Produire beaucoup, pour diminuer les coûts » : telle est la stratégie de la société américaine First Solar, premier producteur mondial de modules photovoltaïques en tellurure de cadmium, qui a décidé d'édifier une usine en France en partenariat avec EDF Énergies nouvelles. Cette technologie récente pourrait tailler des croupières au silicium cristallin, qui représente aujourd'hui près de 90 % du marché mondial du photovoltaïque. Le silicium cristallin offre certes les meilleurs rendements, de 15 % environ, et une durée de vie de vingt ans. Mais le coût de fabrication reste un handicap. D'où l'émergence de filières dites « à couches minces », un peu moins performantes, mais plus économiques, permettant ainsi d'équiper de très grandes surfaces : cette technologie peut être associée à un support souple (membrane), avec une rapidité de mise en oeuvre qui concourt à la compétitivité de la solution. Trois filières se partagent ce marché : le silicium amorphe (non cristallin), le tellurure de cadmium (CdTe) et le cuivre- indium-gallium-sélénium (CIGS). Le silicium amorphe est en fait une vieille technologie, qui captait encore 90 % du marché des couches minces, il y a quatre ans, mais qui est en déclin car ses rendements sont médiocres : 5 à 7 %. Une limite que Total entend pourtant dépasser. Le groupe pétrolier espère industrialiser dans quatre ou cinq ans une solution compétitive issue d'un partenariat de recherche conclu le 29 septembre avec l'École polytechnique et le CNRS. La technologie CdTe a pris près de la moitié des parts de marché des couches minces en quelques années. « La filière CdTe est déjà bien plus performante que le silicium amorphe, et c'est une technique jeune, dont les perspectives d'amélioration sont importantes, aussi bien sur les rendements que sur les procédés de fabrication, estime Jean-François Guillemole, spécialiste du photovoltaïque à couches minces à l'École nationale supérieure de chimie de Paris ( ENSCP). « Nos procédés sont économes en main-d'oeuvre et en énergie, indique Pierre-Yves Le Borgne, vice-président en charge des affaires publiques pour l'Europe de First Solar. Quant aux rendements, ils atteignent aujourd'hui 11 %, mais nous visons 12,5 % en 2012 et 15 % en 2014. Résultat : nos modules sont les moins chers du monde : 87 centimes par watt crête. Nous avons de la marge pour amener ce coût à 65 centimes d'ici à 2012, si bien que nous concurrencerons les énergies conventionnelles dans une bonne partie de l'Europe. » Mais les détracteurs de cette filière soulignent la toxicité du cadmium et le risque qu'il fait courir pour la santé et l'environnement. C'est pourquoi First Solar a mis en place une politique de recyclage de ses panneaux, repris gratuitement par le constructeur. « Pour chaque module vendu, une somme est mise de côté pour le démantèlement, la purification et le recyclage, précise Pierre-Yves Le Borgne. Nous récupérons ainsi 90 % du poids du module et 95 % du tellurure de cadmium. » Reste la filière CIGS. La plus jeune, avec de meilleurs rendements que ceux du CdTe et moins d'éléments toxiques. Mais la fabrication est plus complexe : on évapore les éléments sous vide et à haute température. Saint-Gobain vient de racheter Avancis, spécialisée dans le CIGS, qui possède en Allemagne une usine d'une capacité de 20 MW annuels. « La technologie CIGS est la plus prometteuse en termes de rendement, estime Benoît Richard, directeur de Saint-Gobain Solar Systems, qui vise uniquement les applications sur bâtiments. Nous avons déjà dépassé notre objectif de 11 % de rendement. » Plusieurs sociétés tentent de simplifier cette fabrication, comme Nexcis (lire encadré p. 58) ou Nanosolar. L'entreprise a conçu un procédé où les éléments à déposer sont mis en suspension dans une « encre », qui est appliquée sur une feuille métallique selon des techniques d'impression. Les marges de progrès sont importantes, tant sur les rendements que sur les procédés de fabrication. « À terme, la filière CIGS pourrait être au même prix que le CdTe, voire inférieur, estime Jean-François Guillemole. Les premières usines ont ouvert en 2008, c'est un peu tôt pour un retour d'expérience ; d'ici trois à quatre ans, nous saurons si le pari est gagné. » Cependant, les couches minces ne sont pas une solution miracle. Tout d'abord, à l'exception du silicium amorphe, les retours d'expérience sont encore peu nombreux. La durée de vie des panneaux photovoltaïques en couches minces est-elle la même que pour le silicium ? Cela reste à prouver. Sans parler de la rareté de certains éléments. « Le tellure et surtout l'indium sont rares ; tôt ou tard se posera le problème de l'approvisionnement et la production des modules CdTd et CIGS plafonnera, envisage Jean-Pierre Joly, directeur de l'Institut national de l'énergie solaire ( Ines). Même si les couches minces sont capables de prendre de grosses parts de marché, ce ne sont donc pas des solutions durables. » Mais comme les fourchettes d'estimation sont très larges, d'autres sont plus optimistes : « Avec l'indium connu, on pourrait produire dix fois tous les modules photovoltaïques produits actuellement », estime Jean-François Guillemole. Mais l'industrie des diodes électroluminescentes (Leds) convoite aussi ce métal rare...