Diodela, une vasque à LEDs compatible avec l’existant

Pour les particuliers, l'affaire semble désormais entendue : fini les vieilles ampoules, l'heure est à la basse consommation. Un réflexe écologique qui tend à se propager aux collectivités, grosses consommatrices d'énergie avec l'éclairage public. Conscient de ce marché, la société Windela (filiale d'« Expansion et Développement ») propose une solution d'éclairage avare en énergie baptisée Diodela.

Née du cerveau de ses ingénieurs de Boulogne-Billancourt, il s'agit d'une vasque lumineuse de dernière génération à base de LEDs. Celles-ci permettent d'importantes économies (de 53 à 88%) pour une température de couleur d’environ 4100° Kelvin, soit quasiment la lumière du jour.

Diodela est en fait un élément de la solution phare de Windela, Windelux (photo ci-contre), qui équipera prochainement la gare d'Avignon. Cette éolienne à axe vertical transforme l'énergie cinétique du vent en énergie électrique pour alimenter cette fameuse vasque basse consommation. Un système parfaitement autonome, mais pas adaptable partout. « On avait des demandes de villes qui ne souhaitaient pas l'ensemble du produit, mais juste d'une solution d'éclairage de basse consommation à relier à leur réseau » explique Christian Sauzereau, président du directoire de Windela SA.

Un système de refroidissement intégré

Lancée en mai sur le salon Lumiville, Diodela repose sur une matrice de 84 diodes produisant chacune 80 lumens/watt. La température des LEDs est régulée par un système de refroidissement intégré, ainsi que par la structure en aluminium solidaire des supports des diodes. De plus, grâce à une orientation spécifique des LEDs et à l'utilisation de lentilles de différentes focales, Diodela permet d’éviter les variations d’éclairement et la déperdition lumineuse. Ce qui se traduit par un éclairage uniforme sur la totalité de la surface éclairée. Le tout, pour une durée de vie estimée à 80 000 heures et un prix d'achat autour de 600 euros. « Il y a un vrai phénomène de nouveauté. On a même été approché par un grand groupe de l'éclairage pour ce procédé ».

Dernier atout de taille de cette technologie française : sa compatibilité. Diodela est en effet connectable au réseau 110V / 220 V et peut être installée sur des mâts de lampadaires « classiques », respectant les standards européens. Un vrai plus pour des collectivités qui n'auront donc pas à réaménager leurs infrastructures pour implanter ce nouveau système. De quoi favoriser les ventes de cet éclairage public « durable ». Et pour être prête, la société Windela inaugurera début 2009 une usine de production flambant neuve à Brive-la-Gaillarde.

Baptiste Roux Dit Riche

Fiche technique de Diodela

• Puissance de consommation : 63 watts.
• Dimensions : 77 cm x 24 cm x 12 cm.
• Poids : 8 kg.
• Exemple de hauteur de feu : à 6 m pour un éclairage au sol de 23 lux (+ ou - 5%) sur une surface de 25 m x 6 m.
• Indice IP 65 et indice IK 5

Smart Avenue Deco, une alternative primée au Salon des Maires 2008

Concurrent du Windelux, le Smart Avenue Deco conçu par la société angevine Novéa Energies est lui aussi un luminaire extérieur à LEDs. Il a été mis en lumière lors du dernier Salon des Maires où il a reçu le prix de l'innovation et un prix spécial du jury dans le domaine de l'aménagement urbain. Autonome, il repose sur une « bi-énergie » solaire et éolienne et produit une intensité lumineuse de 550 lumens. Il fonctionne avec quatre LEDs de puissance de 1,2 W chacune.

Il se distingue du produit de Windela par son mode de déclenchement. L'éclairage pleine puissance du Smart Avenue Deco est en effet provoqué par un capteur infra-rouge de présence humaine là où le Windelux éclaire en cycle continu. Fabriqué en France, le produit repose sur un brevet de Novéa Energies qui s'est appuyé pour sa réalisation sur un modèle de lanterne existant dans le catalogue de la société Thorn. Ceci explique que les deux entreprises commercialisent aujourd'hui simultanément le Smart Avenue Deco.

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« Photovoltaïque : le bel avenir des couches minces en silicium amorphe »

Tribune

Vanessa Godefroy, Responsable de l’activité Energie d’Alcimed.







En mars 2007, les chefs d’Etat et de gouvernement européens ont approuvé un plan d’action pour une politique énergétique commune fixant un objectif de 20% d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique totale de l’Union Européenne d’ici 2020. Cet objectif ambitieux (la part d’énergies renouvelables étant à ce jour de 8,5%) nécessitera de miser tant sur les technologies établies que sur les filières proches de la maturité mais encore peu exploitées aujourd’hui.

A cet égard, l’industrie photovoltaïque constitue un formidable levier dans le domaine des cleantechs. Elle repose aujourd’hui essentiellement sur les technologies à base de silicium (cristallin et amorphe). Le silicium cristallin, technologie établie et désormais mature, domine très largement avec près de 90% de parts de marché. Le silicium amorphe présente quant à lui des atouts importants pouvant en faire un puissant relais de croissance pour le photovoltaïque.

La principale différence entre ces deux technologies, toutes deux basées sur le silicium, réside dans la structuration des cellules photovoltaïques, et par conséquent dans les procédés de fabrication.

Le triple avantage du procédé de fabrication des cellules en silicium amorphe

Alors que les cellules photovoltaïques à base de silicium cristallin sont constituées de couches de silicium ordonné, ce qui nécessite un procédé lourd et coûteux, les couches de silicium amorphe présentent une structure désordonnée. En raison d’un coefficient d’absorption de la lumière du spectre solaire nettement plus élevé, l’épaisseur de la couche de silicium amorphe est considérablement réduite : il est déposé en « couche mince », une épaisseur 300 à 400 fois moindre que celle d’une cellule à base de silicium cristallin.

Le procédé de fabrication des cellules à base de silicium amorphe présente le triple avantage d’être moins complexe, moins énergivore et de consommer nettement moins de matières premières que le procédé de purification multi-étapes de production des cellules en silicium cristallin.

On peut alors s’interroger sur les raisons de la nette prédominance du cristallin. La différence de rendement entre les deux technologies est a priori souvent évoquée : les systèmes photovoltaïques à base de silicium cristallin atteignent des rendements d’environ 15%, une valeur à diviser par deux pour le silicium amorphe.

En réalité, on comprend mieux la domination du cristallin quand on relit l’histoire du photovoltaïque. En effet, le développement du photovoltaïque dans les années 1960 s’est appuyé sur celui de l’industrie des semiconducteurs (qui nécessite du silicium cristallin ultra pur), tandis que les techniques de production de couches minces n’étaient que très peu connues.

Jusqu’au boom relativement récent du photovoltaïque, le silicium utilisé pour les cellules était ainsi majoritairement issu des rebuts de l’électronique. Les cellules à base de silicium cristallin ont progressivement gagné en rendement au fur et à mesure de leur développement, la filière plus récente de l’amorphe n’ayant pas encore connu une telle courbe d’apprentissage et de développement.

Les toitures industrielles, un champ d’application très pertinent

Le déficit de rendement du silicium amorphe peut être comblé en augmentant la surface des couches minces. Les systèmes à base de silicium cristallin sont déployés à grande échelle, tandis que les couches minces sont encore majoritairement utilisées dans des applications de petite puissance comme des calculatrices ou des montres. Pourtant, malgré son plus bas rendement, la filière amorphe devient compétitive dans les cas où de grands espaces sont disponibles.

Pour une capacité installée donnée, la surface requise en couches minces est proche du double de celle d’un système à base de silicium cristallin. Cependant, grâce aux coûts de production nettement moins élevés, la solution couche mince ne coûte pas plus cher.

Les toitures industrielles constituent un exemple d’application particulièrement pertinente pour le silicium amorphe. Différents projets voient le jour, comme par exemple l’installation de 10 000 m2 de couches minces sur le toit d’une plate-forme logistique à Sénart en Seine-et-Marne. De plus, la légèreté des couches minces permet d’éviter l’installation d’une structure supplémentaire de renforcement du toit, nécessaire au soutien des modules cadrés en silicium cristallin. Les couches minces sont ainsi livrées en rouleaux et collées directement sur le toit.

Enfin, dernier argument en faveur de l’amorphe pour les toitures industrielles, les couches minces sont moins sensibles à une occultation partielle de la surface ou à des températures externes élevées que le silicium cristallin.

Les couches minces à base de silicium amorphe représentent donc une technologie photovoltaïque à fort potentiel. Il ne faut pas non plus oublier les autres filières en développement, peu connues comme par exemple des couches minces à base de tellure de cadmium ou de matériaux organiques.

Dans un contexte de soutien politique marqué, nul doute que l’industrie en pleine croissance de l’énergie photovoltaïque connaîtra une montée en puissance des couches minces en silicium amorphe. On peut d’ailleurs estimer que ses parts de marché dans le photovoltaïque, actuellement d’environ 5%, vont au moins doubler d’ici 2020.

Récupérer la chaleur des eaux usées pour chauffer les logements

Utiliser la chaleur des eaux usées pour le chauffage des bâtiments. C'est une solution proposée par Lyonnaise des Eaux et baptisée « Degrés Bleus ». En réalité, la filiale de Suez Environnement a acheté une licence d’utilisation d’un brevet déposé par la société suisse Rabtherm, auteur de cette technologie.

Le principe est simple : les eaux usées des salles de bains et des appareils électroménagers ont une température moyenne comprise entre 11° et 17°. Dès lors, pourquoi ne pas récupérer les calories de ces eaux pour le chauffage de logements et de bureaux ?

Le système Degrés Bleus repose sur un échangeur placé au fond des canalisations des réseaux d’assainissement. Il comprend un circuit de canalisation en boucle fermée qui transporte de l’eau. Celle-ci est chauffée par la chaleur des eaux usées pour alimenter ensuite une pompe à chaleur (PAC) qui va permettre d'élever la température d'eau à un niveau exploitable (entre 50 et 70° C). Elle s’achemine ensuite vers une chaufferie centrale qui alimente un réseau de plusieurs bâtiments.

Particularité de taille, le système Degrés Bleus est réversible. C'est à dire qu'il peut être également utilisé en été pour climatiser les bâtiments (maisons de retraite, hôpitaux...). Enfin, il comprend un instrument permettant le suivi des performances de tous les appareils de la chaîne : la PAC, l’échangeur, le débit, la température extérieure et la température intérieure.

Une éco-innovation pleine de promesses

Au-delà de son efficacité écologique – le fabricant annonce une réduction de 60% d'émissions de gaz à effet de serre –, ce nouveau système de chauffage pourrait faire réaliser des économies conséquentes à ses utilisateurs (collectivités, institutions...). L'eau usée constitue en effet une énergie renouvelable issue de la biomasse et donc peu onéreuse. Le retour sur investissement pourrait ainsi être atteint au bout de quelques années d'utilisation malgré un prix d'installation plus élevé que pour un chauffage thermique classique. Un gain qui pourrait s'avérer encore meilleur en cas de subventions (Ademe...) ou d'augmentation du coût des énergies fossiles.

En dépit de cet horizon dégagé, Degrés Bleus se heurte malgré tout à de vraies contraintes techniques puisque le système n'est pas compatible avec l'ensemble du parc immobilier. Il nécessite en effet un débit de canalisation de l'ordre de 15 l/s par temps sec ce qui correspond à environ 8 000 à 10 000 habitants raccordés. Deuxième bémol, sa mise en place, aisée pour de nouvelles constructions, sera difficile et plus onéreuse sur des canalisations anciennes de petit diamètre. Pas de quoi « refroidir » pour autant la Lyonnaise des Eaux qui a fait de Degrés Bleus le symbole de ses actions en matière de développement durable.

Baptiste Roux Dit Riche

Trois questions à…

Gilles Gombert, Directeur de la diversification, Lyonnaise des Eaux (filiale de Suez environnement).






Quelles sont les origines du projet Degrés Bleus ?

Le procédé repose sur un brevet suisse qui date d'une dizaine d'années. A l'époque, une vingtaine de réalisations ont été menées à Bâle, Zurich ou dans le canton de Vaud. En France, nous avons lancé Degrés Bleus fin 2007. Il s'agissait de réveiller une technologie qui combine écologie et économie au moment où le prix du brut grimpait.

Des projets de construction sont-ils en cours en France ?

Rien n'est bouclé mais on travaille sur des dossiers de bâtiments administratifs, de piscines ou de réhabilitations de quartier. Nous sommes les seuls à proposer cette technologie en France, même si nous sommes aussi en concurrence avec la géothermie. Si tout va bien, nous aurons deux à trois affaires réalisées avant l'été 2009.

Cette technologie n’est pas toujours adaptée à de vieilles canalisations. Quel est donc son vrai potentiel ?

Le potentiel pour cette technologie est d'environ 30 constructions pour une ville de 300 000 habitants et 5 à 10 constructions pour une ville de 100 000. Nous visons donc ce potentiel.

60ème anniversaire de la déclaration des droits de l'homme