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Recherche
J'effectue depuis 2004 ma recherche au Laboratoire d'Analyse et d'Architectures des Systemes du CNRS (le LAAS), dans le groupe Intégration des Systemes de Gestion de l'Energie (ISGE). Je co-anime une action intitulée "Nouvelles Architectures de Gestion et de Conversion de l'Energie Photovoltaique.
Contexte
L'énergie solaire photovoltaique est une forme d'énergie renouvelable permettant de produire de l'electricite par transformation d'une partie du rayonnement solaire grace a des modules solaires photovoltaiques, comprenant plusieurs cellules photovoltaiques reliées entre elles. Actuellement, l'énergie solaire photovoltaique a tout pour plaire, du moins sur le papier : elle n'émet pas de gaz polluant, est renouvelable, techniquement assez maitrisée, relativement discrète a installer et relativement facile a mettre en oeuvre.
Paradoxalement, la France n'a pas développé cette ressource énergetique et accuse aujourd'hui un sévère retard sur ses voisins du Sud (Espagne et Italie) qui, certes, bénéficient d'un meilleur taux d'ensoleillement mais surtout sur l'Allemagne, pourtant guère réputée pour son climat.
Les impacts locaux du solaire sont tres réduits : pas de bruit, pas de rejets et, sur le plan visuel, une relative discrétion voire, pour certaines structures intégrées aux batiments une réelle élégance. Les rejets au cours du processus de production dépendent grandement des technologies employées pour fabriquer les panneaux. Au final, il apparait que le solaire fournit une électricité assez propre, qui est pour l'instant la plus chere de toute la panoplie renouvelable.
L'électrification par l'énergie solaire photovoltaique est une solution alternative pour un habitat en site isolé, éloigné du réseau électrique. Elle permet de couvrir les besoins domestiques d'une résidence principale en utilisant des appareils standards (petit électroménager, téléviseur, chaine haute-fidélité, micro-informatique, etc.) et des équipements spécifiques économes en énergie (éclairage et froid). Pour favoriser le développement de l'électrification par énergies renouvelables en site isolé, EDF et l'ADEME 1 ont signé un accord de partenariat. A ce titre, des aides financières sur l'installation du générateur sont accordées, ainsi que la garantie de service d'EDF. Dans certains cas, si le gisement le permet, d'autres sources d'énergies renouvelables telles que le petit éolien ou la pico-hydraulique peuvent être exploitées pour la production d'électricité en site isolé.
Le photovoltaique raccordé au réseau représente une filière émergente pour la production décentralisée d'électricité. Toute personne disposant d'un habitat résidentiel, d'un bâtiment communal ou d'un autre lieu d'implantation susceptible de recevoir un champ de modules photovoltaiques, peut devenir un producteur d'énergie renouvelable en injectant toute ou partie de l'électricité localement produite dans le réseau de distribution public. EDF achète systématiquement l'énergie ainsi produite a des tarifs préférentiels, définis dans le cadre réglementaire fixé par les pouvoirs publics. A ce jour, le développement massif du solaire photovoltaique, en tant que moyen de production d'électricité raccordé au réseau, reste pénalisé par son cout de production encore très élevé.
Positionnement du LAAS-CNRS sur ces travaux.
Le LAAS-CNRS s'intéresse depuis sa création a la problématique de l'Energie Photovoltaique. Ils ont notamment débuté dans les années 70 a travers un contrat européen visant a développer l'héliostat SOPHOCLE (SOlar Photovoltaic Concentrated Lenses Energy).
Depuis 1996, les recherches se sont orientées sur l'Optimisation, la Gestion et le Traitement de l'Energie, et plus particulièrement sur l'optimisation de chaines modulaires de conversion d'énergie photovoltaique. L'objectif était de concevoir, réaliser et caractériser des systèmes en liaison avec un aspect intégration technologique fort. Le concept novateur de systèmes modulaires optimisés permettait en effet de réduire les couts tout en augmentant le rendement, la fiabilité et la connaissance de systèmes complexes.
Ainsi, une équipe intitulée Architecture des Systèmes de Conversion de l'Energie du groupe Intégration des Systèmes de Gestion de l'Energie, composée aujourd'hui de cinq permanents, cinq doctorants et trois ingénieurs de recherche se focalisent sur l'étude des thématiques de recherche suivantes : L'optimisation de chaine de conversion d'énergie photovoltaique, L'étude et l'optimisation de commandes analogiques, numériques et semi-numériques, La conception et la réalisation d'éléments passifs intégrés pour micro-convertisseurs.
Aujourd'hui, ces travaux sont assez avancés pour faire l'objet de diverses valorisations, notamment en liaison avec EDF. Ils s'effectuent en étroite liaison avec différents partenaires industriels (Freescale, Total), universitaires (SUPELEC, Univ. Rovira i Virgili de Tarragonne en Espagne) ainsi qu'avec l'Institut National de l'Energie Solaire du CEA a Chambéry, a travers différents supports contractuels et notamment ANR.