NESTOR présente

Les romans-photos

de la recherche !

Par Jean-François Dars & Anne Papillault

photo André Kertész

LE SOLEIL BRILLE POUR TOUT LE MONDE / THE SUN SHINES ON EVERYONE

Sol lucet omnibus (Pétrone)

Sol lucet omnibus (Petronius)

Daniel Lincot
2 Mai, 2022
Tapuscrit...

Daniel Lincot – Nous sommes au Jardin des Plantes, tout près du Muséum national d’histoire naturelle, et en se promenant on voit qu’il y a une allée Becquerel, avec les quatre physiciens de père en fils. Et il y en a un en particulier, c’est Edmond Becquerel, le découvreur de l’effet photovoltaïque, en 1839, il a découvert ici cet effet, en éclairant des piles de Volta par de la lumière, en se rendant compte qu’il produisait de l’électricité.

Il y a une perception presque naturelle, physique, animale de l’énergie solaire, c’est quelque chose qui pour moi s’est avéré être une sorte d’évidence et donc je me suis dit, il faut qu’on trouve les moyens de la transformer. C’était une période, les débuts des années 70, où il y avait les débats sur l’énergie, le premier choc pétrolier, et donc ça m’est apparu évident que c’est un domaine sur lequel l’humanité devait réfléchir ! On consomme les ressources de la planète, néanmoins y a une donnée de l’équation qui échappe à la finitude terrestre. Le soleil, c’est une énergie d’origine extra-terrestre ! Un immense réacteur de fusion nucléaire, qui nous envoie une énergie qui est illimitée, qui change complètement le paradigme de la vision énergétique du monde de demain.

Le deuxième point, c’est le fait d’être capable de la convertir, avec des cellules silicium, les cellules silicium, finalement, c’est une pierre un peu magique, qui produit de l’électricité ! 99,9,9, le cœur de la cellule, le moteur, si vous voulez, c’est du silicium, qui est le deuxième élément de la croûte terrestre. On marche sur du silicium la plupart du temps, vous allez à la plage, le sable c’est de la silice. Et la Nature utilise bien sûr des éléments abondants, mais regardez les métalloprotéines, regardez le rôle du fer, en fait la Nature elle-même ne fabrique pas un humain ou un arbre avec simplement des choses abondantes, elle ajoute ce qu’on appelle des oligoéléments, le zinc, etc., et l’industrie humaine, elle fait la même chose ! Quand on prend une cellule silicium, on prend du silicium et on rajoute un fifrelin de bore d’un côté et un fifrelin de phosphore de l’autre côté.

Et le photovoltaïque, c’est une découverte majeure qui a, qui est en train de changer le monde… Et qui l’a d’ailleurs changé ! Parce que le photovoltaïque est à la base de la photosynthèse. La Nature avait inventé le photovoltaïque depuis bien plus longtemps que Becquerel, hein, Becquerel c’est un petit joueur, à côté, hein ! Il est arrivé il y a 200 ans, la Nature, ça fait quelques milliards d’années qu’elle fait des essais-erreurs dans son labo, pour mettre au point les cyanobactéries, la chlorophylle, etc., et aujourd’hui par exemple, quand vous voyez une feuille d’arbre, le climat actuel il est issu de la photosynthèse, d’une certaine mesure du photovoltaïque ! Mais du photovoltaïque naturel !

Dans les années qui viennent, au niveau de la recherche, les cellules solaires qui aujourd’hui avoisinent dans le marché les 20 %, en laboratoire elles sont déjà, pour les plus élevées, à plus de 40 %, mais bon, c’est en labo, hein, mais le travail des chercheurs, c’est un travail qui est de poursuivre l’augmentation des rendements, à l’IPVF c’est un peu notre mantra, c’est de dire, en 2030, des modules solaires à 30 % de rendement, à 30 centimes d’euro ! 30 %, ça veut dire que vous mettez un panneau solaire, il sort 300 watts par mètre carré ! Il faut voir qu’un moteur à explosion, le rendement du moteur de voiture, c’est, c’est 33 % ! Donc vous voyez, 30 %, ça veut dire qu’on est capable de faire, sans aucune pièce tournante, rien qu’en mettant au soleil, on est capable de faire l’énergie mécanique qu’on ferait avec un moteur à explosion… On ne se rend pas compte, parce qu’il n’y a pas de choses qui tournent, ça chauffe pas, on pose les mains dessus, on se brûle pas, la particularité de cette transformation énergétique c’est qu’elle se fait avec des processus physiques fondamentaux, qui se passent au cœur de la matière, sans qu’on les voie, on voit pas les électrons qui sortent, on voit pas les photons…

Cette énergie se développe à toute vitesse, rien que sur les toitures, l’équivalent de la production ou de la consommation électrique en France par an, c’est autour de 500 térawatts/heure, eh bien ça, ça pourrait être produit en recouvrant simplement une partie de nos toitures par des toitures photovoltaïques. Vous imaginez, les surfaces artificialisées en France, c’est environ 9 % du territoire, 50 000 km2. Eh bien pour produire l’équivalent de toute la production électrique en France, c’est environ 5 000 km2… Une toiture, c’est pas simplement protéger contre la pluie, mais c’est aussi produire en même temps de l’énergie ! Et en fait on voit que se transforme peu à peu dans la mentalité des agriculteurs, qui ont des hangars, qu’ils ont des terres, qui se disent, mais finalement je vais peut-être demain devenir un énergiculteur ! Et je fournirai au pays non seulement du blé ou de la betterave, je leur fournirai aussi de l’énergie !

04 min 52 s

Transcript...

Daniel Lincot – We are in the Jardin des Plantes in Paris, near the National Museum of Natural History. As we walk around we see that there is a Becquerel alley, with the four physicists from father to son. And there is one in particular, Edmond Becquerel, the discoverer of the photovoltaic effect, in 1839. He discovered this effect here, by illuminating Volta batteries with light, realizing that it produced electricity.

There is an almost natural, physical, animal perception of solar energy. For me, it proved to be a kind of evidence, and I said to myself, we must find the means to transform it. In the beginning of the 70’s, when there were debates on energy, with the first oil shock, it appeared obvious to me that it is a domain on which humanity had to think! We consume the resources of the planet, nevertheless there is an ingredient of the equation which escapes the terrestrial finitude. The sun provides an energy of extraterrestrial origin! A huge nuclear fusion reactor, which sends us an unlimited energy that completely changes the paradigm of the energy vision of the world of tomorrow.

The second point is to be able to convert it, with silicon cells. Silicon cells, at the end of the day, are a kind of magic stone, which produces electricity! The core of the cell, the engine, if you want, is silicon, which is the second most abundant element in earth’s crust. We walk on silicon most of the time. When you go to the beach, the sand is silica. And of course Nature uses abundant elements, but look at the micro nutrient, look at the role of iron. In fact Nature itself does not make a human or a tree with just abundant things, it adds what we call trace elements, zinc, etc., The human industry does the same thing! When you take a silicon cell, you take silicon and you add a smidgen of boron on one side and a smidgen of phosphorus on the other side.

And photovoltaics is a major discovery that has, that is changing the world… And has changed it! Because photovoltaics is the basis of photosynthesis. Nature had invented photovoltaics long before Becquerel. Becquerel is just a little player! It happened 200 years ago, Nature, it has been doing trial and error in its lab for a few billion years, to develop cyanobacteria, chlorophyll, etc., Today, for instance, when you see a tree leaf, the current climate is the result of photosynthesis, so to a certain extent of photovoltaics! But of the natural photovoltaic!

In the years to come, at the level of research, solar cells which today are close to 20% in the market, in the laboratory they are already, for the most efficient, at more than 40%, but well, it is in the laboratory, eh, but the work of the researchers, the aim is to continue the increase of the yields. At the IPVF our mantra is to say: in 2030, solar modules with 30% of yield, at 30 cents of euro! 30%, it means that you put a solar panel, and 300 watts comes out per square meter! It is necessary to see that an internal combustion engine, the output of the car engine, it is 33 %! So you see, 30 %, it means that we are able to make, without any rotating part, only by putting in the sun, we are able to make the mechanical energy which we would make with a combustion engine… We don’t realize it, because there are no rotating parts, it doesn’t heat up, we put our hands on it, we don’t get burned. The particularity of this energetic transformation is that it is done with fundamental physical processes, which take place in the heart of the matter, unseen to us, we don’t see the electrons which come out, we don’t see the photons…

This energy is developing at full speed. On roofs alone, the equivalent of the production or consumption of electricity in France per year is around 500 terawatts-hour, and this could be produced simply by covering part of our roofs with photovoltaic roofs. You can imagine, the artificial surfaces in France are about 9% of the territory, 50 000 km2. Well, to produce the equivalent of all the electricity production in France, it’s about 5,000 km2… A roof is not only to protect against rain, but also to produce energy at the same time! And in fact we can see that the mentality of farmers, who have sheds, who have land, is gradually changing, and they say to themselves, but finally I will perhaps tomorrow become an energiculturist! And I will provide to the country not only wheat or beet, I will also provide energy!
04 min 52 s

Physico-chimiste, directeur de recherches de classe exceptionnelle émérite au CNRS, médaille d’argent du CNRS, Grand Prix Pierre Süe de la Société chimique de France, Prix Ivan Peyches de l’Académie des sciences, Daniel Lincot est un spécialiste de l’énergie solaire et du photovoltaïque. Après avoir été directeur scientifique de l’Institut du Photovoltaïque d’Île de France (IPVF), il est le titulaire de la chaire annuelle 2022 de la Fondation Liliane Bettencourt de l’innovation technologique du Collège de France.

Physico-chemist, emeritus research director at the CNRS, Silver Medal of the CNRS, Grand Prix Pierre Süe of the Société Chimique de France, Prix Ivan Peyches of the Académie des sciences, Daniel Lincot is a specialist in solar energy and photovoltaics.
Former scientific director of the Institut du Photovoltaïque d’Île de France (IPVF), he holds in 2022 the annual chair of the Liliane Bettencourt Foundation for Technological Innovation at the Collège de France.

Nous remercions l’IPVF, le Collège de France, le CNRS, Jean-François Guillemoles et Daniel Suchet

We thank the IPVF, the Collège de France, the CNRS, Jean-François Guillemoles and Daniel Suchet.