Energie solaire

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Les chiffres du solaire

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Le solaire thermique . Centrale solaire à miroirs cylindro-paraboliques . Centrale solaire à tour . Le solaire photovoltaïque . Effet photovoltaïque

Energie solaire



Dossier mis en ligne en février 2014

Ce dossier est le vingtième titre de la collection des dossiers scientifiques multimédias CNRS/sagascience.
Conception et réalisation du site:
Equipe sagascience/CNRS DIRCOM
Jean-Marc Dumas, Christine Girard, Sylvie Langlois
Dossier réalisé avec le concours de l'Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS) du CNRS - Alain Dollet, Gilles Flamant, Daniel Lincot

Rédaction des textes
Gaëlle Lahoreau, journaliste scientifique

Les chiffres clés de l'énergie solaire : infographie interactive

Conception : équipe CNRS/sagascience et agence Veez
Réalisation : agence Veez

Musique
Barakazik
Grrrovy loop

Voix
François Montagut
Ingénieur du son
Thomas Huguet

Validations scientifiques:

Partie 1 - Energie solaire thermique
Texte de commentaire de l'animation : Gilles Flamant, directeur de recherche au CNRS, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Font Romeu-Odeillo; Alain Dollet, directeur de recherche au CNRS, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Perpignan, directeur adjoint scientifique à l'Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS) du CNRS

Animation centrale solaire à miroirs cylindro paraboliques : Gilles Flamant, directeur de recherche au CNRS, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Font Romeu-Odeillo
Animation centrale solaire à tour : Gilles Flamant, directeur de recherche au CNRS, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Font Romeu-Odeillo
Le stockage de chaleur associé aux centrales : Xavier Py, professeur des universités, université de Perpignan, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Perpignan
La production de carburants solaires : Stéphane Abanades, chargé de recherche au CNRS, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Font Romeu-Odeillo
Le solaire thermique basse température : Lingai Luo, directeur de recherche au CNRS, laboratoire de thermocinétique de Nantes
Le stockage de chaleur pour l'habitat : Kevyn Johannes, maître de conférences à l'université Claude Bernard, centre de thermique de Lyon (CETHIL); Lingai Luo, directeur de recherche au CNRS, laboratoire de thermocinétique de Nantes; Gwennyn Tanguy,chercheur CEA à l'INES

Partie 2 - Energie solaire photovoltaïque
Texte de commentaire de l'animation : Daniel Lincot, directeur de recherche au CNRS, directeur de l'institut de recherche et développement sur l'énergie photovoltaïque (IRDEP) (EDF/CNRS/ENSCP), Chatou
Animation cellule photovoltaïque : Daniel Lincot, directeur de recherche au CNRS, directeur de l'institut de recherche et développement sur l'énergie photovoltaïque (IRDEP) (EDF/CNRS/ENSCP), Chatou
Le photovoltaïque silicium : Abdelilah Slaoui, directeur de recherche au CNRS, laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), Illkirch
Les couches minces et les nanofils de silicium : Jean-Paul Kleider, directeur de recherche au CNRS, laboratoire de génie électrique de Paris (LGEP), Gif-sur-Yvette; Pere Roca i Cabarrocas, directeur de recherche au CNRS, laboratoire de physique des interfaces et des couches minces (LPICM), Palaiseau
Les couches minces à base de CIGS : Negar Naghavi, chargé de recherche au CNRS, institut de recherche et développement sur l'énergie photovoltaïque (IRDEP) (EDF/CNRS/ENSCP), Chatou
Les cellules multijonctions : Jean François Guillemoles, directeur de recherche au CNRS, institut de recherche et développement sur l'énergie photovoltaïque (IRDEP) (EDF/CNRS/ENSCP), Chatou
Le photovoltaïque à concentration : Alain Dollet, directeur de recherche au CNRS, laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (PROMES), Perpignan, directeur adjoint scientifique à l'Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS) du CNRS
Les couches minces organiques : Solenn Berson, chercheur CEA à l'INES; Cyril Brochon, maître de conférences à l'université Bordeaux 1, laboratoire de chimie des polymères organiques (LCPO), Pessac
Les cellules à colorant : Frédéric Sauvage, chargé de recherche au CNRS, laboratoire réactivité et chimie des solides, Amiens
La nanophotonique pour le PV : Stéphane Collin, chargé de recherche au CNRS, laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Marcoussis; Alain Fave, maître de conférences, institut des nanotechnologies de Lyon (INL), Villeurbanne
Les systèmes PV : Corinne Alonso, professeur des universités, laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Toulouse
L'essor du PV : Gilles Debizet, maître de conférences, université Grenoble 1, laboratoire politiques publiques, actions politiques, territoires (PACTE), Grenoble

Crédits et légendes des illustrations de l'animation

Introduction :
Animation réalisée d'après un document NASA

Partie 1: Energie solaire thermique
Wikimedia Commons :
Paris, Exposition universelle de 1878, panorama de Paris vu de la nacelle du grand ballon captif à vapeur de la cour des Tuileries; Paris, Exposition universelle de 1878, panorama des Palais; Augustin Mouchot; Concentrateur parabolique d'énergie solaire de Mouchot à l'Exposition universelle de 1878; Médailles de l'Exposition universelle de Paris en 1878; Houillères de Champagney & Ronchamp, puits Saint Louis; Soleil sur Madrid, photo: www.spreadfilms.de; Concentrateur solaire d'Abel Pifre, 1882; Presse typographique à vapeur, photo Parhamr ; Vue aérienne de la centrale solaire à tour de Solnovas (Espagne), photo Abengoa Solar; Champ de miroirs solaires cylindro-paraboliques à Holaniku, Hawaii, photo Xklaim; Centrale solaire Solucar PS 10 (Espagne), photo Afloresm; Centrale solaire Gemasolar (Espagne), photo Torresol Energy; Four solaire de Mont Louis (France), photo Galano; Four solaire d'Odeillo (France), photo Philipendula; Centrale nucléaire de Cattenom (France), photo Stefan Kühn;Planisphère de l'ensoleillement, auteur Mlino76; Centrales solaires PS10 et PS 20 (Espagne), photo Kopza1983; Barils de pétrole, photo Trevor MacInnis; Brûleur gaz, photo George Shuklin; Bois de chauffage, photo L. Miguel Bugallo Sánchez; Miroirs du projet solaire dans le désert de Mojave en Californie, photo Thecyrgroup;Tour de la centrale solaire thermique PS 10 Solucar (Espagne), photo afloresm; Unité de stockage de la centrale solaire thermique Andasol 1 (Espagne), photo Solar Millenium AG; Tour de stockage de chaleur à Theiss (Autriche), photo Ulrichulrich; douche solaire, photo Medjaï; chauffe-eau solaire à la Réunion, photo David Monniaux; chauffe-eau solaire à Pékin, photo Popolon; Chauffe-eau solaire monobloc en surimposition de la toiture, photo Jeromeguyon; Chauffe eau-solaire à Tieshan (Chine), photo Vmenkov; Publicité pour un chauffe-eau solaire, Etats Unis, année 1902; Chauffe-eau solaire, année 1916, Etats Unis (photo extraite du Popular Science Monthly volume 88); Carte postale colorée, Miami vers 1920 (Etats Unis); Bombardier B24 du 446°BG de la RAF pendant la deuxième guerre mondiale; Débarquement américain du 3° bataillon à Cavalaire le 15 août 1944 (France), photo Sgt William Heller/Greudin; Construction d'une ligne électrique de 33000 volts en 1942 dans le Kentucky (Etats Unis), photo Alfred T. Palmer; Rationnement de l'essence en 1974 aux Etats Unis, photo David Falconer; plateforme pétrolière au large de la Californie (Etats Unis), photo NASA; Timbres de rationnement d'essence en 1974 aux Etats Unis, photo Warren K. Leffler; Fonte des glaces au sommet du Kilimandjaro entre 1993 et 2000, photos NASA; toiture équipée de chauffe-eau solaires à Weihai (Chine); Schéma d'une installation solaire thermique domestique d'après l'ADEME; Chauffe-eau solaire monobloc en surimposition de la toiture, photo Jeromeguyon; Panneau thermique pour chauffe-eau solaire, photo Solux; Une rue à Marstal, île d'Aero (Danemark), photo Erik Christensen; Centrales solaires thermiques basse température à Ulsted (Danemark), photos Gunnar Bach Pedersen; Centrale solaire thermique basse température à Braedstrup (Danemark), photo blog 3studentsinhorsens.wordpress.com; Conduite de chauffage urbain à Mannheim (Allemagne), photo Frank; schéma d'un réseau de chauffage urbain, auteur Power Solutions France; Tunnel de chauffage urbain sous le Rhin à Cologne (Allemagne), photo A. Savin; d'après une gravure sur bois de Camille Flammarion publiée dans L'atmosphère: météorologie populaire (Paris, 1888); Stockage de chaleur pour le chauffage urbain à Chemntitz (Allemagne); Siège social JF Cesbron, photo Groupe Cesbron; Immeuble à énergie positive à Grenoble (France), photo Simdaperce; Bâtiment résidentiel du quartier de la Confluence à Lyon avec un balcon suspendu, photo JeanBono; Le siège du Conseil Régional à Lyon, photo Atelier Christian de Portzamparc; Poteau électrique à la Jamaïque, photo Stufffreak; Appareils d'air conditionné dans la cour d'un immeuble à Hong Kong, photo Götz; Aéroport Charles de Gaulle (France), photo INeverCry; Hôtel Biltmore Providence (Etats Unis), photo Kenneth C. Zirkel; Installation d'air conditionné pour climatiser l'hôpital de Durham en Caroline du Nord (Etats Unis), photo Ildar Sagdejev; Dispositif de ventilation d'un immeuble de bureaux, photo PictorialEvidence; Capteur solaire thermique à tubes sous vide, photo F. Mykieta; Panneaux de toit, photo SolarCoordinates; Installation d'air conditionné sur le toit d'un bâtiment à Auckland (Nouvelle Zélande), photo Ingolfson; Climatiseurs à Singapour, photo Eggi; Climatiseurs sur la façade d'un immeuble, Chicago (Etats Unis), photo Kim Scarborough; Shangai la nuit (Chine), photo dawvon.

Gilles Flamant
: Miroirs solaires cylindro-paraboliques, centrale thermique à concentration Nevada Solar One (Etats Unis).
CNRS/Photothèque
: Félix Trombe; Four solaire d'Odeillo (France), photos Antoine Gonin, Alain Ferrière et Gabriel Olalde; héliostats et tour de la centrale solaire Thémis (France), photo Philippe Ege; Zone vitrifiée dans une matrice formée de grains de carbure de silicium, photographie prise au microscope électronique à balayage, photo Didier Cot; Magasin de barres d'alliage de matériau à changement de phase pour le stockage d'hydrogène sous forme solide, photo Cyril Frésillon.
CNRS Photothèque /IN2P3 : "nénuphars" miroirs situés en haut de la tour Thémis, photo Olivier Blaise.

Partie 2 : Energie solaire photovoltaïque
Wikimedia Commons : Le Touquet avant 1914; portrait d'Alexandre Edmond Becquerel; Albert Einstein en 1905 (Lucien Chavan/ETH Zürich); schéma de l'effet photoélectrique; rayon lumineux (photo Le Zouave); laboratoires AT&T Bellà Murray Hill, New Jersey (photo USGS); satellite Vanguard 1; station spatiale internationale (Nasa); Skylab en orbite autour de la Terre (Nasa); maison passive en Allemagne; signalétique pendant le choc pétrolier de 1973, Etats Unis; centrale nucléaire de Cattenom, France (photo S. Kuhn); P-51, la première plateforme pétrolière brésilienne; carrière de charbon de Graissessac, France; panneaux solaires du phare des Poulains, France (Patrice78500); balise cardinale ouest, France; bouée modulaire du chenal d'accès de la Loire; bouée modulaire d'acquisitions de données environnementale; vue aérienne de Mittelplate, le plus grand champ pétrolifère d'Allemagne; station météorologique agricole (Noar 91); calculatrice solaire; manifestation; moutons dasn un champ de panneaux solaires (photo M. Schuchard); l'"arbre solaire" de Gleisdorf, Autriche (photo A. Regelsberger); sculpture solaire (photo J. Claus); parc photovoltaïque en Bavière; carte d'ensoleillement de la France métropolitaine (SolarGIS 2011); fabrication industrielle de cellules photovoltaïques (Oregon Department of Transportation); cellule solaire polycristalline (photo A. Kübelbeck); panneaux solaires souples; exemples de composés organiques pour le photovoltaïque (Leyo); cellule solaire à base de polymère; quantum dot idéalisé (A. Kleinsorge)

CNRS/photothèque : purification, par plasma, de silicium pour le photovoltaïque (SiMap, photo Yves Delannoy); substrat de verre recouvert d'oxyde d'étain et de sulfure de cadmium (photo Claude Delhaye); conteneurs de précurseurs organométalliques pour dépôt de couches minces (photo Claude Delhaye);vue de quatre échantillons couverts d'une couche mince hybride d'oxyde de zinc et de colorant organique (photo Xavier Pierre); façade du bâtiment Adream, entièrement recouverte de panneaux photovoltaïques (photo Cyril Frésillon); cellule solaire mutlijonction (photo A. Foucaran, Y. Cuminal); portant d'électrodes d'ITO (oxyde d'indium et d'étain) disposé dans un évaporateur. Ces électrodes sont recouvertes de divers composés organiques colorés. L'évaporateur permet le dépôt d'une électrode en aluminium pour former ainsi une cellule solaire organique (photo Cyril Frésillon); bouquets de nanofils d'oxyde de zinc (photo David Zitoun)

CNRS/sagascience : graphique regroupant les données de l’"Historique des tarifs d’achat de l’électricité d’origine photovoltaïque" (www.photovoltaique.info) et celles de l’ "Evolution du parc de production solaire photovoltaïque entre 2001 et 2012" (Observatoire de l’industrie électrique)

CYTHELIA/Alain Ricaud : la maison ZEN (zéro énergie nette) est la première maison à énergie positive de France

DR : station-service aux Etats-Unis en août 1973 en plein choc pétrolier ; ferme solaire du plateau des Mées (Alpes-de-Haute-Provence, France)

CEA : cellule solaire photovoltaïque plastique (photo A. Gonin)

Boston university : cellule à colorant (DSSC)

Daniel Lincot : toit d'un bâtiment de ferme équipé de panneaux photovoltaïques, région Bretagne, France

IRDEP : coupe dans une couche mince

SOITEC : centrale solaire photovoltaïque à concentration, Newberry Spring, Californie, Etats-Unis

SMA Solar technology (www.sma.de) : animation de la production d'électricité à partir de panneaux photovoltaïques en Allemagne le 21 juillet 2013

US Dept of Energy's Ames Laboratory : premier modèle de cristal photonique développé par les américains

Laboratoire de photonique et de nanostructures (CNRS) : cavités à cristaux photoniques gravées sur une membrane GaAs de 180 nm d'épaisseur

From Space to Earth : the story of solar Electricity/John Perlin - AATEC Publications, Michigan, 1999 : chercheurs des laboratoires Bell

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