voici la petite histoire sur l'évolution de l'énergie solaire à effet photovoltaïque. Une évolution qui as su prendre son temps avec comme seul objectif : s'adapter à nos besoin d'aujourd'hui
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Avec son image de haute technologie, de simplicité, de robustesse, de solidité, le photovoltaïque a bien de quoi nous séduire. Quoi de plus efficace et de plus pratique en effet que ces cellules qu'on peut transporter avec soi et qu'il suffit de placer à la lumière pour obtenir du courant électrique, sans machine tournante, sans bruit, sans pollution ?
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Grâce à ces petites cellules, l'énergie se fait oublier, la calculette marche toute seul, sans qu'on ait besoin de penser à prévoir une pile de rechange, la bergerie isolée dispose d'une ampoule, le refuge d'un émetteur radio, le dispensaire de brousse d'un réfrigérateur à vaccins...
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Jusqu'à la seconde guerre mondiale, 100 ans après qu'Alexandre-Edmond BECQUEREL eut présenté à l'Académie des sciences un mémoire sur "les effets électriques produits sous l'influence des rayons solaires ", le phénomène photoélectrique restait encore une curiosité de laboratoire. Tout au plus la mise en évidence par W.G. Adams et R.E. Day en 1877 de l'effet photovoltaïque du sélénium servait-elle à la réalisation de pose-mètres pour la photographie.
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Tout change brutalement en 1954 quand trois chercheurs américains, Chapin, Fuller et Pearson, mettent au point une cellule photovoltaïque à haut rendement (6%) qui permet de transformer directement l'énergie solaire en électricité et cela juste au moment où l'industrie spatiale naissante cherche des solutions nouvelles pour alimenter ses satellites.
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Tous les grands laboratoires s'intéressent à cette nouvelle technologie spaciale et en 1960, M. Rodot et H. Valdman réalisent la première cellule Française au CNRS (Centre National de la recherche scientifique).
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Très vite, la technologie du silicium monocristallin s'impose, elle permet en effet d'obtenir, certes à coût très élevé, des cellules photovoltaïques ou photopiles, extrêmement fiables.
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Ce sont des galettes de moins de 1 mm d'épaisseur et de 5 à 10 cm de diamètre qui transforment directement la lumière en courant électrique continu sous une tension faible (inférieure à 1 V).
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Une telle cellule est capable de produire de l'ordre d'un watt électrique quand elle reçoit du soleil 10 Watt lumineux. Son rendement de conversion dans ces conditions est de 10%.
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Quelques années plus tard, en 1973, dans le bouillonnement d'idées qu'engendre la crise pétrolière, toutes les filières de substitution aux énergies fossiles sont envisagées. Parmi les énergies renouvelables, la production directe d'électricité à partir du soleil par effet photovoltaïque figure en bonne place.
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On dispose en effet à cette époque de photopiles au silicium monocristallin de bon rendement (14%) et de grande fiabilité. Elles sont fabriquées en très petites quantité. (quelques kilowatts crête par An ) et à des prix élevés ( 150 € le watt crête, unité utilisée pour mesurer la puissance qu'on peut tirer d'un système photovoltaïque pour l'intensité solaire maximale), mais cela est tout à fait supportable pour des applications spatiales où le prix du générateur d'électricité passe largement au second plan derrière des considérations autrement prioritaires, le poids et le fiabilité.
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C'est une tout autre histoire pour les applications terrestres. Comment fabriquer massivement des photopiles ( cellules photovoltaïques ) fiables, bon marché et de rendement acceptable ?
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Massivement, puisqu'il s'agit de passer de l'échelle des kilowatts/an à des dizaines, voire des centaines de mégawatts/an en dix ou vingt ans (un facteur 10000 à 100000), si l'on veut contribuer de manière significative à la production d'énergie électrique.
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Bon marché, puisqu'il faut diviser par un facteur de 50 les prix pour se comparer avec les moyens traditionnels de production d'énergie.
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Fiables,puisqu'elles doivent se substituer à des sources de production traditionnelles d'électricité dont les durées de vie sont de l'ordre de vingt à trente ans
Pascal MENZAGO
