L’avenir du solaire entre nos cellules

Non, Einstein n’a pas obtenu son prix Nobel de physique pour la fameuse E=MC². Il l’a obtenu pour ses explications de l’effet photoélectrique, soit l'ensemble des phénomènes électriques d'un matériau provoqués par l'action de la lumière.

Retour au solaire

L’environnement lui-même nous met de plus en plus de pression pour que des sources d’énergie à faible empreinte de carbone soient mises de l’avant. L’énergie solaire revient d’ailleurs prendre sa place au sein des discussions liées aux énergies renouvelables, notamment à cause des technologies maintenant plus performantes et des coûts plus intéressants.

« La beauté des ressources vertes, c’est que, au départ, ce n’est pas la ressource elle-même qui fait la différence entre les nations. C’est la technologie. Donc, c’est plus égalitaire à la base, et le Canada ou le Québec peut devenir sans problème un joueur clé s’il le désire. La technologie n’est pas destinée uniquement au marché local », a illustré le professeur Richard Arès, lors de sa conférence intitulée Recherches et innovations en énergie solaire : à l’aube du premier parc photovoltaïque à l’échelle réelle.

Plusieurs types de cellules photovoltaïques sont actuellement utilisées un peu partout sur le globe. Les matériaux utilisés, le rendement énergétique de conversion et la viabilité économique varient d’un à l’autre. Et quelques autres technologies sont encore à l’étape expérimentale. Mais toutes sont recyclables et comportent leurs avantages et défis. Celle qui est la plus utilisée de nos jours, près de 75 % du temps, a un taux de conversion de la lumière en énergie d’environ 20 %, et les cellules sont composées de silicium monocristallin. Très bon rendement et durée de vie importante jumelés à un coût élevé et un rendement faible sous faible éclairement sont ses principales caractéristiques.

L’UdeS, joueur clé en solaire

C’est à l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3IT) que les travaux sur le solaire sont les plus actifs à l’UdeS. Les professeurs Richard Arès, Simon Fafard, Luc Fréchette et Vincent Aimez sont les acteurs du moment dans le dossier. Les récentes annonces d’investissement dans les infrastructures de recherche - via le Fonds d’investissement stratégique et le Plan québécois des infrastructures - permettront entre autres à l’UdeS d’investir dans deux parcs solaires.

« Les projets qui seront mis de l’avant permettront d’avoir un parc photovoltaïque de l’ordre de 1 MW de production d’électricité ainsi qu’un champ thermique sur le toit du Centre sportif, explique le professeur Arès. Ce parc photovoltaïque sera d’ailleurs le plus gros au Québec et le seul sur un campus universitaire. Le but avoué : devenir le pôle du développement en énergie solaire au Québec. »

L’aspect du stockage d’énergie est un élément non négligeable dans la production d’énergie verte, car les sources sont souvent intermittentes. La recherche mondiale s’intéresse de plus en plus au stockage, étant donné la venue annoncée d’immenses marchés, comme la technologie mobile, le transport électrique et les énergies renouvelables, dont le solaire. « Hydro-Québec est un joueur important dans ce domaine. Mais l’UdeS a des activités reliées aussi. Le projet majeur permettra d’ailleurs à l’UdeS d’expérimenter différentes technologies à l’échelle réelle », précise le professeur Arès.

Faire du solaire au Québec?

Au Québec, il serait tout à fait possible de faire du solaire un créneau énergétique de premier plan. « Ce n’est pas une question de soleil, explique Richard Arès, en appuyant ses propos d’une carte comparative du Québec avec celle de l’Allemagne. L’Allemagne est un des trois plus gros joueurs actuels sur la planète en développement solaire. Et regardez la carte : il y a moins de puissance solaire qu’au Québec! Et la neige n’est pas un problème. Au contraire, la chaleur la fait fondre et, en plus, on peut même bénéficier d’un effet secondaire intéressant : la réflexion ! »

Projets d’envergure

Sur la planète actuellement, plusieurs projets de production d’électricité à partir de l’énergie solaire sont en développement. « Le plus gros projet de solaire en cours sur la planète est actuellement en Inde, ajoute le professeur. Et le projet TOPAZE en Californie est visible de l’espace ! » Située en Californie, la centrale solaire thermique d'Ivanpah a, avec ses 173 500 miroirs, une puissance de 392 MW. Un système solaire à concentration thermodynamique a la particularité d’exploiter le rayonnement du Soleil en orientant, au moyen de miroirs, les flux de photons.

Avenir

Selon l’Agence internationale de l’énergie, l’avenir appartient aux renouvelables. D’ici 2050, 25 % de l’électricité utilisée mondialement serait fournie par le solaire. Ce serait plus que les énergies fossiles. « C’est gigantesque comme industrie, ajoute le professeur en génie mécanique. On parle de 10000 TWh, ou 1000 milliards de watts par année! Aux USA, ils évaluent à 200 000 les emplois qui seront créés en 2017 en lien avec le solaire. C’est énorme ! »