Des panneaux photovoltaïques d’intérieur capables de convertir l’éclairage de votre appartement en électricité… Cela vous parait farfelu, irréalisable ou pas encore d’actualité ? Détrompez-vous ! Des chercheurs suédois et chinois ont conçu un nouveau type de panneaux susceptibles de pouvoir alimenter les petits objets connectés du quotidien. Zoom sur une innovation à la pointe de la transition énergétique.

1. Panneaux photovoltaïques d’intérieur : quelle nouveauté ?

C’est une petite révolution technologique qui pourrait bien chambouler notre quotidien. Imaginez en effet qu’allumer la lumière de votre séjour ou de votre cuisine permette d’alimenter vos petits appareils électro-ménager (bouilloire électrique, mixeur, etc.) ou de recharger la batterie de votre ordinateur portable…

Impensable ? C’est pourtant bien quelques-unes des utilisations possibles des futurs panneaux photovoltaïques d’intérieur (PVI) mis au point par des chercheurs suédois et chinois.

Destinés à être placés à l’intérieur des habitations afin de capter l’énergie de sources lumineuses ambiantes ces nouveaux panneaux solaires intérieur appartement sont très différents des panneaux actuels bien qu’ils fonctionnent selon le même principe : emmagasiner de l’énergie lumineuse pour produire de l’électricité.

Ces dernières années, les panneaux photovoltaïques ont considérablement gagné en rendement.

Ce n’est évidemment pas le cas de cette nouvelle génération de panneau dont la puissance de production est bien moins importante que celle des panneaux traditionnels.

Pour autant, d’après les premiers résultats, elle devrait pouvoir produire assez d’électricité pour alimenter les petits objets connectés de la maison.

La genèse du projet 

Créer une boucle vertueuse dans laquelle l’énergie serait recyclée à l’infini… Voilà en résumé l’idée de départ. En clair, profiter de la consommation électrique dédiée à l’éclairage afin que celle-ci ne se fasse plus à perte une fois qu’elle est réfractée par les surfaces éclairées.

Les équipes suédoises et chinoises ont donc conçu un système dans lequel la lumière est réutilisée pour la production d’électricité pouvant alimenter d’autres appareils tels que les dispositifs connectés du quotidien mais également le petit matériel électroménager.

Sur le principe, peu de changement par rapport aux panneaux classiques d’extérieur :  il consiste là aussi à emmagasiner de l’énergie lumineuse pour produire de l’électricité. Seule différence, l’énergie provient cette fois des sources lumineuses de votre habitation et non du soleil. Un véritable défi qui permettra à terme de recycler l'énergie à l'infini.  

Cette avancé technologique et écologique, l’est également sur le plan économique ! Les panneaux sont en effet conçus à partir de cellules solaires organiques peu coûteuses à produire.

Attention, pas de précipitation ! Nous en sommes encore qu’au tout début de l’histoire. La conception mérite encore d’être améliorée. Principal handicap : la quantité d’énergie lumineuse récupérée encore insuffisante. Ces panneaux ne pourront produire qu’une énergie en quantité limité et donc alimenter - dans un premier temps - que les équipements peu énergivores. 

2. Quelles sont ses caractéristiques ?

Les principales préoccupations des concepteurs de panneaux photovoltaïques tiennent à la fois à la capacité des panneaux de capter la lumière, à la performance des composants, mais aussi à la simplicité et aux coûts de fabrication. L’équipe à l’origine de cette innovation parvient à relever l’ensemble de ces défis. Revue de détail.

• Caractéristiques techniques

Les panneaux solaires PVI sont conçus à partir de cellules organiques et flexibles qui facilitent la fabrication de panneaux de grandes dimensions.

En ce qui concerne leur composition, la couche absorbante est constituée d’un mélange de matériaux donneurs et receveurs qui permettent aux panneaux de capter des lumières de spectres différents.

Flexibles, capables de gérer une faible intensité lumineuse, faciles à fabriquer, les panneaux photovoltaïques d’intérieur sont de surcroit peu couteux à produire. 

• Quel rendement ?

Lors de leurs expérimentations, les ingénieurs suédois et chinois ont exposé deux de ces panneaux, le premier d’une surface de 1 cm² et le second de 4 cm² à une source lumineuse typique d’un intérieur d’appartement. Au terme de cette expérience ils ont constaté que 26,1 % de l’énergie lumineuse était convertie en électricité. Soit à peu près le même rendement qu’un panneau photovoltaïque d’extérieur…

• Quelle puissance ?

Avec un rendement de 26,1 % un panneau photovoltaïque constitué de cellules solaires organiques est capable de fournir de l’électricité d’1 V pendant plus de 1000 heures en captant de la lumière ambiante variant entre 200 et 1000 lux (le flux lumineux reçu sur une surface 1 cm²)

Quelques axes d’amélioration

Bien que nous soyons en présence d’une grande première technologique, des améliorations sont encore nécessaires. La quantité d’énergie lumineuse récupérée par les panneaux demeure en effet relativement peu élevée ce qui limite d’autant l’importance des objets pouvant être alimentés en électricité.

Autre marge de progression : la durée de vie des pvi intérieur appartement. En effet, alors qu’un panneau solaire classique conçu à base de silicium dispose d’une durée de vie estimée à environ 25 ans, celle des panneaux d’intérieur à base matières organique n’est estimée qu’à seulement trois mois…

3. Quelles applications ?

Avec le nombre croissant d’appareils connectés, les panneaux photovoltaïques d’intérieur pourraient être une solution idéale pour permettre aux particuliers de produire chez eux de l’électricité renouvelable en recyclant l’énergie que dégagent les appareils lumineux du quotidien.

Ces derniers offrent également de nouvelles perspectives d’application dans ce nouvel environnement qu’est l’Internet des Objets, IdO (en anglais Internet of Things ou IoT).

De quoi s’agit-il ? L’Internet des Objets désigne des objets connectés aux usages variés, dans le domaine de la e-santé (télémédecine, etc.), de la domotique (gestion des différents systèmes de la maison : pilotage du chauffage, de l’éclairage, etc.).

De plus, l’arrivée prochaine de la 5G devrait élargir considérablement le nombre d’objets connectés chez les particuliers pouvant fonctionner avec de très faibles puissances.

Notez que l'appellation désigne plus largement l’ensemble de cet écosystème qui se caractérise par l'interconnexion entre l’internet et des objets, des lieux et des environnements.

Sachez ainsi que pour exploiter au mieux cette nouvelle technologie des entreprises travaillent d’ores et déjà sur le concept du « Building Integrated PhotoVoltaic ». Celui-ci consiste à intégrer des matériaux photovoltaïques directement dans la conception des bâtiments (revêtement du sols, murs) pour permettre ainsi aux bureaux, foyers et hôpitaux de réaliser des économies considérables en augmentant les surfaces exposées.