Etudiant : BOUBKEUR HAJAR

Filière : LF SMP - Option Matériaux

Encadrant : Pr. CHERKANI HASSANI SALIMA

Annèe : 2022

Résumé : Dans le monde, la plus grande partie de l’énergie consommée provient encore des combustibles fossiles comme le pétrole, le charbon, le gaz naturel ou encore les minerai radioactifs (Uranium, Thorium...). Leurs ressources deviennent de plus en plus rares, alors que les demandes énergétiques du monde s’élèvent continuellement. Et ces énergies constituent aussi un grand danger écologique causé par les émissions de gaz à effet de serre. Pour couvrir les besoins croissants en énergie et répondre à ces préoccupations, de nombreuses voies de recherches se sont orientées vers l’utilisation des énergies renouvelables, dont l’énergie solaire. L’énergie solaire photovoltaïque est une énergie renouvelable. Elle constitue une vraie alternative efficace aux énergies fossiles à plusieurs titres : elle est inépuisable, elle peut être produite localement et selon les besoins locaux, elle préserve l’environnement, car elle n’émet pas de gaz à effet de serre, ne produit pas de déchets et n’entraîne aucun risque majeur et aucune nuisance significative. Cette énergie est produite par un dispositif (cellule solaire photovoltaïque ou photopile) qui transforme l’énergie électromagnétique du rayonnement solaire en énergie électrique. Mon travail s’est focalisé sur l’énergie solaire photovoltaïque. Au premier chapitre, j’ai décrit et expliqué les principaux différentes énergies renouvelables à savoir l’énergie solaire, l’énergie géothermique, la biomasse, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique, … etc. Ensuite, au deuxième chapitre, j’ai présenté les bases de l’énergie solaire photovoltaïque, j’ai rappelé ce qu’est l’effet photovoltaïque, la cellule photovoltaïque, les matériaux semi- conducteurs, les différents types de cellules photovoltaïques (cellule monocristalline, cellule polycristalline, cellule amorphe). Aussi j'ai revu le fonctionnement de la cellule solaire photovoltaïque, les étapes de fabrication d’un panneau solaire photovoltaïque, et les Avantages et les inconvénients de cette énergie renouvelable. Au troisième chapitre, j’ai décrit le générateur photovoltaïque, ses caractéristiques I(V) et P(V), son circuit électrique équivalant et ses principales grandeurs caractéristiques ainsi que l’influence de quelques paramètres (comme l’irradiation solaire, la température) sur ses caractéristiques. En parlant de perspectives d’avenir dans ce domaine, à ce jour, la technologie dominante, le silicium, est limitée en théorie à 29 % de rendement. Les technologies tandems peuvent, quant à elles, dépasser des rendements de 42 %. En effet, la technologie de « tandem » consiste à associer deux couches constituées de matériaux différents et complémentaires. Pour une surface donnée, ceci permet au module de capter un spectre lumineux plus large pour générer de l’électricité. L’enjeu est donc de trouver la bonne combinaison pour que cet assemblage de matériaux puisse valoriser davantage de l’énergie solaire reçue, sans dégrader la capacité de chacune des couches constitutives. Quelques travaux s’intéressent tout particulièrement aux pérovskites qui sont relativement peu chères à produire, mais dont la stabilité dans le temps doit être assurée. Concernant les différents verrous technologiques qui correspondent aux besoins d’intégration du PV à des applications spécifiques. L’agrivoltaïque en est une excellente illustration : il s’agit d’étudier les conditions dans lesquelles les filières agricole et solaire photovoltaïque peuvent, grâce à la technologie, gagner en performance de façon concomitante. Selon la zone géographique, des panneaux semi-transparents adaptés peuvent ainsi permettre de protéger les cultures, laisser passer la partie du spectre lumineux essentielle à la performance d’une culture donnée, tout en permettant de générer de l’énergie sans artificialisation des sols. L’enjeu est de trouver la combinaison spécifique à chaque type de végétal. Le domaine du bâtiment est passionnant lui aussi car il représente des contraintes architecturales bien précises qui nécessite entre autre d’optimiser la performance du toit ou du mur en termes de génération d’électricité.