mercredi 12 octobre 2016
INES – Technopole Savoie Technolac – 50 av du Lac Léman – Le Bourget du lac
Accueil et présentation de l’INES en salle
Ce centre de recherche créé dans les années 2005/2006 dépend du CEA Grenoble et travaille en collaboration avec les différents instituts du CEA Leti (micro/nano électronique), List (syst numérique intelligent) et Liten (Laboratoire d’Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles) qui est l’un des principaux centres européens de recherche sur les nouvelles technologies de l’énergie.
Il a été créé pour le développement de l’activité de recherche sur le Solaire dont l’importance a nécessité la mise en place d’une unité nouvelle, délocalisée sur le site du Bourget sous l’impulsion de la Région Rhône Alpes et du Conseil Général de Savoie. Cette unité a fêté son 10ème anniversaire cette année.
Son activité entre dans le cadre d’un développement, d’une meilleure intégration des énergies renouvelables pour limiter l’utilisation des énergies fossiles et d’un renforcement de notre indépendance énergétique.
Activité de Recherche appliquée ayant pour but, en partenariat avec des industriels, de mettre au point des processus, des stratégies, de valider l’efficacité des différents matériaux et composants pour optimiser, développer, l’utilisation de l’énergie solaire.
Les partenariats industriels sont diversifiés en France et à l’International avec des entreprises de toutes tailles, grands groupes multinationaux, moyennes et petites entreprises ou start-up créées autour des idées générées par INES :
- 200 partenaires industriels
- 100 PMEs
- 30 entreprises de tailles intermédiaires
- 30 groupes français
- 40 à l’International
- quelques start-up
- 300 brevets actifs
- 40 publications par an
- 22000m² de bâtiments (plateformes, ateliers, laboratoires, bureaux)
Cette activité de recherche appliquée concerne toute la chaine de valorisation du Solaire depuis les matériaux, la fabrication des cellules, jusqu’aux procédés, équipements de mise en œuvre que ce soit pour des applications fixes terrestres ou mobiles en réseaux dans tous les domaines techniques industriels, habitations, particuliers, spatial …
Le centre fonctionne avec un budget de 60 MF/an et 450 personnes. Budget réparti pour 20% de financement CEA et 80% de financement aux travers des partenariats industriels.
Visite des ateliers
1 – Visite de la plateforme expérimentale
Test sur des pavillons (maisons réelles) instrumentés pour essais de performances énergétiques.
Le bâtiment représente plus de 40% de l’énergie consommée en France et 25% des émissions de CO2.
Test de Panneaux Voltaïques
Essais unités de stockage
Test couplage PV, Véhicules électriques
Le couplage photovoltaïque/véhicules électriques fait également l’objet de tests en grandeur réelle sur une plate-forme d’expérimentation avec, entre autres, des Toyota Prius Hydrid rechargeables utilisées en usage courant (trajet domicile/travail).
Dispositifs d’aménagement de l’habitation : intégration du photovoltaïque en toiture, matériau de façade, volet roulant (société Bübendorf), éclairage extérieur, route solaire.
Prototype Chalet.
2 – Ateliers Modules
Fabrication de plaques brutes à partir du silicium
Essais pour l’amélioration des processus de fabrication de modules depuis le minerai (mines de quartz) jusqu’à la fabrication des modules.
Atelier transformation plaques brutes
Fusion à 1400°c, purification, cristallisation, machine de découpe par fil.
Transformation des plaques brutes en plaques de silicium prêtes à l’emploi. Nettoyage des plaques, dopage sous atmosphère de Bore et de Phosphore pour améliorer la conduction, passivation qui apporte une protection anti reflet, métallisation des modules (technique de sérigraphie).
Etudes et développement de modules silicium à haute performance
INES est un des leaders mondiaux pour le développement de cellules à haut rendement
La partie R&D Photovoltaïque représente 60% de l’activité d’INES.
3 – Présentation en salle des études d’optimisation de l’utilisation des PV.
Etude d’optimisation de l’utilisation des PV
Dans ce cadre, un grand nombre d’outils (algorithmes de production photovoltaïque, d’évaluation d’état de charge et d’état de l’énergie, d’évaluation d’état de santé et de vieillissement, de gestion et de pilotage du système) a été mis au point permettant de caractériser et quantifier l’intermittence de la production photovoltaïque (outils de simulation à partir des prévisions météorologiques), de définir la stratégie de gestion, de choisir la technologie de stockage, d’optimiser la taille du système et de l’architecture électrique, etc.
Etudes de sensibilité de la variation des PV selon le nombre de centrales mises en œuvre.
Etudes pour utilisation en réseau des PV, cas d’intégration avec le réseau de production d’énergie, les systèmes de stockage.
Le CEA teste et valide également des systèmes complets de stockage grâce à des plates-formes de simulation et d’expérimentation reproduisant un micro-réseau. Ce micro-réseau est raccordé au réseau public de distribution d’ERDF et relie les installations de production photovoltaïque, les capacités de stockage, le système de pilotage global et la recharge des véhicules électriques.
Ce réseau expérimental a permis de démontrer en grandeur réelle qu’il est possible de produire une courbe de photovoltaïque garantie dans la journée et d’ajuster la production photovoltaïque en chargeant et déchargeant la batterie.
4 – Visite des labos de stockage et test de batteries
Etudes et essais des technologies de stockage stationnaire ou mobiles sous forme de batteries (au plomb, lithium-ion, sodium liquide…)
L’infrastructure située à l’INES est une infrastructure d’évaluation des technologies. Depuis deux ans, il existe une plate-forme qui permet d’évaluer les batteries de très grosse puissance et d’évaluer les batteries en test climatique dans une très large gamme de températures.
L’ensemble de ces recherches et de ces tests – réalisés selon des procédures élaborées et validées à l’échelon international – a permis de constituer une base de données complète, comprenant un grand nombre de paramètres (temps de réponse, puissance disponible, ratio puissance/énergie, profondeur de décharge, durée de vie, coût, etc.) et ce sur une large gamme de batteries : des prototypes mais aussi des batteries commercialisées (plomb, sodium bêta, supercapacités, Lithium-Ion, Redox, NIMH, NICd).
L’INES est également pionnier dans le développement d’indicateurs de l’état de charge des batteries plus précis qui permettent d’évaluer l’énergie globale restante et la puissance disponible, avec des jauges spécifiques.
Pour conclure
Pour beaucoup d’entre nous, découverte du site et de l’activité d’INES.
Visite d’une demi-journée bien remplie même s’il s’agit d’un tour d’horizon rapide de nombreuses études, recherches et essais du centre.
Les gains économiques de ces dernières années et le rendement des PV rendent aujourd’hui ces technologies très prometteuses. Un point semble crucial, le stockage et son intégration avec les autres sources d’énergie.
Au final une visite qui nous a ouvert un champ de possibilités lié à l’énergie solaire très vaste.
En remerciant le centre INES de son accueil et de l’accompagnement tout au long de la visite où de nombreux intervenants ont été mobilisés pour nous présenter les différentes applications et répondre à nos questions.