«Nouvelles Energies Nouvelles Technologies» sommaire objectif de la démarche





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Une première phase estimée à 10 ans est nécessaire pour atteindre les objectifs, valoriser les investissements, accompagner les entreprises sur une durée significative.
2.2 Le calendrier de la plate-forme :
Dans la première phase, il est prévu :
�� Début 2010 : mise en place de la gouvernance de la plate-forme associant autour de l’Ifremer les acteurs institutionnels, du monde de la recherche et industriels. Mise en place du réseau d’acteurs autour de compétences nécessaires au développement de la filière et de moyens mutualisables. Cette mise en réseau a été amorcée au sein d’IPANEMA qui regroupe plus de 100 structures ;
�� 2010 : définition détaillée des missions de la plate-forme, démarrage des actions de R&D de façon collaborative à travers des priorités de recherche et suivant des modalités de transfert vers des entreprises, poursuite des études préalables pour la mise en place des sites d’essais,
�� 2011 : mise en place des infrastructures pour les sites d’essais (qui devra être cohérente au niveau planning avec les essais des démonstrateurs retenus par l’Ademe notamment), poursuite des actions de R&D,
�� 2012-2020 : poursuite des activités de R&D et de tests de démonstrateurs et de parcs pré commerciaux, activités de formation et de valorisation, de promotion.
Coût global estimé à ce stade: 150 M€ sur cette période de 10 ans pour remplir ces missions.
La réalisation d’une seconde phase au-delà de 2020 devra être décidée suivant les résultats obtenus et l’évolution du contexte économique.
2.3. Localisation et locaux et moyens

La plate-forme est localisée sur le Centre Ifremer de Brest. Des locaux y seront affectés. Elle bénéficiera des moyens d’essais et de modélisation d’Ifremer.

La plate-forme sera également en relation étroite avec l’outre-mer (La Réunion et Tahiti notamment).
2.4. Les partenaires de la plate-forme EMR

Ce sont à la fois les acteurs institutionnels, les acteurs de la recherche académique et institutionnelle, les acteurs économiques et les acteurs de la société civile.
3. La mise en œuvre de la plate-forme
20 janvier : Réunion avec les principaux partenaires de la plate-forme

26 janvier : Désignation du chef de projet
1er trimestre : Dossier détaillé de définition de la plate-forme et agréé par les partenaires potentiels
1er semestre : Contractualisation avec les partenaires
2ème semestre : Appels à projets de R&D (génériques ou non) suivant les priorités définies par le groupe thématique d’ANCRE
Poursuite du développement des sites d’essais (2010, 2011)
2011 : Installation des sites d’essais
2012 : Mise en place des premiers démonstrateurs

3

PHOTOVOLTAIQUE : nouvelles générations

Identification et qualification de la filière

L’essor exponentiel du marché et de l’industrie du PV s’accompagne d’une activité de recherche intense dans tous les pays du monde. Ces efforts de recherche s’articulent essentiellement autour les axes suivants (mais sans exclusive):

  • le silicium en « wafer », caractérisé par l’utilisation de wafers (plaques de silicium) actuellement de l’épaisseur de 180 à 220 µm.

  • Les couches minces, que ce soient les couches minces sans silicium (CIS, CIGS, CdTe), ou les couches à base de silicium (Si cristallin ou Si amorphe), dépôt de couches actives de quelques microns sur une grande variété de substrats ;

  • Les voies « très haut rendement » ; l’enjeu est d’identifier des combinaisons de matériaux visant à dépasser les limites structurelles des voies précédemment citées pour atteindre dans le futur des rendements de conversion dépassant 50 %.

Et également et en complémentarité :

  • La recherche de composants électroniques à haute performance permettant d’améliorer le rendement des équipements de conversion d’énergie et de composants électroniques intelligents afin de piloter la régulation de l’installation et ainsi d’en optimiser le rendement globale.

Si les voies « très haut rendement » relèvent de la recherche fondamentale, les autres voies se concurrencent vivement aujourd’hui pour diminuer le coût du kWh produit par le photovoltaïque. En schématisant :

  • la voie « Si Wafer » vise à réduire le coût final par l’augmentation des rendements par la diminution de l’épaisseur de wafers et par une meilleure intégration de production.

  • la voie « couches minces » vise à réduire le coût final en diminuant le coût matière (moins de matériaux utilisé), en augmentant le rendement et en mettant en œuvre des processus de fabrication moins coûteux . Il est à noter de surcroît que les procédés couches minces sont susceptibles d’être appliqués à des substrats souples et légers (métal, polymères) multipliant les modes d’utilisation finale à condition d’assurer une bonne protection des cellules par une encapsulation adaptée.

L’objectif de ces recherches est de développer des technologies permettant de produire, à terme, un kWh PV directement compétitif avec le kWh réseau.

Pour exister dans la compétition mondiale, la filière française du PV se doit de regrouper ses forces face à des acteurs industriels et académiques européens et mondiaux (les grands industriels allemands, américains, japonais et chinois, les universités et instituts allemands, japonais, américains) qui disposent de laboratoires et d’outils de développement conséquents et de ressources humaines importantes.

La France bénéficie d’un potentiel environnemental favorable, avec un bon ensoleillement et un environnement réglementaire favorable. Malgré tout elle accuse un certain retard en termes de développement de projets par rapport à ses voisins Allemands.

La France ne dispose pas aujourd’hui de grands producteurs de panneaux photovoltaïques et la filière est très morcelée. De ce fait de nombreuses opportunités subsistent notamment pour les nouveaux entrants.

Cependant la France possède des acteurs majeurs dans les composants électroniques intelligents et à haute performance aussi bien en conception, en fabrication qu’en R&D. Il en est de même pour les concepteurs/fabricants de systèmes intelligents (régulation, contrôle commande, protection, sécurité.)

La situation du marché et de ses composantes

  • Dans le monde le parc solaire voltaïque croit en moyenne de 35 % par an depuis 1998. Fin 2007 sa capacité totale s’élevait à 9 200 MW pour une valeur marché de 13 mds€.

  • L’IEA PV Roadmap 2009 prévoit en 2030 une capacité mondiale d’environ 750 GW installée. Les scénarii développés montrent à l’horizon 2050 une production représentant entre 6 et 11% de la production mondiale

  • La France qui, dans les années 1990, occupait un rang honorable dans les cinq premiers mondiaux est aujourd’hui reléguée à la quinzième place pour avoir « raté » la première génération du photovoltaïque (4 MW installés à fin 2007), et ce du fait d’un retard conséquent pris sur le plan industriel. En effet nous sommes actuellement absents du marché de la production d’équipements de production (cellules photovoltaïques) et peu présents sur les équipements du « balance of system ».

  • Mais il est encore possible de consolider l’émergence d’une filière française au niveau des technologies dites « de couche mince » et de leur intégration aux matériaux de construction. C’est une technologie d’avenir qui complète la filière silicium classique.

  • A savoir que la capacité de production des couches minces doit être multipliée par 3 en Europe d’ici 2010

  • A noter par ailleurs que le Grenelle de l’environnement fixe l’objectif d’un parc photovoltaïque installé de 5 400 MW en 2020, capable d’alimenter 1% de la consommation électrique nationale.

Les principaux acteurs de la filière photovoltaïque française

  • Recherche (actuellement budget annuel alloué de 24.2 M€)

  • Producteurs de cellules

  • Fabricants de structures

  • Intégrateurs

  • Fabricants/concepteurs de composants électroniques et systèmes intelligents


Accessibilité du marché

Forces

Faiblesse

  • La France dispose du cinquième gisement solaire européen (1200 kWh/m2/an)

  • Un soutien de la demande par les politiques publiques

  • Existence de compétences technologiques dans les entreprises et centres de recherches

  • Des initiatives récentes de « joint venture »

  • Structure tarifaire française qui favorise l’intégration au bâti

  • Existence de fabricants/concepteurs de composants électroniques haute performance et de composants électroniques intelligents



.

  • Le retard de la France par rapport à ses voisins allemands et espagnols




  • Le faible nombre d’acteurs notoires sur la chaîne de valeur et l’absence de champion national




  • Marché dépendant d’un cadre réglementaire complexe et rigide




  • Un manque de main d’œuvre spécialisée




  • Des délais de raccordement trop longs




  • Des coûts structurels élevés chez les industriels historiques français face à la concurrence notamment asiatique



Opportunités

Menaces

  • La volonté des pouvoirs publics de construire dès 2020 des bâtiments à énergie positive (BEPOS)

  • Les labels BBC (bâtiments base consommations) obligatoires dès 2012)

  • L’obligation d’achat faite à l’énergéticien historique

  • Depuis 2004 l’instauration d’une politique incitative avec les crédits d’impôts (50 %)

  • La baisse des coûts des technologies photovoltaïques

  • potentiel très important du marché français

  • un marché mondial encore très fragmenté présentant des opportunités pour les sociétés françaises

  • un enjeu d’indépendance nationale

  • une opportunité technologique à saisir




  • La domination des entreprises étrangères sur le marché français




  • Dans un premier temps le développement de la filière française peut bénéficier aux acteurs étrangers – paradigme du cheval de Troie -




  • Une grande fragilisation des industriels historiques français et risque de disparition au moment même ou le marché décolle



Enjeux, ambitions, objectifs

  • Objectifs du Grenelle de l’Environnement :

    • 300 MW cumulés PV en 2011

    • 1 100 MW en 2012

    • 5 400 MW en 2020




  • 1.6 milliards de tonnes de CO2 évité en 2030, soit l’équivalent de la production de 450 centrales au charbon d’une puissance moyenne de 750MW




  • De par sa nature et sa potentialité un équipement conséquent en énergie photovoltaïque, participe à la sécurité de notre approvisionnement électrique




  • Aux heures méridiennes de l’été l’énergie photovoltaïque permet de réduire l’appel aux énergies fossiles et contribue utilement au mix énergétique



  • Développement d’une filière industrielle française, garante de notre indépendance, créatrice de valeurs et d’emplois, avec l’ambition de devenir le champion mondial du secteur.

Création de valeurs attendue


Valeurs marché

Emplois directs et indirects

400 M€ en 2007

3 100 en 2007


2.7 Mds€ en 2012

19 800 en 2012

6.3 Mds€ en 2020

43 900 en 2020

Propositions d’actions

  • Constituer un pôle d’excellence de recherche sur les couches minces, en Ile de France dans le cadre du pôle d’excellence ADVANCITY




  • investir dans la R&D sur les solutions photovoltaïques en intégrant tous les acteurs, de la conception/fabricant de composants électroniques à haute performance , de composants électroniques intelligents et de systèmes (régulation, contrôle commande, protection, sécurité.), jusqu’aux fabricants de composants du bâtiment

  • Faire émerger une véritable industrie française appuyée sur des centres de compétences nationaux

  • Dynamiser la demande par une amélioration des dispositifs de soutien

  • Mettre en place une formation diplômante pour l’installation

Compléments

Vers un Institut PV Couches Minces en Ile de France

La région Ile de France possède aujourd’hui les meilleures compétences scientifiques françaises dans le domaine couches minces : l’Institut de Recherche et Développement sur l’Énergie Photovoltaïque (IRDEP, unité mixte de recherche CNRS- EDF-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris) et le Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (LPICM) à l’Ecole Polytechnique sont depuis 20 ans des leaders reconnus des couches minces en France. Les rapports parlementaires Birraux-Bataille et Poignant le soulignent d’ailleurs. L’Irdep et le LPICM, et avec leurs partenaires actuels, représentent déjà près de 100 chercheurs dans le domaine. De plus, la région Ile de France dispose, avec son réseau de Grandes Ecoles, de laboratoires du CNRS et d’universités, d’un réservoir incomparable de compétences complémentaires (ENS Cachan,, Mines de Paris, LGEP-Supelec, Ecole Centrale Paris, Université de Versailles,…). Il est à noter que le Conseil Scientifique en juillet 2009 du groupement Paristech s’est fortement exprimé en facteur de la constitution d’un institut PV en Ile de France.

Sur le plan industriel, des dynamiques très fortes de partenariat et de développement commun se sont manifestées, et de grandes entreprises comme Total, EDF, GDF Suez, Bouygues, St Gobain, des PME comme Solems ou Optics Valley ont apporté formellement leur soutien au développement d’un pôle PV en Ile de France dans le cadre du Pôle Advancity, piloté par la Ville de Paris et la Région Ile de France.

On doit évidemment rappeler que L’Ile de France est une des toutes premières régions au niveau mondial en matière d’activité économique, industrielle et culturelle. Son attractivité est très importante, ce qui est primordial si nous voulons mobiliser les meilleurs scientifiques et attirer les PME innovantes susceptibles de développer les technologies de demain. De plus, l’Ile de France est évidemment très bien placée en termes d’infrastructures pour favoriser des coopérations internationales.

Tout ce qui précède plaide pour le développement d’un Pôle de recherche sur le PV en Ile de France focalisé sur les voies couches minces Silicium ou non Silicium. Ce Pôle aura trois vocations complémentaires :
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