Projet SPHINX

L’Union Européenne a pour but d’être climatiquement neutre avant 2050. Les 27 États-membres sont engagés à réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de 55% d’ici 2030 (réf 1990). Il est nécessaire de prendre action immédiatement à travers tous les secteurs économiques, comme détaillé dans le Green Deal de l’UE. Ceci inclut la production d’énergie propre comme le photovoltaïque (PV) qui est la source d’électricité la moins chère, et l’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments afin d’éliminer les problèmes liés à la précarité énergétique.

Cependant, le photovoltaïque nécessite des matières premières importantes comme les semi-conducteurs et des métaux spécifiques (cuivre, zinc, et nickel) qui sont actuellement limités dans les chaines d’approvisionnement a travers l’Europe. En plus de ceci, l’irradiance solaire annuelle et relativement restreinte. Par conséquent, les bâtiments et infrastructures sont essentiels en tant que supports mais pas tous peuvent supporter le poids additionnel des PV (bâtiments patrimoniaux). Dans ce cas, remplacer les matériaux existant par du PV-intégré est la seule solution.

Le photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV), peut remplacer les toits, les murs et les fenêtres ; ou même faire partie de l’infrastructure (abris d’auto, ombrages, barrières anti-bruit), avec un énorme potentiel pour le solaire en tant que moyen rentable de décarbonisation. Malgré ceci, il y à quelques obstacles à surmonter pour assurer la réussite de l’intégration du BPIV à travers la chaîne de valeur :

1. La personnalisation des produits BIPV pour des projets spécifiques (topologie de toit unique, réglementations locales, esthétique personnalisée, etc.) n’est pas typique et représente un surcoût par rapport aux standards photovoltaïques. Les approches modulaires sont beaucoup plus désirables afin de faciliter le travail d’intégration pour les architectes et spécialistes d’installation.

2. Il faut convaincre les clients finaux afin de garantir un marché BIPV sain et de taille. La multifonctionnalité et la valeur ajoutée (génération d’électricités + isolation ou étanchéité) sont des arguments de vente importants.

Ainsi, l’objectif principal du projet SPHINX est de réaliser des éléments BIPV (préfabriqués, modulaires, et de différentes tailles) avec la technologie disruptive d’interconnexion de cellules par matrice en tuiles dont la production sera basée dans l’UE. Ces tuiles seront préparées via une ligne pilote de production flexible pour répondre aux différents besoins  en tailles et en fonctionnalités. Ceci permettra des temps de construction raccourcis et des coûts réduits sur les sites de bâtiments et d’infrastructures.

SPHINX se concentre aussi sur le développement de films et de revêtements encapsulants qui augmentent la génération de puissance solaire grâce à une gestion spectrale, et améliore la gestion de chaleur rendue possible par un filtrage infrarouge. Ces films de revêtement aident aussi du côté esthétique par coloration et diffusion de la lumière. Avec ces innovations, SPHINX créera des éléments BIPV rentables et rapidement déployables, rendant l’intégration de l’énergie solaire dans les bâtiments plus efficaces et plus captivantes visuellement.

Par conséquent, le projet SPHINX développera des produits photovoltaïques intégrés (IPV) (y compris des fonctionnalités de tuiles légères, semi-transparentes et modulaires), et de nouvelles technologies de fabrication mises en œuvre sur des lignes pilotes à travers 5 sites de démonstration.

En plus, SPHINX vise à rapatrier en Europe la fabrication des produits BIPV et toute la chaîne d’approvisionnement, actuellement réalisés aux États-Unis et en Chine pour les tuiles solaires et les modules PV semi-flexibles.

Le projet SPHINX vise à rapatrier en Europe la fabrication de certains produits et la chaîne d’approvisionnement pour les panneaux photovoltaïques semi-transparents, les tuiles solaires pour toitures et façades et les modules photovoltaïques légers. Même si des produits PV similaires existent déjà sur le marché, SPHINX iront plus en détail pour adresser les différentes fonctionnalités. Ceci assura des produits de qualité et de fiabilité améliorées, une esthétique renforcée et de coûts réduits pour faciliter leur adoption dans les bâtiments et infrastructures. Cela permettra le développement en Europe de la production industrialisée de produits personnalisés et de solutions modulaires préfabriquées. Les résultats faciliteront une transition énergétique en douceur et maximisant la production d’énergie à partir des bâtiments locaux disponibles.

La figure ci-dessous présente la méthodologie (en anglais) du projet couvrant les principaux aspects de la chaîne de valeur de SPHINX. Ceci couvre les innovations technologiques à l’échelle de laboratoire et du développement de nouveaux processus, jusqu’à la démonstration de nouveaux produits sur des sites de démonstration définis, en incluant l’analyse d’impact (aspects technico-économiques, et sociologiques). La méthode de SPHINX se répartit en quatre phases :

Phase 1 : Développement des composants (WP3) et des équipements (WP4)
Phase 2 : Optimisation, intégration, et caractérisation des produits SPHINX.
Phase 3 : Mettre en œuvre les innovations développées dans les phases précédentes.
Phase 4 : Évaluer l’impact dans le cadre des autres phases.

L’objectif principal du projet SPHINX est de réaliser des éléments BIPV (préfabriqués, modulaires et de différentes tailles) avec la technologie disruptive d’interconnexion de cellules  par matrice en tuiles, dont le savoir-faire et la production sont basés dans l’UE. Cela sera préparé via une ligne pilote de production flexible pour répondre aux besoins de différentes tailles et fonctionnalités combinées, permettant des temps de construction courts et des coûts réduits sur les sites de bâtiments. Par conséquent, le projet SPHINX développera des produits photovoltaïques intégrés (IPV) (y compris des fonctionnalités de tuiles légères, semi-transparentes et modulaires), et de nouvelles technologies de fabrication mises en œuvre sur des lignes pilotes à travers 5 sites de démonstration. En plus, SPHINX vise à rapatrier en Europe la fabrication des produits BIPV et toute la chaîne d’approvisionnement, actuellement réalisés aux États-Unis et en Chine pour les tuiles solaires et les modules PV semi-flexibles.

Acronyme: SPHINX
Durée: 36 mois
Date de début: 1-11-2023
Coûts totaux: €8,936,233
Financement de l’UE: €5,247,990
Financement CH: €2,185,513

SPHINX mène des recherches dans le domaine des cellules et modules photovoltaïques et diffuseront les résultats dans des publications scientifiques. Toutes les publications pertinentes seront publiées sur cette page.