Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
Le poids de l’industrie française pour la production de cellules à base de silicium est
aujourd’hui limité, du fait du climat concurrentiel fortement capitalistique dominé par la
Chine. En revanche, l’industrie française est dynamique sur tous les autres segments de la
filière photovoltaïque, tels que les équipements pour la filière silicium, les filières couches
minces, les matériaux d’encapsulation, la production de modules, tous les composants du
BOS (Balance of System). Elle s’appuie sur une recherche de qualité (CEA, CNRS).
Le solaire thermodynamique, quant à lui, ne valorise que l’ensoleillement direct. Il est donc
plutôt destiné à des pays à fort ensoleillement. Ses atouts essentiels sont la capacité
d’hybridation avec des centrales thermiques classiques et la modulation de la production
électrique grâce à des stockages thermiques. Les progrès technologiques concernent la
mise au point de miroirs performants et de solutions de stockage à bas coût.
Le potentiel de marché en France continentale est maigre, faute d’ensoleillement suffisant.
Toutefois, le CSP met en œuvre des technologies (réflecteurs, fluides thermodynamiques,
stockage thermique, machines thermodynamiques, contrôle-commande, optiques et
traitements de surface, etc.) qui sont toutes maîtrisées en France par de nombreux
groupes industriels, avec une capacité d’exportation reconnue. Les acteurs français
disposent ainsi des atouts nécessaires pour se positionner sur les marchés étrangers, en
pleine croissance.
L’énergie solaire : un potentiel gigantesque
L’énergie solaire est la source d’énergie la plus abondante sur terre. On dit souvent
que l’énergie reçue par la terre en provenance du soleil en une heure est supérieure à
la consommation mondiale d’énergie en une année. Ce potentiel est bien sûr
théorique : il suppose la récupération de l’énergie solaire sur l’ensemble de la surface
terrestre (continentale et océanique) avec un rendement de conversion de 100 %, ce
qui est illusoire. Le potentiel technique, dont la mesure suppose d’évaluer la surface
de terre utilisable avec des rendements de conversion plus réalistes, est une unité
plus significative : ses estimations sont très variables allant de l’ordre du millier à
plusieurs dizaines de milliers d’exajoules (soit 10 18
joules) par an. Cette énergie peut
être utilisée pour des applications très différentes comme la production de chaleur, de
froid ou d’électricité. La production d’électricité à partir d’énergie solaire, qui fait
l’objet de ce chapitre, peut faire intervenir deux familles technologiques différentes :
les technologies photovoltaïques, qui convertissent directement le rayonnement
solaire en électricité grâce aux propriétés des matériaux semi-conducteurs utilisés, et
les technologies de solaire thermodynamique à concentration, qui, comme leur nom
l’indique, concentrent le rayonnement solaire pour produire de la chaleur qui sera
ensuite utilisée pour générer de l’électricité.
1 L’énergie solaire photovoltaïque
1.1. Les différentes technologies : état de l’art et perspectives
Plusieurs filières technologiques existent : le silicium cristallin ; les couches minces,
principalement à base de silicium amorphe, de tellurure de cadmium (CdTe),
d’alliages de cuivre, indium, gallium et sélénium (CIGS) ; les cellules solaires
hybrides et organiques ; les concepts à très haut rendement (recourant aux
nanotechnologies). Parmi les technologies parvenues au stade commercial, on
distingue principalement le silicium cristallin et les couches minces qui diffèrent par
Centre d’analyse stratégique - 106 - Août 2012
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