Leader mondial des gaz pour l’industrie, la santé et l’environnement mais aussi entreprise phare du CAC 40, Air Liquide est présent dans l’industrie photovoltaïque depuis une vingtaine d’années. Depuis 2005, avec l’essor du PV comme énergie alternative crédible, Air Liquide a intensifié son partenariat avec l’industrie solaire notamment dans la fourniture de molécules à forte valeur ajoutée utilisées dans la production de cellules photovoltaïques. Jusqu’à créer une ligne de fabrication de cellules pour tester in situ les produits destinés à ses clients. Un laboratoire R&D qui ne laisse rien au hasard !
A l’heure actuelle, les développements industriels ne sont pas légion dans le monde du photovoltaïque en France. Il est pourtant un groupe qui tire son épingle du jeu dans le marasme ambiant. Tel est le cas d’Air Liquide qui vient d’inaugurer au début de l’automne 2012 une nouvelle ligne de fabrication de cellules solaires selon la technologie du silicium cristallin au sein de son centre de R&D situé sur le plateau de Saclay, près de Paris. Cette ligne pilote permet de traiter plusieurs lots de 25 cellules par jour. Un investissement de plus d’un million d’euros pour tester intégralement de nouvelles molécules et de nouveaux procédés mais aussi et surtout pour coller au plus près aux besoins des clients qui sont pour l’essentiel les plus grands fabricants mondiaux de cellules photovoltaïques cristallines. Cette technologie représente aujourd’hui 88% du marché de l’industrie solaire. Une équipe de scientifiques expérimentés dans le domaine des technologies photovoltaïques, dont cinq chercheurs nouvellement recrutés, dirige ces travaux. Ces recherches ont pour but d’identifier des molécules permettant d’augmenter la performance des cellules et de réduire leurs coûts de production, contribuant ainsi à rendre l’énergie solaire plus compétitive.
Une molécule pour augmenter le rendement de 0,3 à 0,5%
Dans le secteur du solaire photovoltaïque, Air Liquide produit des gaz qui sont utilisés sur une grande partie de la chaîne de valeur, de la fabrication du silicium à celles des cellules en passant par celle des lingots. Outre les traditionnels gaz de l’air (azote, hydrogène, etc.), Air Liquide fournit également des molécules appelées « gaz spéciaux » – du silane et de l’ammoniac par exemple – ainsi que des « précurseurs » sous forme liquide, utilisés principalement pour former la couche de passivation des cellules ou doper leurs propriétés électriques. Air Liquide concentre à présent ses efforts d’innovation sur cette étape. « Notre objectif n’est pas de développer les cellules de demain. Ceci appartient aux laboratoires R&D des fabricants. Notre mission est d’apporter un plus à l’existant, de contribuer à l’amélioration des performances de leurs cellules en gommant notamment les défauts de l’interface entre la cellule et la couche anti-reflet » analyse Henri Chevrel, directeur R&D d’Air Liquide pour la zone Amériques. L’apport de ces différentes couches de quelques nanomètres permet ainsi à la cellule de capter un maximum de photons qui ont la fâcheuse tendance de s’échapper lorsqu’ils entrent en contact avec le silicium. Air Liquide annonce ainsi une augmentation de rendement des cellules de 0,3% à 0,5% grâce à l’apport incrémental de ses précurseurs. « Un gain d’efficacité de 0,4%, déployé à échelle du marché, permet une réduction de coûts par Watt d’environ 150 millions d’euros, soit une véritable création de valeur pour l’industrie dans son intégralité. Pas mal. Et nous avons encore une belle marge de progression dans l’optimisation de nos molécules » lance un brin provocateur Olivier Blachier, vice-président du département solaire d’Air Liquide. Cette création de ligne de fabrication à échelle laboratoire fait suite à l’acquisition par Air Liquide de la technologie et des droits de propriété intellectuelle associés aux revêtements Silexium auprès de Sixtron, une start-up canadienne. Air Liquide s’est donné là tous les moyens de relever les défis de la performance des cellules de ses partenaires en investissant à la fois dans les procédés et les outils de fabrication.
Air Liquide investit dans la R&D en France et donne un signal fort à la filière
Aujourd’hui, on compte environ trois cents acteurs mondiaux sur l’ensemble de la chaîne de valeur du photovoltaïque. Parmi eux, plus de la moitié sont clients d’Air Liquide. « Nous estimons que cette filière mondiale ne comptera plus qu’une cinquantaine de gros acteurs matures et rentables à horizon trois ans. Il s’agit là d’une nécessité de marché » poursuit Olivier Blachier. La concentration bat donc son plein dans le secteur du photovoltaïque, comme le prouvent chaque mois les annonces de rachat ou de dépôts de bilan. Mais le marché a également tendance à se rééquilibrer progressivement car la demande (les installations de systèmes PV) augmente de 20% à 30% par an alors que l’offre (les capacités de production) s’est aujourd’hui stabilisée.
En termes de géographies, le paysage a également beaucoup évolué. « En 2006-2007, la demande provenait essentiellement d’Europe ainsi qu’une bonne partie de la production des cellules (l’étape la plus « technologique » de la production, qui requiert le plus de gaz). Aujourd’hui, en 2012, dans un marché multiplié par 10, la demande est plus équilibrée, et suit la règle des trois tiers : un tiers en Europe, un tiers aux USA et un tiers en Asie» analyse Olivier Blachier. Sur le plan de la production, 85% des cellules sont produits à Taïwan et en Chine par des fabricants intégrés verticalement. Mais les cellules ne représentent qu’une partie de la chaîne de valeur. La production de silicium est plus équilibrée avec entre autres acteurs les USA, l’Allemagne, la Corée ou le Japon. Idem pour les modules pour lesquels on compte des assembleurs dans de nombreux pays. Question : Où se fait et où se fera à terme la R&D sur ces technologies ? « Il faut distinguer où sont les marchés et où se réalise le développement. A l’heure actuelle et dans le cristallin, la R&D se fait majoritairement en Europe dans des grands instituts de recherches comme le Fraunhofer ISE en Allemagne, l’ECN aux Pays-Bas, l’IMEC en Belgique ou l’INES en France. Avec la concrétisation de ce laboratoire de fabrication de cellules, Air Liquide donne d’ailleurs un signal fort à la filière française en montrant que le Groupe continue à investir dans le photovoltaïque en France » reconnaît Olivier Delabroy, vice-président de la R&D chez Air Liquide.
Moins de 20% du CA en France, plus de 70% des dépenses d’innovation en France
C’est un fait. Air Liquide est volontaire pour s’engager dans la poursuite et le développement de la politique de R&D en France. « Nous réalisons moins de 20% de notre chiffre d’affaires en France et nous effectuons plus de 70% de nos dépenses d’innovation en France. Vous savez, un groupe globalisé comme le nôtre a la possibilité de réaliser sa R&D en Allemagne ou aux USA. Pour l’heure, nous privilégions la France en nous appuyant sur des outils performants comme les investissements d’avenir et le crédit impôt-recherche. Reste que pour poursuivre cet effort, nous avons besoin de stabilité et de visibilité qui assurent la pérennité de ces outils. De simplification dans les dispositifs également. C’est tout cela qui peut nous faire accepter les incertitudes des marchés face aux grands challenges sociétaux autour de l’énergie, de l’environnement, des hautes technologies et de la santé » ajoute Olivier Delabroy. Il y a aussi l’écosystème du plateau de Saclay qui joue énormément dans la volonté d’Air Liquide de miser sur la R&D made in France. Cet espace géographique situé au sud-ouest de Paris est un véritable concentré d’intelligence et de savoir-faire hors normes de niveau international. C’est sur ce plateau qu’est d’ailleurs en train de se constituer l’IPVF (Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France) en partenariat avec Air Liquide mais aussi d’autres grands industriels tels EDF, Horiba Jobin Yvon, Riber, TOTAL et des partenaires académiques comme le CNRS et l’Ecole Polytechnique. « Nous associons également des PME. Des sociétés comme MPO ont par exemple toute leur place sur un marché français captif de 800 MW à termes. Il y a de la place pour deux à trois fabricants de cellules en France » estime Olivier Blachier. Ces industriels viendraient se joindre à Emix qui fabrique du silicium, Arkema de l’EVA, Saint-Gobain du verre, Schneider des onduleurs et des assembleurs de modules. Plus qu’un embryon de filière pour servir un marché intérieur qui doit retrouver de l’allant. « Le solaire ne sera viable en France que s’il est installé sans aide, ce qui devrait arriver dans les trois ans à venir, à savoir avec un coût du kWh en dessous de la parité réseau. Le rôle du solaire n’est pas d’entrer en concurrence avec les réseaux de gaz ou le nucléaire. L’énergie solaire doit être utilisée là où elle est produite. Elle doit pouvoir absorber les surcoûts de consommation dans la journée à l’instar, par exemple, de la climatisation en Californie » conclut, plein d’optimisme, Olivier Blachier. Par ses avancées technologiques et ses innovations en termes de précurseurs, Air Liquide participe activement à cette course vers la parité réseau. Celle de tous les possibles pour l’énergie solaire. En matière de photovoltaïque, pas de doute, Air Liquide, c’est du solide !
Encadré
L’activité électronique d’Air Liquide
Avec plus de 3500 collaborateurs et un chiffre d’affaires de 1 286 millions d’euros en 2011, l’activité électronique d’Air Liquide opère dans les domaines des gaz vecteurs ultra-purs et spéciaux, des nouvelles molécules et des équipements de mise en Å“uvre de ces produits et des services personnalisés. La direction de l’activité électronique se partage entre Tokyo et Paris afin de capitaliser sur la proximité avec les marchés des semi-conducteurs, des écrans TFT-LCD et du photovoltaïque en Asie.
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