Une PME qui pousse le solaire plus loin
En Suisse, les toits rouges, bruns ou gris font partie de l’identité des villages et des villes. Avec le développement de l’énergie solaire, nombre d’entre eux se couvrent progressivement de panneaux noirs. Faut-il pour autant choisir entre produire de l’électricité renouvelable et préserver l’esthétique des bâtiments ? Grâce au soutien d’Innosuisse, 3S Swiss Solar Solutions a pu montrer que les deux peuvent aller de pair.
La PME, basée à Worb, développe et fabrique en Suisse des systèmes photovoltaïques intégrés aux toitures et aux façades. Active dans l’innovation solaire, elle cherche notamment à mieux intégrer ses solutions à l’architecture des bâtiments.
C’est dans cette optique que 3S Swiss Solar Solutions a lancé le projet d’innovation « Chameleon », soutenu par Innosuisse, avec l’objectif de franchir une étape supplémentaire : développer des panneaux photovoltaïques colorés qui restent performants et durables, tout en pouvant être fabriqués en série avec une qualité constante.
Plus qu’un simple ajout à un bâtiment, les panneaux deviennent eux-mêmes des éléments de construction, dont la couleur et l’apparence peuvent être adaptées à l’architecture. En résumé, les panneaux deviennent de vrais caméléons. « Chez 3S, nous transformons les bâtiments en sources d’énergie », résume Patrick Hofer-Noser, fondateur et directeur de l’entreprise.
Donner des couleurs au solaire
Les panneaux photovoltaïques colorés existaient déjà avant le projet Chameleon. Le défi consistait plutôt à concilier leur apparence avec leur fonction première : produire de l’électricité. Une cellule solaire doit absorber un maximum de lumière. Lorsqu’une couche colorée est placée devant elle, une partie de cette lumière est réfléchie ou absorbée, ce qui peut réduire les performances du module. Selon la technologie utilisée, cette perte doit donc être maîtrisée.
« Il y a déjà des couleurs depuis longtemps dans le solaire. La question était : comment les utiliser de façon automatisée et durable ? », explique Patrick Hofer-Noser.
Pour relever ce défi, quatre éléments ont donc dû être conciliés : le choix des couleurs, la performance énergétique, la durabilité et la fabrication à grande échelle.
De la recherche à la production
C’est ainsi que 3S Swiss Solar Solutions a travaillé avec le Centre Suisse d'Électronique et de Microtechnique (CSEM) et l’EPFL dans le cadre d’un projet d’innovation soutenu par Innosuisse.
Les partenaires de projet ont étudié deux manières d’intégrer la couleur aux panneaux : l’impression numérique d’une couche de céramique sur le verre placé devant les cellules et l’utilisation de films colorés à l’intérieur du module. Ils ont ensuite analysé l’influence de ces solutions sur la teinte, la transmission de la lumière, la puissance du panneau et sa résistance au vieillissement.
Ils ont également travaillé sur les connexions entre les cellules afin de rendre les éléments métalliques moins visibles et d’améliorer les performances des modules. L’objectif était de concevoir des panneaux qui ne soient plus perçus comme des équipements techniques ajoutés au bâtiment, mais comme de véritables matériaux de construction.
Une couleur uniforme à grande échelle
Produire un panneau photovoltaïque coloré est une chose. En fabriquer des centaines avec une teinte et des performances constantes en est une autre. Sur une grande façade, la moindre différence de couleur entre deux modules peut, en effet, être facilement visible.
Pour passer du prototype à la production en série, les partenaires ont combiné leurs compétences. 3S Swiss Solar Solutions a apporté son expérience de la fabrication industrielle, tandis que le CSEM a notamment travaillé sur les matériaux, la coloration et les méthodes de mesure. L’EPFL a, de son côté, apporté son expertise dans les cellules solaires, leur fiabilité et leur vieillissement.
Ensemble, ils ont développé de nouvelles méthodes permettant de contrôler la teinte et son uniformité, les propriétés électriques des modules ainsi que la qualité des matériaux. Des essais de vieillissement accéléré ont également servi à étudier la résistance des couleurs et des performances dans le temps. Ces avancées ont finalement permis de produire en série des panneaux photovoltaïques dans différentes teintes, avec une qualité constante.
Un pont entre la recherche et l’industrie
Pour une PME, développer de nouveaux matériaux et adapter ses processus de production représente un investissement important. Cela nécessite des connaissances scientifiques spécialisées, de nombreux essais et du temps avant d’aboutir à une solution commercialisable.
Le soutien d’Innosuisse a permis à 3S Swiss Solar Solutions d’associer son expérience industrielle à l’expertise de ses partenaires de recherche. « Innosuisse joue un rôle de pivot entre l’industrie, les PME et le monde académique. Cela nous aide à aller plus vite dans le transfert », souligne Patrick Hofer-Noser, qui invite les autres PME suisses à innover à leur tour et, à l’image du caméléon, à savoir s’adapter à un environnement en constante évolution.
A propos de l’entreprise :
Fondée en 2001, 3S est spécialisée dans le photovoltaïque intégré au bâtiment. L’entreprise est l’un des principaux fabricants suisses de systèmes solaires intégrés aux bâtiments. Avec ses systèmes innovants, ses outils numériques et sa vision durable, 3S concile énergie, performance et design dans le but de faire avancer la transition énergétique.
Le projet en résumé :