Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Publié le 20 mars 2014 par Grégoire Noble
    A Marseille, une start-up développe depuis quatre ans une solution solaire hybride combinant photovoltaïque et thermique, afin d'améliorer le rendement des capteurs. Leur produit "DualSun" vient d'être certifié, laissant espérer un brillant avenir commercial. Entretien avec Jérôme Mouterde, co-fondateur de la société.
    Le solaire hybride, combinant photovoltaïque et thermique, est un excellent compromis technique : il permet de valoriser la chaleur accumulée par les capteurs photovoltaïques et d'améliorer leur rendement qui a tendance à s'effondrer quand la température monte. "C'est un projet sur lequel je travaille depuis 4 ans avec Laetitia Brottier, une camarade de promotion de l'école Centrale Paris. Dans notre filière Entrepreneuriat, nous souhaitions déjà développer une solution EnR liée au bâtiment car c'est un puits énorme de consommation d'énergie", explique Jérôme Mouterde, co-fondateur de la société Solaire 2G. "L'énergie solaire est parfaite pour le bâtiment, pour une production locale, sur des logements, où l'on a intérêt à coupler photovoltaïque et thermique. Il existe d'autres projets concurrents, mais aucun n'a jamais abouti à une solution industrialisée", poursuit-il.

    Un projet "made in France"

    Car si le principe d'évacuer la chaleur des panneaux solaires pour l'utiliser semble simple, sur le papier, techniquement tout se complique. "Les solutions observées consistaient à simplement coller un tuyau d'eau derrière des capteurs photovoltaïques standards. Ce qui pose un problème de durée de vie car les deux produits n'ont pas été conçus l'un pour l'autre, nous avons donc conçu un produit hybride dès son origine", détaille l'ingénieur.
    Les deux partenaires ont donc planché sur la conception d'un échangeur thermique, sous forme de plaque inox, qui serait intégré à la chaîne de fabrication du panneau photovoltaïque. Cette étape a été réalisée en interne, avec le concours d'un laboratoire de recherche spécialisé du CNRS (Institut universitaire des systèmes thermiques industriels).
    Après un an et demi de travail, les jeunes entrepreneurs se lancent et créent leur entreprise grâce à l'appui d'un incubateur régional pour les aspects business. Le financement initial provient de diverses subventions, accordées par Oseo, l'Ademe ou la région PACA, pour un total d'environ 1 M€ d'aides et de prêts sans intérêt.
    "Notre produit, DualSun, a bénéficié de deux ans de R&D. Nous avons déposé deux brevets et, en 2012, nous sommes passés à l'étape d'industrialisation chez un sous-traitant", raconte Jérôme Mouterde. "Puis 2013 a été l'année de la certification. Nous avons effectué une levée de fonds auprès de business angels français, pour un montant de 500.000 €".
    Industriellement, l'échangeur thermique est produit en Bourgogne puis envoyé chez le fabricant de panneaux solaires photovoltaïques, en Belgique ou en France. "Nous ne souhaitons pas être trop dépendants d'un seul producteur, d'autant que nos volumes augmentent", confie le co-fondateur. Le produit, certifié par le laboratoire allemand TüV développeur d'un standard pionnier dans le domaine du solaire hybride, voit donc son cahier des charges figé pour sa commercialisation.
    Découvrez la solution en pages suivantes.
    Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Rendement accru - Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Rendement accru - Solaire hybride
    Rendement accru - Solaire hybride © DualSun
    Des panneaux photovoltaïques classiques présentent, en moyenne, un rendement de 15 %, les 85 % restant étant dissipés sous forme de rayonnement qui est non valorisé. "En rajoutant de l'eau derrière les capteurs, il est possible de récupérer cette chaleur et de produire entre 2 et 4 fois plus d'énergie. Le rendement des panneaux passe alors de 15 % à 30 voire 60 %", précise le concepteur de DualSun.
    L'eau réchauffée par le rayonnement des panneaux photovoltaïques peut être portée à 50 °C en vue d'une utilisation directe, dans un ballon d'eau chaude, "ou alors, l'application plus complète consiste à coupler une pompe à chaleur pour récupérer les calories d'un circuit à plus basse température".
    Cette dernière solution aurait l'avantage de présenter un meilleur rendement grâce à la température plus froide de l'eau circulante, favorisant le fonctionnement des cellules photovoltaïques. Comparé à un ensemble juxtaposé photovoltaïque et thermique, la solution DualSun présente divers avantages : le poids d'un capteur hybride est à peine supérieur à celui d'un panneau PV standard, et largement inférieur à celui de deux installations additionnées.
    De même, un gain de temps est obtenu au moment de la pose, en une seule opération. Le surcoût de la solution hybride est estimé à +30 % par rapport au seul photovoltaïque, mais la solution reste nettement moins chère que deux installations PV et thermique accolées, "d'autant qu'elle produit 50 % d'énergie en plus", fait valoir l'ingénieur.
    Rendement accru - Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Une version 2 en préparation

    solaire Hybride
    solaire Hybride © DualSun
    Pour l'heure, une vingtaine d'installations ont été réalisées partout en France. "Nous n'étions pas encore certifiés et ces installations pilotes ont toutes été instrumentées afin de vérifier leur production", indique Jérôme Mouterde.
    L'entreprise souhaiterait en installer dix fois plus en 2014, en proposant sa solutions chez des distributeurs spécialisés dans le solaire.
    A l'international, la technologie DualSun serait particulièrement indiquée en remplacement des thermosiphons, courants dans les pays en développement. "Au lieu de ne chauffer que de l'eau, notre alternative produit de l'électricité en plus", fait valoir le dirigeant. Les produits sont garantis 10 ans et leur durée de vie est estimée au double.
    Philippe Stark a notamment choisi la solution DualSun pour équiper son concept d'habitat "Path", une maison à énergie positive. Outre la compacité des panneaux 2 en 1, c'est le style sobre et homogène des capteurs qui aurait intéressé le designer.
    Et la petite entreprise marseillaise ne compte pas en rester là : elle planche d'ores et déjà sur une version 2, assez différente, de son capteur hybride. "Nous travaillons avec le CEA Ines sur l'échangeur thermique afin de gagner en poids, en efficacité et en coût", conclut Jérôme Mouterde. La sortie de cette nouveauté est attendue en 2016. Le solaire couplé a donc de belles heures devant lui.
    Une version 2 en préparation

    Immeuble collectif - Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Immeuble collectif - Solaire hybride
    Immeuble collectif - Solaire hybride © DualSun
    La solution hybride convient à du logement individuel, mais également collectif, où les surfaces disponibles en toitures ne permettent pas nécessairement de juxtaposer deux installations solaires (PV et thermique).
    De même, dans le tertiaire, l'utilisation d'eau chaude dans les restaurants d'entreprise peut justifier l'adoption de la technologie hybride DualSun.
    Immeuble collectif - Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Maison méditerranéenne - Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru

    Maison méditerranéenne - Solaire hybride
    Maison méditerranéenne - Solaire hybride © DualSun
    La solution a été déployée dans diverses régions de France, autant au sud qu'en région parisienne, démontrant son adaptabilité.
    Maison méditerranéenne - Des capteurs solaires hybrides pour un rendement accru
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