L’industrie du photovoltaïque, en plein essor, est l’une des énergies renouvelables les plus en vues. Le projet PV800 Export tape dans le mille et développe une filière industrielle française compétitive de production de wafers de silicium de grade solaire pour la production d’énergie électrique de source renouvelable solaire photovoltaïque.
 

2011 marque la naissance d’un projet juteux pour le secteur de l’énergie solaire. À l’initiative d’ECM Greentech (filiale d’ECM Technologies, leader des fours industriels de traitement thermique, 5,141 M€ de CA dont 80% du CA à l’export) et de l’INES CEA (établissement public de recherche) : PV800 Export.

En mettant en synergie les compétences et savoir-faire de 6 entreprises (ECM Greentech, B.E.A.,Thermocompact, Herakles, EFD Induction et MPO Energy) et de l’établissement public, ce projet collaboratif, labellisé par le Pôle de compétitivité Tenerrdis, a pour objectif de développer une filière industrielle française compétitive pour un marché internationale.

À la clé, plusieurs innovations ainsi que des améliorations sur certaines étapes de la production de wafers (plaques) de silicium (composant chimique de la famille des cristallogènes et élément le plus abondant dans la nature après l’oxygène), destinés à la production d’énergie électrique de source renouvelable solaire. En effet, le projet PV800 Export vise la production de silicium de qualité solaire à partir d’un silicium de type métallurgique (UMG) avec une pénalité énergétique et un impact environnemental moindres.

Rien n’était pourtant gagné d’avance, le projet évoluant dans un contexte tendu. En effet, depuis son lancement, le photovoltaïque a connu des années difficiles, la surcapacité de production ayant provoqué une baisse des prix des modules photovoltaïques de 80% en 5 ans, entraînant la faillite de nombreux groupes en Europe, aux États-Unis et en Chine.

«En 2010-2011, au moment du montage du projet, nous étions en pénurie de silicium purifié par voie chimique, matière première utilisée pour fabriquer des lingots qui sont ensuite découpés en wafers. Le prix du silicium dépassait alors les 60 €/kg. Un des objectifs du projet consistait à purifier du silicium par une voie dite métallurgique pour un coût voisin de 30 €/kg.

Nous sommes passés d’une situation de pénurie à une surcapacité et les prix se sont effondrés à moins de 15 €/kg. Les procédés développés dans le cadre du projet ne pouvaient donc plus se positionner à court terme même en étant moins consommateurs d’énergie» explique Philippe Lay, directeur technique chez ECM Greentech. Ce contexte a poussé l’industrie à l’innovation afin d’améliorer les rendements du silicium. Pour Philippe Lay, «seule l’innovation pouvait permettre de conquérir des marchés à l’export».

Le projet suit 3 étapes : une phase de R&D de prototypage, une phase de production des équipements industriels, une démonstration industrielle. Chaque partenaire œuvre selon son savoir-faire, à l’image d’ECM qui développe une installation de ségrégation de silicium ainsi qu’un four de cristallisation permettant des rendements élevés à un coût standard.

PV800 Export

Un marché de niche ?

«ECM est présent sur le marché des fours de cristallisation du silicium pour le photovoltaïque depuis le début des années 80. La croissance du photovoltaïque est en moyenne supérieure à 20% par an depuis une quinzaine d’année.

Toutes les projections mondiales considèrent que le photovoltaïque occupera une position de plus en plus significative parmi les sources d’énergie du futur. Les coûts de l’électricité produites à partir de photovoltaïque sont devenus compétitifs en de nombreuses régions de la planète, notamment face à l’énergie fossile.

Son coût de production très faible dans les zones les plus ensoleillées permet d’associer différents modes de stockage afin d’assurer une continuité de service grâce à l’énergie solaire. La croissance du marché est donc assurée pour les années à venir, et malgré les effets d’annonce répétés depuis plusieurs décennies sur le remplacement du sicicium, celui-ci restera le composant le plus utilisé pour encore longtemps», assure Philippe Lay.

Or, depuis 4 ans, les fabricants chinois dominent le marché des wafers. «En dépit de cette domination, nous avons pour objectif de prendre des parts de marché grâce à l’innovation, en proposant des équipements et procédés qui permettent d’améliorer les performances du photovoltaïque et d’en diminuer les coûts».

La commercialisation vise principalement l’export, notamment l’Asie et le Moyen-Orient. «Nous nous adressons aux acteurs existants du photovoltaïque, les rares qui subsistent en Europe, dont Photowatt, à tous les acteurs asiatiques et à d’éventuels nouveaux entrants. Nous enregistrons d’ailleurs nos premiers succès. ECM a même récemment vendu des fours à de nouveaux acteurs indiens, et vient de signer des contrats avec les leaders chinois du secteur».

Des résultats durables

«Nous contribuons à la baisse continue du coût de l’énergie solaire photovoltaïque». Sur le plan social, PV800 Export devrait favoriser la création d’emplois, notamment dans les milieux ruraux.

«Ce type d’activité permet de créer ou de développer des PME présentes à l’international, de maintenir une expertise en France et de se positionner pour le futur développement de ce type d’énergie». En outre, le projet permet de former des équipementiers français, afin de leur permettre d’appréhender l’explosion du marché mondial du photovoltaïque, avec des technologies industrielles, mais aussi de démocratiser le solaire électrique grâce à la baisse des coûts.

Le projet PV800 Export bénéficie du soutien de l’État dans le cadre du Programme d’investissements d’avenir opéré par l’Ademe.