de France Relance, DualSun a doublé la capacité de production de son usine de Jujurieux dans l’Ain dont la nouvelle ligne de production sera inaugurée fin novembre.

Jérôme Mouterde et Laetitia Brottier, les deux fondateurs de DualSun, avec l’une des premières générations de panneaux hybrides Spring. ©Oioo small

Jusqu’à 375 Wc pour les panneaux PV

Les derniers panneaux Spring 375 font appel à la technique des cellules PV en « Shingle » : littéralement posées en ardoise avec un léger recouvrement. Cette technique induit un meilleur rendement global du module grâce à la réduction des points chauds et à l'optimisation de la surface active.

Les modules sont également plus durables grâce à la réduction du stress mécanique interne. Cette durabilité est certifiée par le TÜV. La construction en shingle réduit également l’impact des conditions extrêmes sur les performances photovoltaïques.

La technologie de cellules Shingle permet une meilleure absorption de la pression sur le panneau par rapport aux cellules photovoltaïques monocristallines traditionnelles. Enfin, les cellules Shingle sont moins affectées par les micro-cracks, la diminution de rendement dans le temps est donc plus faible.

Par conséquent, les panneaux Spring Shingle Black 375 offrent une puissance PV nominale de 375 Wc, avec un rendement de 20%. La partie capteur thermique en prélevant la chaleur en face arrière du panneau PV contribue à le refroidir et donc à augmenter le rendement PV annuel.

Leur puissance thermique nominale atteint 660 Wth/m² pour une surface de l’échangeur thermique de 1,876 m², soit un peu plus de 1,2 kWth par panneau, avec un volume d’échangeur de 5 litres seulement et une température maximale de stagnation de 80°C sans isolation thermique, de 90°C avec isolation.

Le marché visé par DualSun pour ses panneaux hybrides est celui de tous les bâtiments existants et neufs dans lesquels on consomme de l’eau chaude sanitaire : maison individuelle, immeubles collectifs, ainsi que les piscines et tout le tertiaire d’hébergement, depuis les EPHAD jusqu’à l’hôtellerie. ©Oioo small

Installation des panneaux : une formation de 400 heures avec "Poseurs d'Avenir"

Comme DualSun, qui vend par l’intermédiaire de la distribution, est tout de même très proche de ses installateurs, Jérôme Mouterde s’est vite rendu compte que ceux-ci avaient un problème de main d’œuvre.

DualSun s’est donc allié avec Engie et BAO Formation, une association spécialisée dans les formations pour le bâtiment, pour développer « Poseurs d’Avenir », une formation de 400 heures pour reconvertir tous les volontaires en metteurs en œuvre de panneaux PV et de panneaux solaires hybrides.

La septième session de Poseurs d’Avenir a eu lieu au début de l’été 2021. Avec l’aide des installateurs qui ont exprimé leurs besoins précis et vérifié la qualité des personnes issues de ces premières sessions, cette formation est désormais bien rodée et proposée clef en mains aux Greta, CFA et autres AFPA.

Organique et souple, c’est Asca, le film d’Armor Solar

Depuis 2010, le groupe Armor développe le film Asca, une solution photovoltaïque, conçue et fabriquée en France par le leader mondial en formulation et enduction sur film mince.

Le film solaire Asca a la capacité de couvrir des besoins dans tous les secteurs où l’innovation durable est la clé de leur développement. Avec ce film, Armor met à disposition du marché une technologie française, innovante, éco-responsable et 100% revalorisable en fin de vie.

La production des films a commencé en 2016. Ils sont capables de supporter certaines torsions, des déformations et des vibrations sans difficulté. Le film peut s’enrouler sans perte d’efficacité au moins 50 000 fois et ne pèse que 450 g/m².

Pensez à toutes les toitures des bâtiments industriels et logistiques de plus de 1000 m² qui ne sont pas construites pour supporter le poids des panneaux photovoltaïques classiques, mais qui sont désormais contraintes de se couvrir de PV et/ou de végétation. Le film ASCA constitue une solution.

Insensible à la chaleur et aux chocs

Il présente trois autres avantages par ailleurs. Premièrement, il résiste aux chocs. Alors que des panneaux solaires rigides se briseraient sous les impacts utilisés en test, empêchant complètement leur exploitation, les films minces Asca sont plus résistants et les impacts éventuels n’ont de conséquence que sur la zone touchée et non sur l’intégralité du système, ce qui maintient le film fonctionnel après chocs, proportionnellement à la surface conservée intacte.

Deuxièmement, la température n’a pas d’incidence sur le rendement PV du film. Par exemple, un module de 10 Wc à 20°C aura la même puissance à 35°C. Cette propriété lui assure, à puissance égale, une production quotidienne et annuelle supérieure à celles des autres technologies PV.

Enfin, le film est sensible à des niveaux de luminosité plus faibles que d’autres technologies. 200 Lux peuvent suffirent à activer un module. La duré de vie du film semi-transparent atteint 20 ans. Ils peuvent être teintés en bleu, rouge, vert ou gris.

Armor Solar peut produire des modules de 5, 12 ou 24 V : la longueur d’un module détermine sa tension et sa longueur détermine le courant. En octobre 2020, Armor Solar a annoncé que son film Asca avait atteint 26% de rendement en environnement « low-light » en laboratoire, grâce à l’intégration de nouveaux matériaux photoactifs de dernière génération, développés avec son partenaire taïwanais Raynergy Tek, spécialiste des matériaux semi-conducteurs organiques pour l’OPV (organic PV ou photovoltaïque organique). ©Armor Solar

Des applications architecturales

Grâce à sa forte sensibilité à la lumière, le film OPV de l’industriel français se révèle ainsi efficace en intérieur et dans des conditions d’éclairage artificiel. Couplé à sa légèreté et à sa semi-transparence, on imagine aisément alors les multiples perspectives qu’il peut offrir au secteur de l’Internet des objets (IoT).

Le film OPV Asca peut également être utilisé comme récepteur de données transmises par la lumière dans le cadre d’applications LiFi ou d’asset tracking, comme la géolocalisation de matériel en logistique, par exemple, ou celle de personnes dans des lieux sécurisés, les hôpitaux, les Ephad, etc.

Au sein d’Armor Solar, la division ASCA Structures s’occupe des marchés du bâtiment, de l’architecture et des serres solaires. Le film peut être collé sur toutes les surfaces planes ou courbes, sur du métal, du verre, div erses membranes, des textiles, du polycarbonate et même de l’ETFE.

Parmi les clients d’Armor Solar, le verrier BGT Bischoff Glastechnik GmbH, installé à Bretten, près de Karlsruhe en Allemagne, propose depuis l’été 2021 des modules de verre transparent capables de produire de l’électricité. Adaptés en balustrades, par exemple, ces modules sont transparents de l’intérieur, translucides de l’extérieur, garantissant l’intimité des résidents des immeubles de logements collectifs. L’énergie solaire est produite par des cellules Asca. Les premières balustrades en verre intégrant le film OPV ont été mises en service en mai dans des copropriétés à Möhringen, près de Stuttgart.

Troisième technologie : le silicium monocristallin, par Bélénos !

Tandis que Photowatt tente de se réinventer en producteur de briques photovoltaïques, de wafer de silicium et de panneaux plus monocristallins plus puissants : jusqu’à 435 Wc pour un rendement de 19,7%, au moment où EDF a annoncé son souhait de vendre l’entreprise, d’autres industriels développent leurs capacités de production de modules en silicium en France.

Le projet Bélénos a été développé par le groupe Cetih et Voltec Solar. Reprenons l’histoire : en 2018, Cetih, spécialiste des portes et fenêtres, achète 95% de Systovi, un petit producteur français de panneaux PV en silicium cristallin. En Août de la même année, Cetih transfère l’activité de Systovi dans une nouvelle usine à Carquefou (44). En 2021, cette usine produisait environ 1000 panneaux par mois.

Depuis, Systovi et Voltec Solar ont formé le projet Bélénos : fusionner les deux entreprises et investir dans une extension des capacités de production à Carquefou pour atteindre 1 GW/an d’ici 2025.

Dans le projet Bélénos, Systovi se concentrerait sur le marché de l’autoconsommation et de la maison individuelle avant tout, avec une offre de panneau PV, de panneaux hybrides et de solutions de ventilation. Systovi commercialisera au printemps 2021 des panneaux de 400 Wc. ©PP / ©Systovi

Tandis que Voltec Solar https://www.voltec-solar.com/, avec ses panneaux bifaciaux, vise plutôt les fermes au sol et les grandes installations en toiture. Le financement du projet Bélénos n’est pas encore bouclé, mais pourrait l’être d’ici la fin 2021.

En 2017, le français Sillia a été acheté par l’italien Recom Technologies qui a spécialisé la marque Recom Sillia dans les solutions PV pour le résidentiel. L’usine Sillia de Lannion est devenue le principal site de production, ainsi que le siège social de Recom. Recom a investi dans l’usine qui produit des panneaux pour le résidentiel, mais également pour de grandes opérations au sol pour Engie, EDF, Urbasolar, …

Désormais français et installé à Lannion, le groupe Recom est classé fournisseur Tier 1 par Bloomberg NEF. Au dernier salon Intersolar 2021, Recom exposait des panneaux de 400 à 650 Wc, ainsi que des onduleurs. De gros investissements sont prévus en 2022 dans l’usine de Lannion pour se conformer aux exigences « CRE 5 », encore un peu confuses.

Les modules de la gamme Puma de Recom offrent des puissances de 630, 635, 640, 645, 650 et 650 Wc. Ils utilisent la technique du recouvrement (shingle technologie) qui élimine les rubans métalliques soudés et augment la surface active. Ce qui leur permet d’atteindre des rendements de module de 20,5 à 21,3%, avec une garantie de perte de rendement la première année de 2% au maximum, puis une perte inférieure à 0,45%/an entre les années 2 à 30 et donc un rendement ≥ 84,95% la trentième année. Comme pour la quasi-totalité des nouveaux modules, le voltage maximum du système installé atteint 1500 V. ©PP

REC, tu veux ou tu veux pas ?

En mai 2020, le norvégien REC annonçait un projet d’investissement de 681 millions d’Euros pour la construction d’une usine de cellules à hétéro-jonction et de panneaux PV en Moselle sur l’Europole Sarreguemines à Hambach. REC envisage une capacité de 2 GW dès 2022, passant à 4 GW en 2025.

Les norvégiens ont été un peu surpris par les nécessités administratives françaises. L’Europole de Sarreguemines à Hambach se situe dans une zone économique très durement éprouvée par la disparition des mines de charbon, la mort lente de la chimie du charbon et la décroissance rapide de la sidérurgie.

C’est là qu’est installée l’usine de Smart, rachetée par Ineos pour y fabriquer des landrovers. REC pensait être accueilli à bras ouverts et qu’on allait leur faciliter la vie pour mener à bien leur projet qui prévoit 1500 emplois directs et 650 indirects.

Pourtant, la Commission nationale du débat public, chargée d’organiser la concertation publique sur ce projet, l’a validé seulement le 4 novembre 2021. Le déblocage de financements publics se fait attendre. Une certaine rivalité se fait jour entre le projet Bélénos et celui de REC Solar. Les promoteurs de Bélénos (1 GW) comprendraient mal que le projet de REC Solar soit soutenu financièrement par des fonds publics, tandis que le leur ne le serait pas ou proportionnelement moins.

Réponse d’ici la fin de l’année.