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Le programme associé à cette journée est présenté dans la brochure suivante :

Cette conférence aura pour but de donner une vision d’évolution des différents secteurs : Energie solaire thermique et photovoltaïque, efficacité énergétique des bâtiments et biomasse en partant de la gestion de la ressource énergétique initiale, à savoir le rayonnement solaire. Elle sera complétée par des données technico-économiques.

L’objectif est d’exposer quelques axes d’amélioration du bilan optique au niveau de la cellule mais aussi aux interfaces du panneau photovoltaïque. Ainsi, différentes solutions sont envisagées afin d’augmenter et de garantir la quantité de lumière reçue par les cellules sur 30 ans.

Dans le domaine du photovoltaïque, l'optique occupe une place importante pour la caractérisation des matériaux et des composants photovoltaïques. Ainsi, on la retrouve aussi bien dans les simulateurs solaires utilisés pour la mesure du rendement de conversion photovoltaïque que dans la mesure de durée de vie dans les matériaux semiconducteurs ou la mesure de réflectivité des couches antireflet. Les techniques de caractérisation les plus couramment utilisées pour la caractérisation des matériaux et cellules photovoltaïques seront présentées au cours de cet exposé.

Les matériaux polymères voient leurs propriétés fonctionnelles se dégrader sous l’impact des agressions de leur environnement d’usage, en particulier en conditions d’expositions extérieures où ils sont soumis à l’action de la lumière, de la température, de l’eau et de l’oxygène. Ce constat s’applique aux cellules photovoltaïques organiques, et l’un des verrous majeurs à lever avant d’en envisager une exploitation réelle et une production massive est l’augmentation de leur durée de vie. La connaissance des mécanismes de dégradation des composants de la cellule est indispensable pour pouvoir comprendre la dégradation de ses propriétés, avec comme objectif de pouvoir y remédier. Au cours de cet exposé, les aspects généraux de la dégradation des polymères seront rappelés, et la problématique du vieillissement des cellules OPV présentée.

Différentes stratégies de piégeage de la lumière dans des cellules photovoltaïques en couche ultra minces, comme les cristaux photoniques, seront présentées. On détaillera les concepts originaux, les simulation numériques de calcul de l'absorption et du courant, les procédés de fabrication et les premiers résultats expérimentaux.

Représentant aujourd’hui moins de 0.5% de la capacité totale installée dans le monde, la technologie CPV (Concentrating PhotoVoltaic) est une technologie émergente en plein essors. Il existe trois enjeux technologiques majeurs qui permettront, s’ils sont maitrisés, d’augmenter significativement la part de marché de cette technologie : La cellule multi-jonctions, le refroidissement de celle-ci, et l’optique de concentration. La technologie de Soitec met en œuvre une optique de concentration par transmission à travers des lentilles de Fresnels moulées en silicone sur une plaque de verre. La présentation passera en revu les différents enjeux de la fabrication de ces lentilles (température, durabilité) et présentera les pistes de recherches actuelles chez Soitec.

Les technologies solaires à concentration constituent aujourd’hui une alternative crédible pour contribuer de manière significative au mix énergétique mondial dans le contexte de la lutte contre le changement climatique. Le marché planétaire des centrales solaires thermodynamiques décolle. Les systèmes concentrateurs mettent en œuvre des miroirs dont la forme, la dimension et l’orientation conditionnent les performances. L’exposé rappellera brièvement les différentes technologies à concentration et leurs applications, présentera les enjeux des développements à l’œuvre dans le domaine des systèmes concentrateurs et indiquera les principaux verrous scientifiques abordés par les travaux de recherche actuels en optique de la concentration solaire pour l’énergie.

Les centrales solaires thermodynamiques font parties des technologies incontournables pour adresser les enjeux énergétiques futures. Le coût de l’électricité produite ainsi est aujourd’hui encore trop élevé. L ’efficacité des différents composants de ces centrales doit être optimisée pour augmenter les rendements et converger vers des solutions économiquement viables. Les récepteurs solaires localisés au point focal des moyens de concentration doivent rassembler des fonctions optiques de base d’absorption et de non réémission, mais également une stabilité aux très hautes températures et une résistance contre la corrosion.

L’éclairage représente environ 19 % de la consommation d’électricité mondiale. En 2012, 75% de l’éclairage est encore assuré par des technologies à faible rendement. En utilisant des technique d’éclairage efficace telles que les LEDs actuelles, 40 % de cette consommation pourrait être évitée, soit l’équivalent de 600 centrales électriques (ou un coût de 120 milliards d’euros annuels). L’exposé présentera un état de l’art des sources LEDs, les développements en cours et les perspectives d’évolution ainsi que les gains que l’on peu attendre de ces technologies en termes d’usage et de gain énergétique. On signalera également les enjeux économiques qui se jouent sur ces marchés et les difficultés à résoudre pour réussir cette mutation.

Dans ses utilisations les plus courantes que sont le bâtiment et le transport, le verre plat connait depuis quelques années une évolution technologique continue. Les vitrages sont de plus en plus complexes et doivent associer apport de lumière avec des fonctions aussi diverses que la sécurité, l’isolation (thermique et acoustique) ou le contrôle solaire. Alors, les vitrages innovants nous protègent ils efficacement ? L’exposé montrera les différents techniques utilisées dans l’industrie verrière afin d’assurer ces nombreuses fonctions : traitement chimique, traitement thermique, feuilletage, dépôt de couches minces transparentes conductrices pour des fonctions anti-givre, gérer les apports énergétiques d’un bâtiment…Autant d’avancées technologiques qui permettent aux vitrages d’être intelligents puisqu’il possible désormais d’adapter - à la demande - leurs propriétés.