Seconde Vie Stationnaire Pour Les Batteries Automobiles

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Domaine : Energie & Environnement

Document : Rapport d’Ambassade / Consulat Général de France à San Francisco, Californie

Titre : Rapport de la mission « Solar Tech Tour 2011 »

Auteur : Pauline Caumon, Thomas Deschamps, Marc Magaud, Gabriel Marty

Date : Février 2012

Contact SST : [email protected]

Mots-clefs : énergie, électricité, solaire, photovoltaïque, recherche, startup, industrie, politique, université, mission.

Résumé : L’attractivité de l’énergie photovoltaïque, notamment par rapport aux énergies fossiles, tient au fait qu’elle n’émet pas de CO2 à l’utilisation et fonctionne à l’aide d’une ressource inépuisable, gratuite et disponible sur l’ensemble de la planète. Elle représente cependant encore nettement moins de 1% de l’électricité produite mondialement car le prix des modules photovoltaïques était jusqu’ici prohibitif pour une commercialisation de grande envergure. Des progrès techniques continus, rapides et structurels, combinés à une large surcapacité mondiale de production conjoncturelle changent aujourd’hui la donne. Fin 2011, grâce à une réduction de prix spectaculaire en partie portée par la forte production asiatique, les modules photovoltaïques se vendent au-dessous du prix mythique d’un dollar par watt-crête (Wc). Le coût d’investissement global des centrales (CAPEX) était estimé en 2011 entre 3,8 $/Wc et 4,4 $/Wc. Aux États-Unis comme ailleurs, le rythme de développement des projets photovoltaïques est en forte augmentation mais les temps sont durs pour les producteurs de modules. Comment le pays, qui est encore la première puissance mondiale, aborde-t-il cette période mitigée ?

C’est dans ce contexte que s’est déroulé le "Solar Tech Tour" du 24 septembre au 1er octobre 2011, un voyage d'une semaine organisé par la mission pour la Science et la Technologie de l'Ambassade de France aux États-Unis pour des experts français de l'énergie photovoltaïque. Les douze participants sont chercheurs (académiques et privés), entrepreneurs ou membres d'une organisation gouvernementale. Les visites ont été organisées autour du "fil rouge" que représente l'initiative Sunshot du gouvernement américain visant à réduire drastiquement (≈75%) le coût des systèmes photovoltaïques installés avant 2020. Le programme fait écho au Moonshot qui avait permis d’envoyer un homme sur la Lune et se veut aussi audacieux.

Le but est de réduire le coût d’investissement des grandes centrales au sol (comprenant approvisionnement, installation, assurances, coût du capital, BOS, permis, etc) pour qu’il atteigne $1/Wc, ce qui se traduit par un coût de production de l’électricité d’environ 5-6 c$/kWh.

Autour de cet objectif phare décidé au Département de l'Energie (DoE) à Washington D.C., un large éventail de subventions et de projets variés a été planifié et réparti sur le territoire américain. Le National Renewable Energy Laboratory à Golden (Colorado) est ainsi doté des meilleurs équipements de recherche, pour la fabrication et la caractérisation des modules photovoltaïques mais aussi pour étudier le comportement des panneaux en opération ou encore établir les bases de données sur l'ensoleillement aux États-Unis. En Californie dans la Silicon Valley, l'accent est mis sur la recherche scientifique, en lien avec les universités de Berkeley et de Stanford et le transfert de l'innovation dans les startups et les grandes entreprises, à travers par exemple des structures d'incubateurs ou de consortium. Ces trois lieux ont été retenus comme étapes du Solar Tech Tour.

NB : Retrouvez toutes nos publications sur http://www.bulletins-electroniques.com, l’accès est libre et gratuit.

Rapport de la mission « Solar Tech Tour 2011 »

Politique et organisation de la recherche photovoltaïque aux États-Unis

Février 2012

Table des matières Table des matières ...... 5 Synthèse ...... 7 Programme ...... 10 Préambule ...... 11 Introduction ...... 11 Contexte ...... 11 Le Solar Tech Tour 2011 ...... 14 1 - Première étape : Washington D.C...... 15 1.1 - Visite introductive : le Solar Decathlon ...... 15 1.2 - Objectif du gouvernement sur le photovoltaïque : "out-innovation" ...... 16 1.3 – La politique: "Don't pick winners and losers"...... 22 1.4 – L’objectif des industriels : 10 GW/an ...... 25 1.5 - Le point de vue de l’Académie Nationale des Sciences ...... 27 2 - le National Renewable Energy Laboratory à Golden (Colorado) ...... 29 3 - Dernière étape : la région de la baie de San Francisco (Californie) ...... 33 3.1 - Rencontres académiques ...... 34 3.3 - Plateformes de développement technologique ...... 38 3.4 - Startups et industries ...... 40 3.5 - Networking ...... 45 3.6 - Depuis la mission : vision californienne du conflit commercial avec la Chine ...... 47 Conclusions ...... 53 Bibliographie ...... 54 Annexe : Descriptif des entités visitées ...... 59

Nous tenons à remercier chaleureusement tous les participants au Solar Tech Tour d’avoir contribué à la rédaction de ce rapport en nous apportant leur appui et leur expertise technique, et de leur bonne humeur durant la mission.

L’équipe de la mission scientifique

Délégation

Paul Bellavoine Directeur Exécutif, Heliotrop Frédéric Conchy Co-fondateur et Président Directeur Général, Exosun Thomas Coquil Directeur et Associé, Photofuel Gaëlle Hossie Chargée de mission, Département Développement Durable, Centre d’Analyse Stratégique (CAS) Jean-Pierre Joly Directeur Général, Institut National de l’Énergie Solaire (INES) Didier Jousse Directeur Stratégie Produits, Saint-Gobain Solar Daniel Lincot Directeur, Institut de Recherche et Développement sur l'Énergie Photovoltaïque (IRDEP) Directeur de recherche, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Sylvin de Magnienville Directeur Recherche & Développement, MPO Energy Jean-Guillaume Peladan Directeur des Investissements d’Avenir, Agence De l’Environnement Et de la Maîtrise de l’Énergie (ADEME) Yves Schlumberger Directeur Adjoint, Institut de Recherche et Développement sur l'Énergie Photovoltaïque (IRDEP) Chef du groupe Technologies Solaires, EDF R&D Marc Vermeersch Directeur Département Solaire & Energies Nouvelles, Total Matthieu Versavel Ingénieur Recherche, EDF R&D

Synthèse Organisé par la mission pour la Science et la Technologie de l'Ambassade de France aux États-Unis, le "Solar Tech Tour" s’est déroulé du 24 septembre au 1er octobre 2011 en trois étapes : Washington D.C., Golden (Colorado) et la baie de San Francisco (Californie). Les douze participants sont chercheurs (académiques et privés), entrepreneurs ou membres d'une organisation gouvernementale.

Le marché photovoltaïque des États-Unis est en pleine croissance, avec une augmentation de la capacité installée en 2011 estimée à 1,8 GW, soit deux fois supérieur à celle de 2010 : les mécanismes de création de la demande des gouvernements au niveau fédéral (prêts garantis, crédits d’impôts) et local (objectif en pourcentage d’insertion des renouvelables ou Renewable Portfolio Standards) semblent donc fonctionner. Aujourd’hui, la filière solaire représente environ 100 000 emplois américains, dont 44 000 dans les services. En conséquence, et même si un intervenant de l’Académie Nationale des Sciences a rappelé que les lobbyistes des énergies renouvelables étaient encore dix fois moins nombreux que ceux des énergies conventionnelles, l’industrie commence à se structurer.

La vision politique américaine est d’accompagner le secteur photovoltaïque sur toute la chaîne de valeur : la R&D (laboratoires nationaux, universités, transfert de l’innovation, programme ARPA-E), l’industrialisation (prêts garantis importants, capital-investissement vif) et jusqu’au marché (RPS, aide fiscale fédérale au CAPEX). L’objectif du gouvernement est de faire baisser le coût du kWh photovoltaïque en passant par une diminution des coûts et/ou par une amélioration des performances sur toute la filière. L’Initiative Sunshot, programme phare de l’administration Obama, est d’amener avant 2020 le coût moyen pondéré de l'électricité photovoltaïque autour de 5-6 c$/kWh pour qu'elle soit compétitive avec les autres sources d'énergies (en particulier le charbon et le gaz) (1). Le succès de ce programme aurait assurément une forte influence sur le mix énergétique américain à court terme. La diminution des coûts d’investissement est déterminante. Si l’objectif emblématique de les réduire à moins d’$1 par Watt crête installé vient d’être atteint pour les modules, il ne l’est pas encore pour l’ensemble des coûts d’investissement (modules, balance of system, installation, coût du capital…). En effet, le poids des coûts d’investissement (CAPEX) dans le coût complet est bien plus important pour les énergies renouvelables que pour les énergies conventionnelles. Cet écart est particulièrement vrai pour l’électricité photovoltaïque, où le ratio est supérieur à 0,9 à comparer à 0,7 pour le charbon et 0,3 pour le gaz (ratios estimés en 2016 à partir des prévisions de l'EIA (2)). Ainsi l’accès facile à des financements importants est un facteur clef de succès, qui devient de plus en plus difficile à réaliser.

Les acteurs américains sont convaincus de la pertinence de soutenir une politique basée sur l’innovation, et d’importants moyens humains et matériels sont actuellement déployés pour accélérer l’effort de recherche sur l’ensemble du secteur photovoltaïque : modules, onduleurs, balance of system, installation automatisée des systèmes, allègement des procédures administratives… Ceci est très visible dans les centres de recherche avancée comme le National Renewable Energy Laboratory et les universités de Berkeley et Stanford, où les recherches sur les cellules photovoltaïques à très hauts rendements, y compris les développements futurs de la filière au silicium, les couches minces, les procédés innovants comme le roll to roll, sont apparues comme des voies importantes de différenciation. L’étude des nouveaux matériaux est systématiquement accompagnée d’une réflexion sur la disponibilité des éléments utilisés ; les recherches sur le CZTS qui utilisent le savoir-faire acquis sur le CIGS en sont une illustration. L’étape du Solar Tech Tour en Californie a permis d’observer un lieu unique où se concentrent plusieurs atouts : bon ensoleillement, réglementation locale favorable aux énergies renouvelables,

7 terreau historique d’innovation dans le secteur de la micro-électronique, dynamisme entrepreneurial et académique. Malgré le contexte financier difficile, les opportunités de financement disponibles pour les startups de la Silicon Valley restent importantes. La présence forte des capital-risqueurs (venture capital) apparaît comme un des éléments clés de l’écosystème. Une autre caractéristique remarquée est la proximité entre la communauté de l’innovation allant des chercheurs/professeurs, aux entrepreneurs et aux capital-risqueurs. Il est frappant de voir que ces métiers ne sont pas étanches entre eux et qu’une même personne peut passer de l’un à l’autre durant différentes phases de sa carrière, ce qui contribue au décloisonnement entre ces métiers. Il n’est pas rare d’ailleurs de voir des capital-risqueurs piloter, grâce à leurs compétences techniques, l’émergence d’une startup dans un domaine prometteur. En France, ces métiers relèvent souvent de formations et de cultures différentes entre lesquels les « mobilités » sont pratiquement inexistantes. De surcroît, la stratégie des universités sur la propriété intellectuelle, contrairement à ce que l’on pourrait penser, n’est pas tant axée sur la valorisation des inventions. La mission principale du bureau des brevets de Stanford par exemple est de faciliter par tous les moyens le transfert de technologie vers les entreprises. Cette stratégie repose sur l’observation que de tels transferts bénéficient à toutes les parties engagées. Les anciens élèves qui ont une forte réussite professionnelle savent en effet récompenser l’école qui les a formés et encouragés (par exemple, Bill Gates a offert un bâtiment à Stanford), tandis qu’une découverte qui reste dans les laboratoires de l’université ne génère aucun revenu.

Néanmoins, il est nécessaire de rappeler que si la balance commerciale des États-Unis dans le secteur photovoltaïque est excédentaire de presque 2 milliards de dollars aujourd’hui (3), ce n’est pas grâce à l’innovation mais grâce aux exportations de silicium purifié. La ré-industrialisation sur le territoire américain via la construction d’usines de production de modules photovoltaïques innovants reste un pari délicat dans un climat économique hésitant et un contexte réglementaire timide et hétérogène, et elle se heurte à une concurrence asiatique féroce. Les États-Unis sont engagés dans un bras de fer avec la Chine et deux stratégies s’opposent. Les Chinois sont dans une logique de réduction des coûts par effet d’échelle et par une injection massive de capitaux à bas coût. Ils ont donc construit des usines de production à très grand volume qui ont entraîné un déséquilibre du marché. Les capacités annuelles de leurs usines atteignent plusieurs centaines de mégawatts et emploient parfois jusqu’à 15.000 employés. Cette approche de masse les conduit à utiliser les technologies les mieux maîtrisées et les moins risquées, à savoir les technologies à base de silicium. À l’inverse, les États-Unis misent sur l’innovation et les ruptures technologiques. Ainsi, ils tendent à développer des usines de production de taille plus modeste. Des lignes pilotes sont en cours de développement sur une gamme variée de matériaux (souvent déposés en couches minces comme les alliages CIGS, GaAs...). Cette approche est plus risquée car le succès dépend notamment de la rapidité des progrès de ces nouvelles technologies vis-à-vis de celles utilisant le silicium, qui elles-mêmes ne sont pas statiques.

Il ressort de cette mission que, partout dans le monde, l’énergie solaire aura besoin d’être encouragée par les pouvoirs publics pendant encore de nombreuses années, avec une baisse régulière et progressive de ces aides à mesure que le secteur devient autonome et mature. Au-delà de l’aval (installation et consommation) il semble important que l’ensemble de la chaîne de la valeur de l’industrie soit concernée par le soutien des pouvoirs publics, afin d’éviter que des pays qui aident d’autres segments aient des positions ultra-dominantes sur ceux-ci. C’est par exemple le cas de la Chine avec la fabrication de cellules au silicium. La fabrication de modules (assemblage des cellules) est une

étape qui semble-t-il tend naturellement à être effectuée localement, à l’instar de l’usine de Sunpower visitée dans la Silicon Valley. Il apparaît pertinent d’étudier les éléments qui font la force des entreprises chinoises, comme le coût du crédit, du transport, de la logistique et de l’énergie locale qui entrent dans le coût de fabrication des modules (il est maintenant établi que la compétitivité chinoise ne vient pas du coût de la main d’œuvre). Les acteurs américains ne voient pas l’abaissement des prix de modules photovoltaïques (dû en partie au dumping chinois) uniquement de façon négative. Bien que cela pose aux États-Unis des problèmes similaires à ceux rencontrés en Europe, la baisse des prix est également perçue comme une opportunité pouvant permettre au photovoltaïque de changer d’échelle et ouvrant la perspective de nouveaux marchés, y compris en Chine, pour l’industrie américaine. L’innovation est envisagée comme levier prioritaire pour saisir cette opportunité. Enfin, la forte présence des grandes entreprises françaises sur la scène internationale peut être un levier pour accélérer la montée en puissance au niveau national et international et permettre une politique dynamique de différenciation et d’attractivité de nos produits.

Programme

Matin Après-midi Soir Dimanche 25 Visite du Solar Decathlon septembre Chambre des Représentants Department of Energy (Commission pour la Science et la Lundi 26 o SunShot Initiative Technologie) Réception chez le Ministre- Conseiller septembre o EIA Office for Science and Technology o ARPA-E Policy

Mardi 27 Solar Energy Industries Association Sénat septembre Académie Nationale des Sciences

Mercredi 28 Réunions et visites au NREL septembre

Solo Power Jeudi 29 Conférence Agrion Alta Devices Dîner avec des capital-risqueurs septembre Silicon Valley Technology Center Usine CaliSolar

Réception à la Résidence de France avec Vendredi 30 Stanford UC Berkeley des français de l’industrie solaire septembre Visite de l’usine Sunpower travaillant dans la baie de San Francisco Samedi 1er Visite d’une installation de Cogenra octobre

Préambule Au sein des ambassades et consulats de France, la Mission pour la Science et la Technologie effectue une veille quotidienne sur des thèmes scientifiques d’intérêt pour les chercheurs français (universités, laboratoires, entreprises, etc.). Dans trente-six pays, cette activité se concrétise par deux types de publication (4): des articles réguliers, accessibles en ligne dans les Bulletins Electroniques, et plusieurs rapports annuels approfondissant certains sujets. Le présent rapport a été rédigé par le service du consulat général de San Francisco dont les activités sont centrées sur les « technologies propres », un terme qui englobe énergies renouvelables, efficacité énergétique, véhicule électrique, stockage électrique, smart grids, etc (5).

Introduction

Contexte L’attractivité de l’énergie photovoltaïque, notamment par rapport aux énergies fossiles, tient au fait qu’elle n’émet pas de CO2 à l’utilisation et fonctionne à l’aide d’une ressource inépuisable, gratuite et disponible sur l’ensemble de la planète. Aujourd’hui, cette forme de production d’énergie n’est pas encore très développée puisqu’elle représente nettement moins de 1% de l’électricité produite mondialement. Pour toutes ces raisons, lors de la crise de 2008 les pays occidentaux et particulièrement les États- Unis1 ont vu une opportunité de créer une industrie verte qui serait un relai de croissance. D’autre part, les pays émergents souhaitent intégrer les énergies « vertes » dans leurs infrastructures dès leur développement et le photovoltaïque semble à cet effet particulièrement adéquat. Ces pays possèdent souvent une bonne ressource solaire. De plus, les systèmes photovoltaïques sont adaptés à toutes les échelles de puissance et notamment aux plus petites ce qui rend possible leur usage de manière décentralisée, qualité très appréciable lorsque les infrastructures de transport d’électricité sont peu robustes voire inexistantes à certains endroits. Ainsi, l’énergie solaire pourrait représenter la source principale de production électrique dans quelques dizaines d’années (6).

Bien qu’en forte baisse (Figure 1), le prix des modules photovoltaïques était jusqu’ici prohibitif pour une commercialisation de grande envergure. Des progrès techniques continus, rapides et structurels, combinés à une large surcapacité mondiale de production conjoncturelle (Figure 2) changent aujourd’hui la donne. Fin 2011, grâce à une réduction de prix spectaculaire en partie portée par la forte production asiatique (Figure 3), les modules photovoltaïques se vendent au-dessous du prix mythique d’un dollar par watt-crête.

1 En Europe l’engouement pour le photovoltaïque s’explique également par de fortes ambitions en faveur de la lutte contre le changement climatique, l’opportunité de croissance étant plus envisagée sur le long terme. 2 L’Académie Nationale des Sciences propose quant à elle le programme Small Business Innovation Research 3 Levelized Cost Of Energy 11

Figure 1: Évolution du prix des modules photovoltaïques en fonction du volume de production. Source : AIE

Figure 2: Volume des installations photovoltaïques (à gauche) et offre en modules (à droite) à la fin de l’année 2011. Source : Kayser Analytics

La situation est à l’avantage des développeurs de projets, qui voient leurs carnets de commande se remplir et peuvent tirer parti de cette baisse des prix pour proposer des coûts de l’électricité photovoltaïque très compétitifs. Des centrales gigantesques, comme le projet Topaz de 550 MW porté par la société MidAmerican appartenant à Warren Buffet (7), sont désormais possibles. Le coût d’investissement global des centrales (CAPEX) était estimé en 2011 entre 3,8 $/Wc et 4,4 $/Wc (8).

A l’inverse, les fabricants de panneaux sont à la peine : les marges sont faibles, les stocks s’accumulent et se déprécient rapidement et les revenus diminuent à cause de la chute des prix (9). En conséquence, le cours des actions plonge et plusieurs entreprises se déclarent en faillite, comme cela a été le cas aux États-Unis d’Evergreen, de SpectraWatt ou de l’emblématique Solyndra (10) et en Europe de Solon ou de Solar Millenium (11).

Figure 3: Capacité de production de modules photovoltaïques par pays. Source : GTM PV News (12)

Aux États-Unis comme ailleurs, le rythme de développement des projets photovoltaïques est en forte augmentation : à partir d’un parc de 2,2 GW fin 2010 (Figure 4), l’année 2011 a vu l’installation d’1,8 GW supplémentaires (13) dont 449 MW durant le seul troisième trimestre (14). Cependant les temps sont durs pour les producteurs de modules. Comment le pays, qui est encore la première puissance mondiale, aborde-t-il cette période mitigée ?

Figure 4: Capacité installée et production d’énergie solaire aux États-Unis. Sources : SEIA/GTM, Larry Sherwood/IREC (12)

Le Solar Tech Tour 2011 C’est dans ce contexte que s’est déroulé le "Solar Tech Tour" du 24 septembre au 1er octobre 2011, un voyage d'une semaine organisé par la mission pour la Science et la Technologie de l'Ambassade de France aux États-Unis pour des experts français de l'énergie photovoltaïque. Les douze participants sont chercheurs (académiques et privés), entrepreneurs ou membres d'une organisation gouvernementale. Les visites ont été organisées autour du "fil rouge" que représente l'initiative Sunshot du gouvernement américain visant à réduire drastiquement (≈75%) le coût des systèmes photovoltaïques installés avant 2020. Le nom de l’initiative fait écho au Moonshot qui avait permis d’envoyer un homme sur la Lune et se réfère à une citation de Kennedy afin d’indiquer que le programme se veut aussi audacieux :

“We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard.” – President Kennedy, September 12, 1962

Le but est d’atteindre le coût de $1/W pour les grandes centrales au sol (y compris approvisionnement, installation, assurances, coût du capital, balance of system, permis, etc…), ce qui se traduit par un coût de production de l’électricité d’environ 5-6 c$/kWh. Autour de cet objectif phare décidé au Département de l'Energie (DoE) à Washington D.C., un large éventail de subventions et de projets variés a été planifié et réparti sur le territoire américain. Le National Renewable Energy Laboratory à Golden (Colorado) est ainsi doté des meilleurs équipements de recherche, pour la fabrication et la caractérisation des modules photovoltaïques mais aussi pour étudier le comportement des panneaux en opération ou encore établir les bases de données sur l'ensoleillement aux États-Unis. En Californie dans la Silicon Valley, l'accent est mis sur la recherche scientifique, en lien avec les universités de Berkeley et de Stanford et le transfert de l'innovation dans les startups et les grandes entreprises, à travers par exemple des structures d'incubateurs ou de consortium. Ces trois lieux ont été retenus comme étapes du Solar Tech Tour (cf. Programme).

Ayant eu lieu un mois seulement après la faillite de l'entreprise Solyndra (15) - qui avait reçu un large soutien financier de l'administration Obama - le Solar Tech Tour a également permis de partager les réactions des acteurs américains et leur humeur "morose" face à ce revers du programme de prêt garanti du DoE.

NB : un descriptif de chaque entité visitée est donné en Annexe.

1 - Première étape : Washington D.C. Les deux jours de visite dans la capitale américaine ont été l’occasion pour la délégation de rencontrer les principaux acteurs de la politique de la recherche sur l’énergie solaire aux États-Unis et autres entités influentes:  une comission sur l’énergie dans chacun des deux organes du pouvoir législatif américain, la Chambre des représentants et le Sénat (respectivement le Committee on Science, Space and Technology et le Senate Energy and Natural Resources Committee) ;  le Service pour la Science et la Technologie (Office for Science and Technology Policy), qui aide à la mise en place des politiques scientifiques et technologiques propices à l’innovation et au renforcement de la science et de l’industrie américaine ;  au sein du Department of Energy (DoE) o les représentants de la SunShot Initiative o l’agence de financement de projets ARPA-E et o l’administration de l’information sur l’énergie (Energy Information Administration) ;  le syndicat des entreprises de l’énergie solaire (Solar Energy Industries Association) ;  l’Académie nationale des sciences (National Academy of Sciences).

1.1 - Visite introductive : le Solar Decathlon Le Solar Decathlon est une compétition universitaire biannuelle dédiée à l'énergie solaire et à l'éco- construction. La dernière édition s'est tenue à Washington DC du 23 septembre au 2 octobre 2011; c’était donc l’entrée en matière parfaite pour lancer le Solar Tech Tour le week-end précédent la semaine de visite. La visite fut menée par Richard King, directeur de l’événement. Organisée en plein centre de la capitale fédérale depuis 2002 par le Département de l'Énergie, le Solar Decathlon a pour objectif de faire découvrir au public les techniques de l'éco-construction et de l'informer sur l'énergie solaire et l'efficacité énergétique. Plusieurs équipes d'étudiants doivent concevoir et réaliser dans un cadre académique une maison « type » alimentée uniquement par l'énergie solaire, capable de produire au minimum autant d'énergie qu'elle en consomme. Si la conception et la préparation d’un projet demande un travail de longue haleine - jusqu'à 2 ans-, la phase de construction est très courte : les organisateurs et les équipes ne disposent que d'une semaine pour construire le "village" du Solar Decathlon. Puis, pendant 10 jours, le public est accueilli dans les maisons par les étudiants, qui se chargent de présenter les spécificités et les avantages de leur projet. Afin de départager les équipes, leur performance est évaluée tout au long de la compétition par un jury professionnel. L'évaluation se fait selon 10 critères notés chacun sur 100, totalisant ainsi 1000 points : Architecture, Attrait du marché, Ingénierie et construction, Communication et sensibilisation du public, Coût, Confort, Eau chaude, Appareils ménagers, Multimédia & divertissement, et Bilan énergétique. Cette année, 19 équipes d'étudiants en provenance de treize États à travers les États-Unis, ainsi que quatre pays étrangers (Chine, Belgique, Nouvelle-Zélande et Canada) ont concouru. Parmi les différents projets présentés, le visiteur est frappé par la grande diversité des concepts et visions adoptées par les équipes : isolation extérieure (équipe Californie), conteneurs recyclés (équipe Chine), inspiration des tipis indiens (équipe Canada), protection modulable contre les ouragans (Université de Floride International) (16). Cependant, il se dégage de grandes tendances qui se retrouvent dans la plupart des projets. Par exemple, une conception modulaire de l'habitation est perçue comme essentielle afin de dimensionner au mieux l'habitation aux besoins des occupants, d'éviter les dépenses énergétiques superflues et de permettre une évolution progressive. Les espaces doivent également être conçus pour être multifonctionnels et l'habitation doit présenter une certaine synergie avec son environnement.

Lire notre article plus détaillé et illustré: Le Solar Decathlon 2011 apporte son énergie à Washington. NB : le magazine Photon (édition française) a également consacré un article au Solar Decathlon dans le numéro de décembre 2011.

FOCUS FRANCE La France est candidate pour organiser et accueillir en 2014 le Solar Decathlon Europe, déclinaison européenne de cette compétition d’origine américaine. Cette aspiration, qui s’inscrit dans le prolongement direct des mesures nationales en faveur de la gestion améliorée de l’énergie dans le bâtiment, ne peut qu’être soutenue. D'ici là, deux équipes françaises, l'Ecole Nationale Supérieure d'Architecture de Grenoble et les Arts et Métiers ParisTech participeront à la deuxième édition du Solar Decathlon Europe à Madrid en 2012. La France avait participé à l’édition 2010 de Madrid et l’équipe d’origine grenobloise avait remporté la quatrième place avec le projet Armadillo Box. L’intérêt de la participation de la France à ce genre de concours est manifeste, principalement pour deux raisons:  Sur le plan national, la phase de préparation est une opportunité de collaboration entre universités et écoles spécialisées dans des domaines différents, coopération multidisciplinaire nécessaire à l’appréhension des enjeux au cœur de la construction de la maison du futur.

 C’est également une opportunité d’échange entre le milieu universitaire et de la recherche et les entreprises, attirées par la publicité que peut susciter un tel événement.

1.2 - Objectif du gouvernement sur le photovoltaïque : "out-innovation" A l'instar du secteur des batteries, la filière solaire a été identifiée par l'administration Obama comme une priorité et le Département de l’Énergie (DoE) s'est montré prêt à prendre des risques pour promouvoir l’industrie "verte". L'orientation de la politique fédérale est donc très claire sur l'énergie solaire: les États-Unis doivent, face à la compétition mondiale, innover dans toutes les directions et sans relâche afin d'avoir toujours une longueur d'avance (d'où l'expression "out-innovate foreign competitors" (17)). L’innovation est au cœur des préoccupations des différentes agences que la délégation a pu rencontrer à Washington telles qu’ARPA-E et l’équipe du programme Sunshot au DoE.

1.2.1 - L’Agence ARPA-E L’Advanced Research Projects Agency - Energy (ARPA-E) a été conçue sur le modèle de la DARPA du Ministère de la Défense, qui est à l’origine des premiers pas d’Internet, pour s’occuper de l’innovation de rupture dans le secteur de l’énergie. ARPA-E a été créée en 2007, puis dotée en 2009 d’un budget initial de $400 millions pour accorder des bourses à des projets susceptibles d'apporter des ruptures technologiques (high risk, high reward), mais dans lesquels les industriels jugent trop risqué d'investir donc dans une logique complémentaire à celle du capital-risque. Il s’agit de financer des projets à haut

16 risque qui ne suivent pas une démarche incrémentale, même avancée. Cette antenne "électron libre" du Département de l'Energie a pour vocation d'être réactive, interactive et efficace, notamment grâce à l'expérience de l'équipe de taille réduite qui la compose (une vingtaine de personnes, dont certaines ont exercé auparavant dans des fonds de capital-risque). Par exemple, six à huit mois seulement séparent la soumission d'un projet du début des recherches, et un retour est effectué sur les projets refusés. Pour ceux sélectionnés, des jalons sont définis : s’ils ne sont pas concluants, cela peut conduire à l’arrêt du projet. Il n’y a pas de programme spécifique sur le solaire au sein d’ARPA-E, mais les entreprises peuvent candidater dans la catégorie énergies renouvelables, comme le lauréat 1366 technologies. Il y a une grande collaboration entre agences au DoE et ce programme très dynamique influence les autres agences du département, dont celle intitulée Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE (18)). Cheryl Martin, la directrice d’ARPA-E, a d’ailleurs reçu la délégation accompagnée de Lidija Sekaric, responsable du portefeuille de technologies PV au Solar Technologies Program d’EERE, celui qui a lancé « l’initiative Sunshot » au début de l’année 2011.

1.2.2 - L’initiative Sunshot L'initiative Sunshot, dont le nom fait référence au programme Moonshot qui avait permis aux Américains d'envoyer des hommes sur la Lune, a des objectifs extrêmement ambitieux : il s'agit d'atteindre avant 2020 un coût d'installation de $1/Wc pour les grandes centrales incluant l’approvisionnement, le développement et la construction (1). D'après Cyrus Wadia, qui travaille comme conseiller scientifique à l'Office for Science & Technology Policy (OSTP) de la Maison Blanche, "ce ne sont pas tant les cibles qui importent que l'élaboration du chemin qui permettra de les atteindre". L'objectif est de réduire le coût moyen pondéré de l'électricité solaire aux environs de 5-6 c$/kWh, soit environ 4 c€/kWh, afin qu'elle soit compétitive avec les autres sources d'énergies (19). On peut aisément mesurer l’impact qu’aurait le succès de ce programme, même partiel, sur la place des différentes technologies dans le mix énergétique à court terme.

Il existait avant l'initiative Sunshot plusieurs dispositifs d'appui du gouvernement fédéral pour l'énergie solaire, provenant du plan de relance de l'économie de 2009 (20) : - L'installation d'un système de production d'électricité solaire donne le droit à une réduction d'impôts (Investment Tax Credit) de 30% du coût initial du projet, tout comme les constructions d'usine dans certains cas (21). Grâce au programme 1603 (Treasury Grant Program) qui a expiré à la fin de l'année 2011, lorsqu'une entité ne paye pas assez d'impôts pour bénéficier pleinement de ce mécanisme elle peut prétendre à l'obtention d'une bourse directe (crédit) du même montant, qui se substitue à la réduction d'impôts. Dans le cas d'installations sur des bâtiments commerciaux, il est de plus possible d'accélérer l'amortissement des systèmes solaires. - De façon plus marginale, l'État pouvait jusqu'au 30 septembre 2011 se porter caution d'une entité devant emprunter pour mener à bien un projet important, comme une grande centrale ou la construction d'une usine de production de modules par exemple (1705 Loan Guarantee Program). Tous secteurs confondus, plus de $40 milliards de garanties de prêts ont ainsi été accordés à 42 projets, dont $550 millions à l'entreprise Solyndra.

Avec l’initiative Sunshot, il semble que le gouvernement veuille aborder l’industrie solaire dans son ensemble, par des approches transversales dans les bourses qui seront attribuées. D’une part, chaque élément des systèmes solaires est concerné (Figure 5): le module photovoltaïque bien sûr avec les traditionnelles courses au rendement et à la baisse de coûts de production, mais aussi la conversion entre courant continu et courant alternatif, le “balance of system” - terme qui désigne

17 tout le reste des équipements -, les moyens d’installer plus rapidement et facilement les systèmes, et enfin l’allégement des procédures administratives ("soft cost"). Un exemple de projet cité lors de la visite au DoE concerne les procédés de production à grand débit et à bas coût, comme les technologies de dépôt en couches minces basées sur les techniques de revêtement en rouleaux roll to roll. Notons que ces technologies on été vues par la délégation lors de la visite de SoloPower (voir paragraphe 3.4).

Figure 5: Décomposition des efforts de réduction de coût envisagés par l’Initiative Sunshot (22)

D’autre part, l’ambition de Sunshot n’est pas de se restreindre à apporter un soutien en amont à la recherche et en aval à l’entrée sur le marché, mais bien d’accompagner les bonnes idées à chaque étape du transfert de l’innovation. Ceci est illustré par un graphique où apparaissent deux stades critiques lors du développement d’une entreprise (Figure 6) :

 La mise au point d’un prototype A la sortie des laboratoires de recherche, il manque souvent environ une dizaine de millions de dollars à une startup ou une spin-off naissante dans le secteur photovoltaïque pour construire un prototype. Les incubateurs sont identifiés comme des structures pouvant aider les entreprises à passer ce cap2.

 La première usine Une véritable “vallée de la mort” attend les startups après la construction d'une ligne pilote grâce à de l’argent de “business angels” et de capital-risqueurs: environ $50-100 millions sont nécessaires pour débuter une production à une échelle suffisante pour abaisser les coûts. Des partenariats public-privé pourront aider les entreprises à ce stade.

2 L’Académie Nationale des Sciences propose quant à elle le programme Small Business Innovation Research

. Figure 6: Les étapes du financement d'une startup. Source : US Department of Energy

Discussion sur l’objectif de l’Initiative Sunshot Atteindre l’objectif Sunshot de 1 $/Wc avant 2020 suppose des réductions de coûts d’investissement (CAPEX) sur tous les postes de coûts: modules, balance of system, installation et coûts administratifs. Toutefois, la cible ne semble pas irréaliste et elle a le mérite d'être simple et fédératrice.

Ce niveau d’investissement réduit, s’il est combiné à d’autres hypothèses optimistes - sur la durée de vie des centrales, le coût du capital (WACC) ou le coût d’opération (OPEX) - conduit à un coût moyen pondéré de l'électricité compétitif avec les autres sources d'énergie de référence : gaz, nucléaire, éolien. Par exemple, l’équivalence entre un coût global d’installation de 1 $/Wc et un coût moyen pondéré de l’énergie produite (LCOE3) de 5-6 c$/kWh peut être obtenue avec un ensoleillement annuel de 1 725 kWh/m² à 2 075 kWh/m² et les hypothèses suivantes:

 Durée de vie de l’installation4 : 30 ans  Rendement de la centrale (hors rendement photovoltaïque STC5), ou performance ratio6 : 90 %  Dégradation annuelle des modules : 0,5 %  Coût moyen pondéré du capital (WACC) : 4,5 %  Taux d’inflation du prix de vente de l’électricité: 0,4 %  Coût de l’opération (OPEX) : 10,5 $/kWc la première année, avec une évolution de +2,5%/an

Afin que le coût de l’électricité atteigne le niveau annoncé, la réduction du coût d’installation à 1 $/Wc devra donc s’accompagner d’une augmentation de performance du matériel et d’un financement plus aisé.

3 Levelized Cost Of Energy 4 Aux États-Unis, certains Power Purchase Agreements se négocient déjà pour des périodes de 25 ans (91). Étendre la durée de vie des composants des systèmes photovoltaïques à 30 ans est un des objectifs de Sunshot (1). 5 Standard Test Conditions : 1000 W/m², 25°C, AM=1,5 6 L’augmentation de facteur de capacité du l’énergie photovoltaïque entre 2010 et 2016 mentionnée dans les documents officiels suggère une augmentation significative du performance ratio, vers environ 90% (cf. p.2 de (1)).

Les graphiques suivants illustrent les résultats d’une analyse de sensibilité sur deux paramètres pour plusieurs niveaux d’ensoleillement. Pour comparaison, l’ensoleillement annuel est d’environ 1 100 kWh/m² à Paris et jusqu’à 1 700 kWh/m² dans le sud de la France (lignes en pointillés) (23). Il est compris entre 1 640 et 2 375 kWh/m² en Californie (lignes orangées) (24).

La Figure 7 montre l’évolution du coût de l’énergie en fonction du coût d’installation des centrales. Pour un niveau d’ensoleillement français, 1 $/Wc correspond à environ 6-9 c$/kWh.

Figure 7: Variation du coût moyen pondéré de l’énergie photovoltaïque en fonction du coût d’approvisionnement

La Figure 8 montre l’évolution du coût de l’énergie en fonction du coût moyen pondéré du capital (WACC). Il apparaît que la sensibilité à ce paramètre est d’autant plus forte que l’ensoleillement est faible. Par exemple, dans le cas d’un ensoleillement de 1 400 kWh/m², passer d’un coût de 8% à 4,5% (niveau de l’énergie nucléaire (25)) permet de réduire le coût de l’électricité photovoltaïque de plus de 2 c$/kWh.

En conclusion, les objectifs et les hypothèses sous-jacentes du programme Sunshot apparaissent très ambitieux. Cependant, cela ne semble pas aujourd’hui plus irréaliste que l’annonce de 1962 qu’un homme marcherait sur la Lune dans la décennie à venir.

Figure 8: Variation du coût moyen pondéré de l’énergie photovoltaïque en fonction du coût moyen pondéré du capital.

1.2.3 – Réflexions sur les matériaux, ressources « critiques » À l’Office for Science & Technology Policy (OSTP) la philosophie de « l’out-innovation » a de nouveau été vantée à la délégation par Cyrus Wadia, Directeur ajdoint à la recherche sur les énergies propres et les matériaux. Selon ses propres mots, face à la compétition chinoise “we have to out-innovate, what other choices do we have? “. Au-delà des agences en charge de faire émerger les solutions innovantes, l’OSTP s’intéresse de près à la recherche de nouveaux matériaux pour les applications énergétiques. En effet, certains matériaux utilisés notamment pour le solaire (dans les films couches minces) peuvent être définis comme critiques car la chaine d’approvisionnement n’est pas sécurisée et une pénurie peut avoir un impact sévère. Deux axes d’étude se dégagent donc. Premièrement, sur la question de l’utilisation d’éléments rares dans les matériaux utilisés ou potentiellement utilisés dans des technologies-clé. La stratégie de l’OSTP sur les matériaux considérés comme « critiques » est la suivante: 1. Stratégie à court terme de diversification 2. Stratégie à long terme de remplacement des matériaux critiques par la R&D; 3. Comprendre la chaîne de production sans en conserver l’intégralité sur le territoire; 4. Information plus transparente sur le marché et la géologie ; 5. Extraction des matériaux avec des techniques respectueuses de l’environnement (ex. du platine récupéré en Afrique)Deuxièmement, la découverte et le développement technologique de matériaux de substitution : les matériaux complexes constituent un véritable iceberg dont seule la partie émergée aurait été explorée. C’est pourquoi l’OSTP a mis en place le projet Materials Genome Initiative (26), dont l’objectif est d’une part d’accélérer la découverte de nouveaux matériaux et

d’autre part de réduire le temps de développement pour introduire sur le marché de nouvelles innovations basées sur ces matériaux (time to market), qui prend parfois plusieurs années.

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La rencontre à l’Office for Science & Technology Policy dessine le cadre d’une collaboration potentielle franco-américaine sur le sujet des matériaux critiques comme problématique commune à nos deux pays, en particulier dans le cadre de la Materials Genome Initiative.

1.3 – La politique: "Don't pick winners and losers" L'administration Obama a fixé comme objectif une baisse de la consommation américaine de pétrole de 85% entre 2005 et 2050, pour une réduction des émissions de gaz à effets de serre de 80%. Malgré ce scénario ambitieux, aucune loi globale sur le climat ou l'énergie n'a pu être votée. En effet, l'engouement du gouvernement pour "l'économie verte" ne fait pas consensus dans un contexte de récession et de contraintes budgétaires fortes. Le Congrès n'a par exemple attribué que $180 millions à ARPA-E dans le budget 2011 (21), bien moins que ce qui avait été demandé.

La méthode que l'État fédéral utilise pour aider l'industrie est souvent mise en question, car même les partisans des énergies renouvelables ne sont pas tous convaincus par le système de subventions directes (bourses) ou de garanties de prêts (en anglais loan guarantees). Si "l'affaire Solyndra" a été utilisée à des fins politiques, elle soulève néanmoins des réflexions d'ordre idéologique qui dépassent le clivage politique (27). Par exemple :  Beaucoup d'américains considèrent que « ce n'est pas à l'État de choisir les gagnants et les perdants ». D’après eux le marché des capital-risqueurs fonctionne efficacement et le gouvernement, dont ce n'est pas le métier, ne peut s’y substituer.  L’argent public est souvent perçu comme "toxique", un marché ne se développant qu'à l'aide de cet apport ne pouvant être considéré comme un marché sain et pérenne; c'est l'une des raisons pour lesquelles certaines entreprises ont refusé des prêts garantis par l'État.

La Commission sur la Science et la Technologie de la Chambre des Représentants, à majorité républicaine, que la délégation a rencontré partage majoritairement cette opinion. D'après ce comité, ce n'est pas le rôle de l'État de prendre des risques et de faire des paris avec l'argent public car il faut faire confiance au marché. L’intervention de l’État doit se cantonner au financement d’activités de recherche plus théoriques là où il y a peu de chance que les entreprises investissent, et pas sur la transition vers l’industrie et le marché. De leur point de vue, le programme ARPA-E n’est donc positif que lorsque les travaux entrepris ne sont pas sur l’industrialisation et que cette agence ne se substitue pas au capital-risque. Il serait en revanche souhaitable que l'État alloue la majorité de son budget sur l'énergie dans des structures de recherches théoriques comme les Energy Frontier Research Centers (28). Bien que les programmes de Loan Guarantee et d’ARPA-E soient hérités de l’administration républicaine précédente, les représentants de ce comité y voient le symbole d’un interventionnisme de l’État qui n’a pas lieu d’être à part sur certains sujets comme le nucléaire : les critères d’accès à un prêt garanti devraient être la viabilité commerciale du projet et l’impossibilité de se financer autrement (ex. prêt de banques).

La visite au Sénat, à majorité démocrate, a fait ressortir les difficultés rencontrées par l’administration pour faire passer une loi sur l’énergie où auraient été inscrits des objectifs d’insertion de renouvelables et de réduction d’émission des gaz à effet de serre. La cible nationale non- contraignante, mentionnée lors du discours présidentiel annuel State of the Union de 2011 (29), est qu’en 2035 80% de l’électricité soit produite à partir d’énergies « propres ». Ce terme explicité par le Président Obama inclut énergies renouvelables, nucléaire, « charbon propre » et gaz naturel. Finalement, les décisions les plus ambitieuses pour l’insertion des renouvelables sont réellement portées au niveau des États, comme le montre la carte de la Figure 9. Vingt-neuf États ont des objectifs inscrits dans un Renewable Portfolio Standard et huit États ont des objectifs ciblés. Deux points intéressants ont été soulignés lors la visite au Sénat: 1. Les positions des sénateurs sur la politique énergétique sont plus influencées par l’État qu’ils représentent que par leur couleur politique ; 2. Les subventions accordées aux énergies fossiles traditionnelles restent aujourd’hui très conséquentes.

Lors de la visite au DoE, l'Energy Information Administration a présenté ses scénarios prospectifs (30), dont les résultats illustrent les incertitudes et différentes approches en débat sur la feuille de route énergétique américaine. Les scénarios reposent sur des hypothèses d'approvisionnement en gaz sécurisé et à bas coût, et d’augmentation de la consommation relativement modeste. Ceci mène à des résultats peu prometteurs pour la filière solaire: ainsi, la croissance des nouvelles installations photovoltaïques se rétracterait-elle fortement à partir du moment où le programme de réduction d'impôts cessera, soit en 2016. Cette vision, qui a été exposée aux membres de la délégation, est de nature à alimenter l'impression générale que la filière solaire est "sous perfusion" et que l’utilisation des systèmes de production photovoltaïque ne sera nécessaire que transitoirement.

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Un seul point faisait consensus dans les visites d’entités politiques: le rôle important que le Département de la Défense (DoD) peut jouer dans le développement des énergies renouvelables, notamment parce que plus de 50% du financement de la recherche par le gouvernement américain est dirigé vers ce ministère. Les commandes publiques peuvent notamment avoir une importance capitale et d’ailleurs le DoD montre un fort intérêt pour la production d’électricité solaire :

 C’est un moyen identifié pour réduire l'approvisionnement en pétrole sur les terrains de conflits, qui coûte régulièrement des vies à l'armée américaine et est de plus très onéreux (71).  Le projet SolarStrong prévoit l’installation de 120.000 toits solaires sur des maisons appartenant à l’armée aux États-Unis, ce qui représente 300 MW (64) soit le plus grand plan de développement national de toitures solaires.  Une étude commandée par le DoD et sortie en janvier 2012 a montré que les terrains de quatre bases en Californie pourraient accueillir rentablement 7 GW de centrales solaires (75).

Figure 9: Cartographie des objectifs d’insertion des énergies renouvelables dans les différents États américains. Le site www.dsireusa.org est la meilleure base de données pour comprendre les subventions locale et fédérales.

1.4 – L’objectif des industriels : 10 GW/an Le statut d'emblème conféré à l’énergie solaire par l'administration Obama est à double tranchant pour la filière, car la faillite d'une seule entreprise a récemment semblé jeter le discrédit sur toutes les autres. Or, ce secteur est en pleine expansion et génère de la croissance, comme l'a expliqué John Smirnow de la Solar Energy Industries Association (SEIA) aux experts français du Solar Tech Tour. Centrée exclusivement sur l'énergie solaire, cette association est constituée de plus de 1.000 membres et est présente dans chaque État du pays. Suite aux répercussions de l'affaire Solyndra, le directeur de la SEIA, Rhone Resch, est intervenu plusieurs fois à la télévision et à la radio pour défendre l'industrie solaire (31). Des spots publicitaires (32) ont également été diffusés. Il ne s'agit pas d'attaquer les autres sources d'énergies (charbon ou nucléaire) mais d'apporter un message positif sur l'énergie solaire en insistant sur le nombre d'emplois que la filière représente : c'est effectivement un vivier de 100 000 emplois sur le territoire américain (33), dont 44 000 dans les services. Une des missions de la SEIA en tant que lobby est le recensement de l'activité liée à la filière aux États-Unis. Plusieurs cartes ont ainsi été établies avec les entreprises de production d'équipements dédiés, mais également les installateurs et centres de recherche (Figure 10). L'évolution temporelle montre l'émergence de pôles industriels de compétence où se rassemblent les différentes activités (34): Phoenix (Arizona), Toledo (Ohio), ou l'état du Tennessee en sont des exemples. Les États offrant des subventions aux nouvelles usines ou ayant des taxes sur la valeur ajoutée faibles, comme l'Oregon, ressortent également. La Californie est quant à elle plutôt focalisée sur les deux extrêmes de la chaîne: la recherche d'un côté, et l'installation de l'autre grâce à son ensoleillement et ses politiques incitatives favorisant la demande.

Figure 10: Carte de l'industrie solaire en 2010: installateurs (en vert), producteurs d'équipements (en jaune) et autres (en rouge). Source: Solar Energy Industries Association

La connaissance approfondie du terrain permet à la SEIA d’aborder les élus de chaque état avec force de persuasion, en indiquant par exemple le nombre d’emplois que l’industrie solaire représente localement. L’association est convaincue de l’intérêt d’avoir une industrie forte sur toute la chaîne de valeur.

En ce qui concerne le marché intérieur, l’objectif de la SEIA est d’atteindre un taux d’installation de 10 GW par an dès l’année 2015 (35) (notons que le niveau auquel se stabilise le marché dans le scénario de l’EIA est d’environ 10,5 GW de capacité installée en 2016, pour ensuite croître faiblement jusqu’à environ 12,5 GW en 2035). D’après la SEIA, le marché des États-Unis qui représentait 6% du marché mondial en 2010 soit environ 900 MW, pourrait atteindre 16% en 2015 et se passer complètement de soutien fiscal et public avant 2020. La compétition avec les pays asiatiques s’est fortement accrue ces derniers mois et il semble important à la SEIA qu’un dialogue s’établisse au niveau international sur l’énergie solaire. Les cas de litiges en cours (voir paragraphe 3.6), ou susceptibles d’apparaître, sont donc perçus comme un moyen d’assainir les relations commerciales. Pour John Smirnow, la compétitivité de la Chine n’est pas inébranlable. En effet, les coûts en Chine devraient augmenter même si la monnaie chinoise reste sous- évaluée. Le coût du travail ne représente pas un si gros avantage en Chine par rapport à l’accès à la terre, les impôts et le faible coût du capital. Les Américains pourront par ailleurs se différencier sur la qualité du produit, son impact environnemental et son contenu en carbone. Cette position, très proche des analyses européennes sur le sujet, a été jugée réaliste par la délégation. D’autres avantages à faire du commerce aux États-Unis plutôt qu’en Chine, où la propriété intellectuelle peut être mise à rude épreuve, ont été exposés :

 Incitations fédérales -déjà évoquées plus haut- . Investment Tax Credit (subvention directe) ; . Garanties de prêts; . Manufacturing Tax Credit.  Existence d’un marché local  Chaîne d’approvisionnement solide ;  Main d’œuvre qualifiée ;  Protection de la propriété intellectuelle.

Il est intéressant de trouver dans la SEIA une association dédiée à un domaine -le photovoltaïque- afin que les messages délivrés par ses membres au gouvernement et aux clients soient les plus clairs possible. La connaissance de l’écosystème est plus profonde et les conflits d’intérêts sont également évités (ex : entre éolien et solaire ou entre utilisateurs et fabricants).

FOCUS FRANCE  Les tarifs d’achat de l’État de l’Ontario au Canada, qui sont accordés à condition qu’un certain pourcentage de l’installation ait été produit localement (entre 40% et 60% pour le photovoltaïque (48)), ont été cités comme un exemple qui fonctionne pour favoriser l’industrie locale. Ce programme est actuellement en cours de ré-évaluation (47). Notons que l’Inde a également incorporé des conditions sur le contenu local des panneaux photovoltaïques dans le cadre de l’appel d’offres national sur le solaire (77), ainsi que l’Italie qui offre une prime supplémentaire lorsque les composants installés ont été produits en Europe (78).

 À la surprise de la délégation les Américains voient aussi, malgré les difficultés actuelles, la perspective de nouvelles croissances du marché grâce à la réduction des prix. Ils pensent que la Chine elle-même peut devenir un marché, à l’image de ce qui se passe pour le silicium purifié d’ores et déjà fortement exporté en Chine par l’industrie américaine. Dans cet état d’esprit leur réponse est de forcer la recherche d’innovations.

1.5 - Le point de vue de l’Académie Nationale des Sciences La délégation a été reçue par Charles W. Wessner, directeur du programme « Technologie, Innovation et Entreprenariat » à l’Académie des Sciences. Celui-ci est convaincu que les petites entreprises sont des acteurs clés dans la commercialisation de nouvelles technologies et qu’il faut les aider à franchir la vallée de la mort du financement. C’est pourquoi il a créé le programme SBIR (Small Business Innovation Research) il y a environ 8 ans. Dans le secteur solaire l’entreprise Magnolia a reçu par ce biais 750.000 dollars en décembre 2010 pour un projet de deux ans visant à développer des cellules multi-jonctions (36).

M. Wessner pense qu’il est nécessaire aux États-Unis de démystifier la croyance qui règne envers le « marché parfait ». En effet le discours “If it is a good idea, the market will fund it” est loin d’être selon lui la réalité, pour deux raisons. D’une part les investisseurs potentiels ne disposent que d’une information partielle sur les nouvelles entreprises. Leur connaissance limitée, en particulier en ce qui concerne les idées novatrices, conduirait à des investissements sous optimaux. D’autre part, la peur du risque : les capitaux-risqueurs ont plutôt tendance à se rassembler autour de tendances, et investissent à des stades où la technologie est moins risquée, ce qui explique que les investissements au cours de la phase d’amorçage des technologies sont assez limités.

Dans ce contexte, comment aider le solaire à se développer ? Cette question a fait l’objet de deux grandes réunions au sein de l’Académie (National Academies Meetings (37)) qui ont abouti aux constats suivants :

 les États-Unis accusent un retard par rapport aux autres nations (Japon, Chine, Europe, Taïwan) en termes de capacité de production (manufacture) et de capacité installée ;  la part de marché des États-Unis dans le photovoltaïque a décliné.

De l’avis de M. Wessner les initiatives récentes dans le solaire aux États-Unis doivent donc être fortement soutenues, notamment la récente initiative Sunshot mais aussi la loi du plan de relance de 2009 (Stimulus Bill) qui a alloué pas moins de 117,6 millions de dollars pour étendre le développement, le déploiement et l’utilisation de l’énergie solaire aux États-Unis ;  $51,5 millions pour le développement de la technologie (dont 25,6 millions pour la R&D dans le domaine du solaire thermodynamique) ;  $40,5 millions pour le déploiement ; les projets visent à détruire les barrières non- techniques au déploiement du solaire et concernent par exemple la connexion au réseau, les barrières de marché, les incitations pour l’adoption de l’énergie solaire dans les villes et le manque d’installateurs de panneaux solaires qualifiés.

2 - le National Renewable Energy Laboratory à Golden (Colorado) Ce paragraphe relate notre visite au National Renewable Energy Laboratory (NREL) à Boulder, Colorado. Le laboratoire national dispose d'un budget de l'ordre de 330 millions de dollars et compte aujourd'hui 2300 personnes. Il est organisé selon quatre directions: opération des laboratoires, analyses techno-économiques, partenariats et science & technologie.

2.1 – Un établissement de recherche de niveau international Les recherches s'étendent du niveau fondamental (20 millions de dollars de budget annuel) jusqu'au développement, toujours en lien avec des analyses économiques et stratégiques et autour de trois axes de recherche principaux: l'utilisation efficace de l'énergie, les énergies renouvelables et l'axe distribution/stockage de l'énergie.

Au niveau international, le NREL propose plusieurs types de partenariats :  des programmes bilatéraux ou multilatéraux soutenus financièrement par le gouvernement américain;  des travaux effectués au NREL mais financés par un partenaire;  des partenariats institutionnels dans lesquels des activités et des objectifs communs sont définis;  des collaborations directes entre chercheurs. Ces dernières restent limitées en termes de contenu en raison des enjeux importants concernant la protection de la propriété intellectuelle.

L'ensemble des recherches et développements dans le domaine du photovoltaïque représente 55,2 millions de dollars par an.

2.2 - L'incubateur Le NREL portait jusqu'à peu une structure d'incubation qui permet de financer et d'apporter un appui technique à des startups en phase de réalisation de leurs premiers prototypes. Le schéma de financement encourage fortement la réalisation des objectifs puisque les paiements ne sont versés que si les objectifs sont atteints. La collaboration entre les équipes de recherche et les entreprises est de type "gagnant-gagnant": le laboratoire ne demande pas de droit de propriété intellectuelle mais ses chercheurs obtiennent le droit d'utiliser les connaissances acquises au sein du laboratoire. Les lauréats ayant bénéficié du programme, actuellement douze sur vingt-six candidats au total, sont essentiellement des producteurs de modules photovoltaïques, voire de systèmes photovoltaïques dans le cas du photovoltaïque à concentration. Notons que le passage du Solar Tech Tour en Californie aura permis aux participants d'en rencontrer quatre: Alta Devices, Solar Junction, Calisolar, SoloPower. Le pouvoir décisionnel de ce programme d'incubation a été récemment relocalisé au Department of Energy à Washington D.C., mais le NREL reste l'interlocuteur scientifique des startups.

2.3 - La recherche sur les matériaux photovoltaïques Les chercheurs du NREL ont fait des présentations techniques et scientifiques sur différentes technologies photovoltaïques. Rommel Noufi, chef d'un groupe de recherche et spécialiste mondial des filières couches minces, a notamment fait un exposé très étayé sur les technologies couches minces avec une hétérojonction constituée de diséléniure de cuivre d’indium et de gallium (CuIn1-xGaxSe2 avex x entre 0 et 1, noté CIGS) et d’oxyde de zinc (ZnO). Cette technologie CIGS conduit à des rendements records pour les technologies en couches minces, de plus de 20%, et commence son essor industriel.

Figure 11: Les différentes couches constituant les cellules CIGS. Source : NREL

D'après le chercheur, pour accroître encore les performances de ces cellules, un des facteurs-clés est l'augmentation de la tension de circuit ouvert et donc la largeur de bande interdite du matériau (band gap). Ceci est possible en accroissant la quantité de gallium par rapport à l’indium dans les couches minces (passage de x = 0,3 à x = 0,5 ou plus) dans le module. Les bénéfices sont multiples: amélioration du rendement, baisse du coefficient en température et réduction de la quantité d'indium. D'après Noufi, une quantité de gallium supplémentaire peut être incorporée pour que le rapport gallium/(indium+gallium) soit compris entre 0,3 et 0,6. Néanmoins ceci requiert un recuit à un température 50°C plus élevée qu’actuellement. Le coût de production actuel des modules CIGS est de 1,4 $/W et pourrait passer à 0,8 $/W à court terme. Le NREL publiera prochainement un rapport technique sur la chemin pour parvenir à l'objectif de 0,5 $/W.

Une des pistes de travail intéressantes sur le même type de matériaux est de remplacer l'indium, dont les ressources sont limitées, par le couple zinc-étain qui est constitué d’éléments abondants. Ainsi, des recherches particulièrement actives sont en cours sur un nouveau matériau : le sulfure ou séléniure de cuivre, zinc et étain (Cu2ZnSn(S,Se)2). Parfois appelé kesterite en référence à son analogue minéral avec du fer et de l’étain, il est noté CZTS (copper, zinc, tin, sulfur, selenium). Ce matériau se situe dans la continuité du CIGS et représente une possibilité de changement d’échelle de cette filière dans le domaine de production et d’atteindre des centaines de GW, en s’affranchissant des limitations potentielles sur la disponibilité de l’indium. Le CZTS, qui a émergé il y a deux ans sur la scène internationale grâce aux travaux d’IBM, est un exemple parfait de la stratégie à mettre en place sur la recherche de nouveaux matériaux et l’accélération de leur transfert industriel. Pour y parvenir le NREL s’appuie sur les connaissances et technologies acquises grâce au CIGS, dont il a détenu longtemps tous les records mondiaux. En utilisant notamment des techniques de co-évaporation, qui ont fait leurs preuves avec le CIGS, des rendements photovoltaïques de 8,5% au niveau cellule ont été obtenus et l'objectif à court terme est d'atteindre 12%.

Une autre présentation faite par David Ginley, chercheur également mondialement reconnu, a mis l’accent sur les technologies solaires à base de matériaux organiques nanostructurés, qui connaissent un développement très important au niveau des recherches internationales. Il considère que leur potentiel est très prometteur en termes de grandes surfaces, de bas coûts et d’abondance des éléments chimiques, et mène des recherches très actives dans ce domaine.

Enfin, la visite de l'un des laboratoires de R&D photovoltaïque a permis d'apprécier la qualité des équipements dont le NREL dispose. Elle concernait une plate forme, très récente, d’élaboration et de caractérisation de matériaux en couches minces, d’une surface de 1.000 m2 avec environ 8 mètres sous plafond et dont l'espace est scindé en six postes principaux (ou "cluster") :  Banc d’élaboration de couches minces de CIGS et CZTS pouvant atteindre 30x30 cm2; conception modulaire permettant le couplage avec d’autres chambres sans rupture du vide ;  Banc d’élaboration de couches minces à pression atmosphérique en solution;  Plate forme de dépôt de couches minces de silicium par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PE CVD) ;  Banc d’élaboration de couches minces de tellurure de cadmium (CdTe);  Plusieurs bancs de caractérisation et de mesures.

Un système de chariots sous vide et d’atmosphère protectrice permet de transférer les échantillons d'un cluster à un autre.

Ce laboratoire est clairement spécialisé dans le domaine des technologies couches minces, couvrant les trois technologies principales actuelles : le CIGS, le Silicium et le CdTe. Cette plate-forme intégrée entre les différentes filières permet, sur un même lieu, des études allant de l’élaboration des couches minces avec les meilleurs techniques à la réalisation de cellules solaires complètes, ainsi que les caractérisations associées à chaque étape d’élaboration. Soulignons que la démarche du NREL est d'associer étroitement des équipements d’élaboration de cellules photovoltaïques, à caractère fondamental, et des équipements de caractérisation de ces cellules, ce qui relève de l’étude de technologies à vocation industrielle. C'est une démarche intéressante à comparer avec celle des instituts européens comme le Fraunhofer ISE et l'INES. De façon surprenante, nous avons constaté le jour de la visite l’absence de personnes travaillant sur ces machines en pleine journée.

2.4 - Opération des systèmes solaires David Renné a présenté les capacités de recherche du NREL sur l'étude de la ressource solaire. Le laboratoire porte notamment ses efforts sur l'organisation d'une session annuelle où nombre de spécialistes se retrouvent chaque année avec leurs appareils de mesure du rayonnement les plus sophistiqués afin de les calibrer et de les synchroniser. Ce rassemblement s'est tenu en 2011 durant la première semaine de novembre 2011 (38).

Figure 12:Comparaison annuelle de pyrhéliomètres. Source : NREL

FOCUS FRANCE Lors de la visite au NREL, l'éminente chercheuse Sarah Kurtz a insisté sur les études de fiabilité des modules photovoltaïques et des retours d'expérience sur l'exploitation sur le terrain des différentes technologies, qui peuvent être des points de collaboration importants.  Les enjeux de propriété intellectuelle - cruciaux dans les collaborations internationales sur des sujets sensibles - sont moindres dans ce secteur.  Les conditions d'opération en extérieur varient fortement d'un emplacement à un autre et les nations ont donc intérêt à échanger leurs connaissances pour consolider les connaissances et, en quelque sorte, créer des bibliothèques de données mondiales.

2.5 - Les analyses technico-économiques Comme indiqué précédemment, l'ensemble des projets de recherche est complété par des études technico-économiques, effectuées par une équipe dédiée d'environ cinq personnes qui a présenté le fruit de ses recherches à la délégation. D'après leur analyse, le renchérissement de la main d'œuvre chinoise (20%/an), le plus fort niveau d'automatisation des usines d’assemblage de modules aux USA et un coût de transport du transport et de logistique des modules entre la Chine et les États-Unis estimés à 5 à 6 c$/W, il est désormais moins cher d'effectuer la mise en module de cellules silicium produites en Asie aux États-Unis (1,04 $/W vs. 1,06 $/W). D'ailleurs, le producteur de modules chinois Suntech va prochainement adopter ce modèle : réel avantage économique ou condition pour pouvoir se positionner sur le marché américain, "who knows ?". Une étude analogue sur les modules CIGS conduit à des coûts de production de 0,75 $/W aux USA et 0,72 $/W en Chine.

En conclusion, il apparaît aux chercheurs que, sans le fort soutien du gouvernement chinois (par exemple l'accès à bas coût au capital et aux terres), il ne serait pas possible aux producteurs chinois de produire à si bas coûts et l'avantage compétitif de la Chine n'est pas assuré à moyen terme.

3 - Dernière étape : la région de la baie de San Francisco (Californie) La Californie est un État très en pointe sur la réglementation environnementale et pro-actif dans le développement des énergies renouvelables. Ainsi le Renewable Portfolio Standard (RPS), soit l’objectif du pourcentage de l’électricité consommée qui devra provenir d’énergies renouvelables (hors grandes installations hydrauliques), est inscrit dans la loi californienne : 20% en 2010 puis 33% en 2020 (39). Les trois plus grands opérateurs californiens ne sont conjointement parvenus qu’à 18% en 2010 (Figure 13) et ont obtenu un délai jusqu’en 2013 pour atteindre 20%. Les scénarios de déploiement prévoient que plus de 30% de l’électricité du RPS sera produite à partir d’énergie solaire (Figure 14), ce qui est possible car la Californie bénéficie d’un des ensoleillements les plus importants au monde (40).

Figure 13: Comparaison de l’objectif et de la réalisation de l’approvisionnement en électricité d’origine renouvelable dans le cadre du RPS pour les trois plus grandes compagnies d’électricité de Californie (PG&E, SCE, SDG&E). Le pourcentage des ventes totales réalisé est indiqué (41).

Ainsi, la Californie a-t-elle été le berceau de la demande photovoltaïque des États-Unis, comptant pour 80% des installations nationales jusqu’en 2005. Les incitations au développement touchent tous les segments du marché : les systèmes résidentiels et commerciaux sont sous la coupe des subventions de la California Solar Initiative (42) qui compte déjà plus d’1 GW d’installations, tandis que le développement de centrales au sol est fortement encouragé par l’objectif stable et contraignant du RPS. La taille du marché de l’électricité, que seul celui du Texas excède et le prix de cette électricité sont d’autres facteurs de réussite du solaire en Californie (43).

Figure 14: Prévision du mix électrique de la production d’électricité à partir d’énergies renouvelables en Californie.

D’autre part, la Silicon Valley est un des centres technologiques et économiques du pays. Elle concentre universités, laboratoires privés, incubateurs technologiques, investisseurs, ressources humaines de haut niveau, culture entrepreneuriale, goût du risque et de l’innovation ; ce qui en fait l'écosystème idéal pour créer une startup. La baie de San Francisco était donc une étape incontournable du Solar Tech Tour. Les deux journées de visites ont débuté par une conférence co-organisée par le réseau Agrion et le consulat de France à San Francisco, qui a été l’occasion pour la délégation d’entendre les préoccupations des développeurs de projets. Le constructeur de systèmes à basse concentration Skyline Solar a par exemple expliqué que l’insertion d’énergies intermittentes dans le réseau californien représentait un véritable défi sur lequel un consortium travaillait avec le soutien de l’Electric Power Research Institute (EPRI), tandis qu’un autre intervenant, de la société SolarCity, a évoqué la longueur et l’hétérogénéité des démarches administratives selon les juridictions. Selon lui, même si les précautions pour s’assurer d’une sécurité maximale sont nécessaires, les processus de certains États pourraient être simplifiés.

3.1 - Rencontres académiques À travers la rencontre des universités prestigieuses de la région et d’un consortium académie- industrie, la délégation a pu comprendre le fonctionnement du système de recherche académique américain et mesurer son haut niveau de compétence. Il allie en effet excellence, ambition et financements exceptionnels. Des visites de l’Université de Berkeley et de l’Université de Stanford, il est ressorti que :  L’axe stratégique de ces deux centres universitaires est la mise en réseau des industriels et des scientifiques, élargie dans certains cas à des universités étrangères ;  Les projets de collaboration à Stanford et à Berkeley sont financés sur fonds publics et privés ;

 Surtout, ces projets bénéficient d’un pilotage de haute qualité, assuré par de véritables managers professionnels disposant d’une solide expérience de la conduite de projets de haut niveau ;  Le système universitaire forme des étudiants aguerris aux techniques de levée de fonds (pour financer leurs études comme leurs recherches). Cela facilite l’émergence d’une culture entrepreneuriale chez les étudiants-chercheurs.

Ces éléments se retrouvent dans l'organisation du Bay Area PV Consortium (BAPVC) financé par le DoE.

3.1.1 - Stanford L’université Stanford a de quoi impressionner avec ses 250 professeurs et son taux de 60% d’étudiants étrangers (dont une majorité d'asiatiques) au niveau du troisième cycle. L'université se targue même d'être à l'origine de la création de 36.000 startups, qui auraient eu jusqu’à aujourd’hui un chiffre d’affaire cumulé évalué à 2,9 milliards de dollars! La stratégie de Stanford sur la propriété intellectuelle, contrairement à ce que l’on pourrait penser, n’est pas axée sur la valorisation des inventions. La mission principale de son bureau des brevets -qui existe depuis quarante ans- est plutôt de faciliter par tous les moyens le transfert de technologie vers les entreprises. La stratégie de l’université repose sur l’observation que de tels transferts bénéficient à toutes les parties engagées. Les anciens élèves qui ont une forte réussite professionnelle savent en effet récompenser l’école qui les a formés et encouragés (par exemple, Bill Gates a offert un bâtiment à Stanford), tandis qu’une découverte qui reste dans les laboratoires de l’université ne génère aucun revenu. Le modèle entrepreneurial imprègne toute l'université. Selon le doyen de la faculté d'ingénierie qui accueillait la délégation, chaque chercheur est un entrepreneur pour ses propres recherches: s'il trouve ses propres financements, il peut choisir complètement ses sujets de recherche. En résumé, l'approche de Stanford est très concrète: former des partenariats industriels à tous les niveaux.

Plusieurs centres dont les activités touchent aux énergies renouvelables et à l’efficacité énergétique ont vu le jour à Stanford: le Precourt Center on Energy Efficiency, le Tomkat Center for Sustainable Energy. La délégation a rencontré les représentants du département d'Engineering impliqués dans le solaire et les relations industrielles.

Activités dans le photovoltaïque Le Global Climate and Energy Project est donné comme exemple de programme de recherche collaborative à Stanford avec quatre partenaires industriels : ExxonMobil, General Electric, Schlumberger, et Toyota. Le budget pluriannuel est de $225 millions. Il vise à créer des ruptures sur des sujets comme l’hydrogène, les batteries, la capture du CO2 et la conversion de l’énergie solaire dont le PV (20% du programme) et la photosynthèse artificielle. Il participe à ce titre avec Berkeley et Caltech au programme Joint Center for Artificial Photosynthesis qui dispose d’un budget de125 millions de dollars.

Le Center for Advanced Molecular Photovoltaics d'Alan Sellinger travaille sur la prochaine génération de cellules organiques. L’objectif est de créer des cellules à longue durée de vie (10-20 ans) et dont l’efficacité avoisinerait 15%, tout en conservant les atouts principaux de cette technologie: des coûts en matériaux et en fabrication inférieurs au silicium d'un facteur compris entre 5 et 10. Des cellules de laboratoire ont déjà passé avec succès des tests de simulation de vieillissement accéléré. Ce centre a signé un très gros accord avec l’Université saoudienne KAUST bénéficiant d’un financement de $25 millions et un programme industriel affilié. Le français Jean Fréchet dirige les activités de recherche dans ce domaine à KAUST.

Enfin, l'Energy and Environment Affiliates Program a été présenté par Stephen Eglash, son directeur exécutif. C'est un programme de partenariats collaboratifs d'un budget annuel de recherche de $85 millions sur les sujets suivants: PV, éolien, smart grid, matériaux avancés pour l'énergie, efficacité énergétique, politique et finance. Stephen Eglash s'occupe par ailleurs du BAPVC co-dirigé avec l'université de Berkeley (plus de détails ci-dessous).

3.1.2 - Berkeley La visite de ce centre influent s'inscrivait logiquement dans le parcours de la délégation étant donné qu’elle avait déjà pu mesurer à Washington la renommée des ressortissants de Berkeley. Plusieurs d’entre eux œuvrent en effet au cœur de la politique de la recherche des États-Unis depuis la mise en place de l’administration Obama (44). Le budget global de l'université est de $720 millions, et la clef de la qualité de la recherche de Berkeley est sa pluridisciplinarité. Plus d’une dizaine d’entreprises émanent de l’université chaque année. Ceci est certes inférieur aux chiffres de Stanford, néanmoins les extraordinaires atouts de Berkeley que sont ses professeurs et chercheurs prestigieux et son jumelage avec un laboratoire du DoE - le Lawrence Berkeley National Laboratory - démultiplient sa capacité de recherche et la font rivaliser d'égale à égale avec sa consœur de la Silicon Valley. Dans le domaine de l'énergie, les plus grands secteurs de recherche à Berkeley sont les agrocarburants (≈30%) avec deux centres de recherche sur le sujet (EBI, JBEI), l'énergie solaire (≈20%) et les batteries (≈20%). Le Berkeley Energy and Climate Institute chapeaute toutes les activités du campus dans ces domaines (45).

Activités dans le photovoltaïque Deux professeurs ont présenté leurs activités à la délégation, Ali Javey et Eli Yablonovitch.

Ali Javey, spécialiste de la conception de panneaux solaires par procédé roll to roll, co-dirige avec un professeur de Stanford (Yi Cui) le BAPVC, un consortium dont l’objectif est aligné sur celui du gouvernement : atteindre le coût de $1 par watt tout compris dans les grandes centrales PV. Il regroupe 15 industriels et son comité exécutif est constitué de quatre membres de l’industrie et de quatre personnels académiques. Les universités sont là pour résoudre les problèmes concrets des industriels à l’aide de leur compréhension approfondie des phénomènes physiques et de leurs moyens d’analyse. Le projet, qui a reçu en plus d'un soutien financier local $25 millions du DoE, est organisé en sous- parties correspondant aux composants et au fonctionnement d’un module photovoltaïque (substrat, absorbeur, encapsulation, fiabilité, caractérisation, etc...). Prochainement, le BAPVC évaluera des projets relatifs aux nouveaux matériaux émanant de toutes les universités américaines et sélectionnera les plus prometteurs. Le comité d'évaluation est composé de représentants de l'industrie afin d'aligner au mieux la R&D avec les besoins de la filière. Le système est censé continuer sans l’aide du DoE dans le futur.

Figure 15: Différents secteurs de recherche ciblés par le Bay Area Photovoltaic Consortium (Source: Université Stanford)

Eli Yablonovitch, professeur de renommée mondiale dans les nanotechnologies et directeur d'un centre sur l'efficacité énergétique dans l'électronique, a présenté la technologie à partir d’arséniure de gallium détenant le record du rendement des cellules mono-jonction (28,2%) (46), qui a été reprise par la startup Alta Devices (voir ci-après). Le principe est que les photons de luminescence sont recyclés dans l’absorbeur par réflexion sur la face arrière au lieu de se perdre dans le substrat. Ainsi c'est contre- intuitivement la capacité de la cellule à émettre des photons qui est mise en avant pour améliorer les performances et permet d’approcher l'efficacité maximale théorique de Shockley et Queisser (33,5% pour une simple jonction).

FOCUS FRANCE L'université de Berkeley est ouverte aux collaborations établies dans l'objectif d'accélérer le transfert de ses technologies vers l'industrie et de faire reconnaître les compétences de sa recherche. Dans le domaine photovoltaïque, plusieurs sujets de recherche collaborative pourraient être envisagés:  l’élaboration de modèles physiques sur la fiabilité des modules PV;  l'utilisation de matériaux moins rares et/ou de procédés moins énergivores;  le recyclage;  le photovoltaïque intégré au bâti (BIPV).

Cleantech To Market Berkeley propose un programme intitulé Cleantech to Market qui semble particulièrement intéressant pour favoriser la création de jeunes pousses et sensibiliser les étudiants en business et en ingénierie à la création d'entreprise. Pendant six mois, des équipes d’étudiants (certains en thèse ou en MBA) évaluent le potentiel et le marché d'une innovation du secteur des technologies propres développée dans les laboratoires de l'université au du Lawrence Berkeley National Laboratory avec l’aide de chercheurs (47) (48).

3.3 - Plateformes de développement technologique Les plates-formes technologiques telles que le Silicon Valley Technology Center et le Nanolab de l’université de Berkeley semblent avoir saisi un concept intéressant, en offrant un accès à une plateforme d’équipements de R&D. De l'avis de la délégation française il s'agit d'un excellent modèle, intéressant autant les grands industriels que les startups. Il existe des équivalents de ce type d'installation dans les universités françaises, mais dont la qualité et la densité et l’encadrement des étudiants sont moindres.

3.3.1 - Silicon Valley Technology Center (SVTC) Le SVTC a été fondé par Cypress Semiconductor en 2004, avant de devenir une société indépendante en 2007. La majorité de son capital est détenue par des fonds de capital-risque. Son chiffre d'affaires dépasse $100 millions (80% réalisés aux États-Unis).

Le SVTC est un incubateur de haute technologie renommé dans le milieu de la micro-électronique. Il compte aujourd'hui une soixantaine de clients, dont la startup grenobloise Crocus. Son modèle d'affaire: mettre à la disposition des clients une infrastructure de recherche et de production pour leur permettre d'accélérer la conception et l'industrialisation de leurs produits en vue de leur commercialisation. Les entrepreneurs ne sont plus contraints d'investir lourdement dans des lignes de R&D ou de prototypage complètes. En clair, ils "louent une ligne pilote" en fonction de leurs besoins. Le développement des produits est ainsi plus rapide et moins coûteux et le gain de temps entre la conception du produit et sa commercialisation est de l'ordre de 12 à 15 mois. SVTC se positionne donc entre la recherche et le manufacturing, mais contrairement à la plupart des infrastructures européennes, les industriels gardent totalement le contrôle de leur propriété intellectuelle et leurs ingénieurs et chercheurs peuvent venir travailler sur la ligne SVTC (port de tenues de couleur différentes pour chaque client). 80 personnes de SVTC font tourner l’outil et les procédés de base. Traditionnellement axé sur les marchés des semi-conducteurs, des biotechnologies et de l'aérospatial, SVTC se prépare à ouvrir une unité photovoltaïque. Une partie des $55 millions de cet investissement est financée grâce à une aide de $30 millions du DoE allouée dans le cadre de l'initiative Sunshot, le complément d'investissement étant apporté par des fabricants d'équipements. Au niveau cellule, des équipements avancés sont prévus : gravure sèche, implantation, Al2O3, a-Si, Ni/Cu plating, aérosol. SVTC Solar comprendra aussi une unité sur les wafers/plaquettes (sciage) et sur les modules (stringer, laminateur, test). Tout cela sera complété par des services d’analyse et de formation. Le planning prévoit une livraison des équipements début 2012 et un démarrage des premiers essais à mi- 2012.

Figure 16: Positionnement du Silicon Valley Technology Center dans le passage de la recherche à l'industrialisation

3.3.2 - Nanolab Dans le même esprit que le SVTC, le Nanolab de l'université de Berkeley permet à des startups - dont Alphabet Energy, lauréat 2009 du prestigieux Cleantech Open (49)- d'avoir accès à une salle blanche équipée de machines de fabrication de MEMS et de dispositifs électroniques. Là encore, il ne s'agit que de faciliter l'accès à des outils de travail coûteux ; la propriété intellectuelle reste au sein des entreprises clientes du Nanolab. Malgré l'ancienneté de certains équipements qui sont parfois donnés par de grandes sociétés renouvelant leur parc, tout est fonctionnel et le taux d'occupation du laboratoire est impressionnant et dépasse largement celui des locaux du NREL. Le Nanolab est, de l'avis général, un très bon outil de formation et d'innovation. Cependant, pour aboutir, ces innovations doivent sortir du Nanolab pour être incubées à SVTC par exemple.

FOCUS FRANCE Le principal attrait de ces structures positionnées entre la recherche et le manufacturing est de l’avis des industriels le modèle de gestion de la propriété intellectuelle : celle-ci n’est pas obligatoirement partagée avec les plates-formes technologiques. Notons que le SVTC a signé un accord avec le CEA LETI.

3.4 - Startups et industries La Silicon Valley est l'écosystème idéal pour créer une startup. Elle concentre universités, laboratoires privés, incubateurs technologiques, investisseurs, ressources humaines de haut niveau, culture entrepreneuriale, goût du risque et de l'innovation. Exemples les plus frappants : l'entreprise Cogenra (ci-dessous) qui, avant même d'avoir dégagé le moindre revenu, a pu lever $10,5 millions (50) et l’entreprise Alta Devices qui a levé au moins $72 millions (51). La délégation est repartie forte de ces enseignements et, pour certains membres, des perspectives de collaborations ou des opportunités de marchés et de croissance.

3.4.1 - Startups des couches minces Les visites de deux startups, Alta Devices et SoloPower, ont permis d'illustrer comment de « vraies » innovations sont rapidement transformées en produits industriels grâce au savoir-faire propre à la Silicon Valley (bien que ces nouvelles technologies se passent justement de silicium et utilisent des matériaux en couches minces). Notons qu’il était initialement prévu de visiter l'usine Solyndra, mais qu’elle a fermé ses portes un mois avant le lancement du Solar Tech Tour. Sa faillite retentissante a donné une coloration toute particulière à la plupart des visites californiennes.

Alta Devices De l'avis de nombreux participants, la technologie innovante d'Alta Devices en a fait la plus marquante des visites de la semaine. "Rupture PV la plus significative depuis quelques temps", "technologie à fort potentiel", "idée de la décennie" sont les commentaires spontanés de la délégation. Les résultats en termes de rendement photovoltaïque et les perspectives d'impact sur l'industrie sont en effet impressionnants et la startup a récemment levé $160 millions auprès de capital-risqueurs et de Corporate Venture comme General Electric. Fruit de la collaboration de deux chercheurs de Berkeley et de Caltech, dont Eli Yablonovitch rencontré à Berkeley, Alta Devices propose une technologie très innovante (cf. paragraphe sur Berkeley). L'industrialisation à large échelle n'a pas paru effrayer cette jeune startup, en dépit des nombreux obstacles techniques à lever7. Le résultat clé d’Alta Devices est d’avoir réalisé des cellules monocristallines à base de GaAs par épitaxie sur substrat monocristallin. Celles-ci font environ 1 micron, ce qui les classe dans la catégorie des couches minces. Ensuite, par une technique de décollement (lift off), les jonctions de GaAs sont décollées du support et reportées sur un nouveau support qui peut être plastique. Les jonctions réalisées ont un rendement de 28 %, ce qui est 3 points de plus que le record précédent sur silicium datant d’une dizaine d’année et de 25%. Cette valeur se rapproche de la limite théorique d’environ 33%.

SoloPower En plus de produire des modules photovoltaïques souples à base de CIGS (cuivre-indium-gallium- sélénium), un matériau relativement nouveau, SoloPower utilise une technique de fabrication innovante: l’électrodépôt en process roll to roll sur du film d’acier. Notons que la technologie utilisée, en roll to roll, est considérée comme stratégique dans les feuilles de route de l’Initiative Sunshot.

La délégation a pu faire une visite détaillée et très impressionnante de la ligne de fabrication des modules. Malgré l’utilisation du procédé roll to roll, comme Unisolar, Nanosolar et Daystar, Solopower

7 Il est prévu de recycler le substrat au moins 100 fois ; un réacteur MOCVD en développement avec un débit de 2000 wafers/h et l’attaque chimique de la couche sacrificielle devrait prendre une heure en procédé « Batch ».

40 coupe des cellules de 100 x 100 mm². Celles-ci sont triées et assemblées en module avec un design de connexion original (« shingle-like »). Les produits ont passé les certifications TüV avec des tenues très au-delà de la norme (400 cycles et 500 heures en chaleur humide). Le savoir-faire local en électrodéposition a été précieux pour la startup. Les modules de la ligne prototype visitée ont des rendements qui dépassent 11% et le record pour un module de 270 Wc atteint même 12,3%. L’objectif est d’atteindre 13,5% en 2012 pour un coût de production de 0,58 $ par watt.

La technologie de SoloPower amorce aujourd’hui sa phase de commercialisation. L’application majeure des produits de l’entreprise est le “BIPV”, ou solaire intégré aux bâtiments. A cet effet, des systèmes de fixation simple ont été conçus pour installer les modules sur des bacs en acier ou sur les toitures en terrasse. D’autres emplacements plus surprenants sont envisagés par SoloPower, qui cherche des endroits inoccupés ou peu esthétiques: par exemple des terrils, des réservoirs ou des terrains instables comme les décharges publiques. Notons que cette entreprise très innovante sur le plan technologique est positionnée sur la même démarche stratégique qu’une startup française, Nexcis, qui commence son développement industriel. Les deux entreprises utilisent le même matériau et un procédé électrochimique atmosphérique.

3.4.2 - Entreprises utilisant du silicium Bien que moins susceptibles de mener à des innovations de rupture, les solutions reposant sur le silicium peuvent encore être améliorées, comme l'ont montré les visites de deux jeunes entreprises de ce secteur. Cogenra utilise un système de concentration pour tirer un maximum de profit du bon rendement des cellules au silicium, tandis que Calisolar a racheté un savoir-faire au Canada de 6N Silicon et développe ce nouveau procédé de purification du silicium brut spécialement adapté au marché du solaire au stade industriel. Enfin, la visite de Sunpower a permis de rencontrer une entreprise de référence qui figure parmi les leaders mondiaux de l'énergie photovoltaïque.

Cogenra Cogenra s’est positionnée sur la co-génération de chaleur et d’électricité sous faible concentration de l’énergie solaire (facteur 10). L’entreprise est en train de mettre en place des projets en France et nous a réservé un accueil très chaleureux.

Deux rangées de cellules montées en série à 90° convertissent la lumière en électricité ; la concentration est assurée par des sections de miroirs plans de même largeur, disposés sur une enveloppe parabolique. Des échangeurs à l’arrière permettent d’extraire la chaleur avec un débit et une température d’eau ajustable selon le besoin (on privilégie la production d’électrons ou de calories selon l’heure). Le fluide caloporteur est de l’eau glycolée qui circule en circuit fermé ; elle peut monter à des températures de 60°C à 80°C au contact des cellules photovoltaïques. L’eau chaude est stockée dans un énorme ballon. Dans les dispositifs les plus récents, des cellules silicium avec un design de métallisation différent ont été retenues. Comme la chute de rendement des cellules est entièrement due à la chute de de la tension de circuit ouvert, il n’y a pas de pertes dues à l’adaptation de courant (matching).

Figure 17: Principe de fonctionnement d’un système Cogenra

L’originalité du produit est complétée par une organisation très pragmatique et une approche de coûts réduits:  La conception du produit est le fruit d’une réflexion sur les besoins identifiés de clients industriels qui consomment de l’électricité mais ont également des besoins en chaleur de basse température. Les installations vinicoles représentent ainsi un des cœurs de cible de Cogenra, comme l’a illustrée notre visite dans la Nappa Valley où la chaleur est utilisée pour chauffer de l’eau servant à nettoyer les énormes cuves d’une usine d’embouteillage.  En plus d’assurer le design et l’installation, Cogenra reste propriétaire des systèmes et en assure l’opération et la maintenance. Cela nécessite évidemment un apport en capital plus important pour la société, mais offre une solution à faible risque pour le client. L’électricité est achetée via un contrat d’une durée de 15 ans.  Afin d’abaisser les frais, les cellules photovoltaïques utilisées sont standards, le système de suivi du soleil est très simple et l’ensemble est conçu pour ne nécessiter qu’une maintenance réduite.  Enfin, l’installation de quelques systèmes sur le toit de Facebook prochainement assure à Cogenra une forte visibilité par rapport à la taille de l’entreprise (52).

La société a été créée il y a deux ans sous l’impulsion du fonds de capital-risque Khosla Ventures qui jugeait l’idée prometteuse. Il a injecté plusieurs millions de dollars dans le projet et recruté chez Applied Materials celui qui est aujourd’hui le charismatique PDG de l’entreprise. Du point de vue des startups françaises, une levée de fonds aussi rapide est exemplaire. Le temps gagné dans le développement permet de prendre les premières parts de marché, ce qui est un fort avantage compétitif. Notons également que Cogenra participe à un programme de recherche financé par la California Public Utilities Commission pour accroître la production d’électricité en cas de forte demande sur le

42 réseau électrique. A l’instar de nombreuses startups, l’entreprise bénéficie donc d’argent public pour aller au-delà de son développement à court terme et explorer d’éventuelles sources de revenus supplémentaires.

Calisolar Calisolar a été créée en 2006 avec $200 millions de capitaux privés, dont les neuf premiers ont été levés en seulement trois mois. Le fondateur président, Kamel Ounadjela, est un français.

L’entreprise produit des cellules PV (1,5 millions/an en Californie) à partir de silicium brut, elle possède donc des compétences en purification du matériau, fabrication de wafers et transformation en cellules. Malgré des résultats techniques jugés très bons par les experts français - cellules multicristallines entre 16 et 17% dans une ligne wafers et cellules de 80 MWc -, l’activité de production de cellules va être abandonnée en raison du manque de rentabilité par rapport à la concurrence asiatique. En effet, le marché a disparu depuis quelques mois et les prix ont chuté (certains modules sont aujourd’hui disponibles à moins d’un dollar par watt, un prix que l’on n'attendait pas avant 2015). Comme d’autres interlocuteurs lors de nos visites (notamment au NREL), K. Ounadjela n’attribue pas l’avantage compétitif des chinois au faible coût de la main d’œuvre car celui-ci ne représente que 6% du prix du module. D’après lui c’est plutôt leur capacité à construire très rapidement de grandes capacités de production -et donc d’acheter en grandes quantités- qui les différencie et en dépit de la force de frappe des asiatiques, actuellement “tout le monde perd de l’argent”. Les sociétés « tier 1 » produisent à 50% de leurs capacités et les autres sont à 20% ou ferment. Même le géant chinois Suntech a vu sa capitalisation plonger de $3 milliards à $400 millions en deux ans. La faiblesse de cette valorisation malgré un chiffre d’affaire de $3 milliards proviendrait de l’absence de bénéfices.

Ainsi, Calisolar a focalisé son activité sur la production de silicium de qualité solaire. Grâce à l’achat d’une entreprise canadienne 6N en 2010, la société maîtrise parfaitement un procédé de purification en phase liquide par solution d’aluminium. Une ligne de 16.000 tonnes/an représentant un investissement de $600 millions est en construction dans le Mississippi. Soulignons que l’acquisition de 6N présente un intérêt supplémentaire pour Calisolar car la société est située en Ontario. En effet, cet état du Canada n’accorde un tarif d’achat à l’électricité produite par un système photovoltaïque que si 40% à 60% du matériel qui le compose est produit localement ("local content"). Le silicium canadien possède donc un avantage compétitif (53)(54).

En conclusion, selon K. Ounadjela, le recentrage de son entreprise sur l’amont de la chaîne photovoltaïque est un exemple de l’adaptabilité nécessaire pour affronter la compétition féroce des asiatiques. D’après lui, l’autre segment où l’on peut faire de la marge est l’aval, c’est-à-dire l’installation. Enfin, en ce qui concerne le balance of system (tous les éléments d’une installation photovoltaïque qui ne sont pas le module): “il constitue désormais 50% du prix et va nécessairement être optimisé sous la contrainte”.

Sunpower Total a récemment pris une participation de 60% - soit 1,3 milliards - dans cette société (55) plus ancienne que Cogenra et Calisolar, fondée dans les années 70 par un professeur de Stanford: Richard Swanson. Bien que certains regrettent que ce soit aux États-Unis que la grande entreprise française investisse, cette opération est un signal fort en France pour la légitimité de l’énergie solaire et sa reconnaissance en tant que réelle industrie. Les cellules SunPower sont les plus performantes du marché en silicium cristallin et elles reposent sur une technologie de contacts face arrière interdigités (IBC) très innovante. Les contacts métalliques permettant de prendre le courant sont tous entrecroisés en face arrière ce qui évite les pertes en courant dues à l'ombrage (shadowing effect). L'assemblage de telles cellules se fait avec un procédé spécifique à Sunpower : pas de stringers reliant les cellules entre elles en alternant face avant et face arrière, mais une sorte d'agrafe spécifique à souder. La délégation a pu visiter une ligne d'encapsulation dans l'usine Sunpower/Flextronics de Milpitas, ce qui a permis de réaliser que même si cette ligne est tout récente, le procédé n'est pas encore complètement automatisé. Il serait apparemment plus intéressant d'effectuer à la main quelques rares étapes de préparation (en particulier la préparation et la soudure des bus bar et la mise en cadre), mais les arbitrages qui ont mené à ce choix n’ont pas été éclaircis.

Figure 18: Etape manuelle dans l’assemblage des cellules en modules photovoltaïques

La création d'emplois industriels de Sunpower dans l'assemblage de cellules (produites en Asie) en module pour le marché américain entre parfaitement dans l'objectif du gouvernement californien de créer des emplois verts. A cet égard, la récupération d’une usine d’assemblage de carte électronique et du personnel de Flextronics est exemplaire du volet social associé aux usines implantées au plus proche du marché. On retrouve quelque chose de très proche en France avec l’usine de Bosch à Vénissieux (56), plus moderne et automatisée.

3.5 - Networking

3.5.1 - Capital-risque La délégation a rencontré lors d'un dîner à la fois des fonds de capital-risque et des startups appartenant au portefeuille d'investissement de ceux-ci. Ainsi Crosslink Capital Partners, investisseur dans Solopower et Alta Devices était présent, ainsi qu'un représentant d'Alta Devices. Le directeur général de Solexant, ancien capital-risqueur maintenant à la tête de cette startup du CIGS était également présent ainsi que les directeurs de Cogenra et Solar Junction. L'objectif était de comprendre la dynamique du financement de l'innovation par le capital risque dans le solaire en Californie. Ces dernières années, les fonds de capital risque se sont engagés massivement dans le solaire, poussés par l'effervescence du secteur et l'immaturité technologique de cette industrie. Le marché paraissait considérable et en forte croissance; certains fonds ont pu faire de substantiels retours sur investissement. Aujourd'hui, une certaine désillusion domine et le rythme des investissements s’est ralenti (Figure 19). L'industrie solaire est devenue très capitalistique : un investissement initial de 100 à 150 millions de dollars est indispensable pour pousser une technologie à maturité et la porter en phase d'industrialisation. De surcroît, les surcapacités de production de modules PV silicium en Asie biaisent le marché et rendent moins attractives pour les capital-risqueurs des startups à la technologie pourtant prometteuse.

Figure 19: Montants des investissements de capital-risque dans les startups des technologies propres entre 1995 et 2010 aux différents tours de financement des entreprises (A : premier tour) (57)

A moyen terme, il est à craindre une raréfaction des fonds privés disponibles pour le financement de cette industrie, en raison de taux de retour sur investissement inférieur aux standards des fonds de capital-risque. Même dans les cas d'IPO (entrées en bourse), la valorisation boursière des meilleures entreprises du secteur (ex : First Solar) reste peu ou prou équivalente au montant des capitaux investis... donc sans intérêt pour les capitaux-risqueurs.

3.5.2 - Les Français de la vallée Le Solar Tech Tour s'est achevé sur une rencontre avec les français travaillant dans le domaine solaire dans la région de San Francisco. Les sociétés suivantes étaient représentées: Solaria, Sunpower, Alphabet Energy, Skyline Solar, Areva Solar, Enphase Energy, PG&E, Nanosolar, Sunplanter, Tetrasun, Crosslink Capital Partners, Cogenra. Ce fut l'occasion de nombreuses prises de contact avec la délégation et de comparer les situations françaises et américaines dans le secteur. Un point très intéressant relevé par la délégation lors de ce contact avec les français du solaire californien et les autres personnes impliquées dans ce secteur, c’est le dynamisme et l’optimisme de leur comportement à la fois humain et entrepreneurial ainsi que leur grande capacité d’adaptation. L’économie semble pour eux un jeu auquel ils se consacrent avec passion. L’échec n’est pas vécu comme en France de façon négative mais comme une composante du fonctionnement du système, qui peut être suivi d’un rebond. De l’avis de la délégation, cet esprit « californien » était très sensible et contrastait dans une certaine mesure avec la morosité qui accompagne le domaine en France. Une autre caractéristique remarquée est la proximité entre la communauté de l’innovation allant des chercheurs/professeurs, aux entrepreneurs et aux capital-risqueurs. Il est frappant de voir que ces métiers ne sont pas étanches entre eux et qu’une même personne peut passer de l’un à l’autre durant différentes phases de sa carrière, ce qui contribue au décloisonnement entre ces métiers et à une connaissance exceptionnelle des domaines respectifs. Il n’est pas rare d’ailleurs de voir des capital- risqueurs piloter, grâce à leurs compétences techniques, l’émergence d’une startup dans un domaine prometteur. En France, ces métiers relèvent souvent de formations et de cultures différentes entre lesquels les « mobilités » sont pratiquement inexistantes. Une illustration : le responsable scientifique de l’université de Stanford, qui a reçu la délégation, fut précédemment représentant dans une entreprise.

Ainsi, pour la délégation française le passage californien a confirmé les capacités de la région en termes d'innovation et de création de valeur. Globalement impressionnés par les opportunités de financement s'offrant aux startups de la Silicon Valley malgré le contexte difficile, les membres de la délégation sont convaincus que, si la France parvenait à mettre en place un écosystème similaire, nombres d'entreprises fleuriraient. Le capital-risqueur serait ainsi un acteur pivot trop peu présent en France du fait des perspectives de valorisation boursière qui sont plus faibles qu'aux États-Unis. En chiffres, il y aurait par exemple 4.000 business angels contre 40.000 au Royaume-Uni et… 400.000 aux États-Unis (58)! Ce constat des entrepreneurs français pourrait les encourager à venir chercher des capitaux et se développer en Californie, profiter des avantages de la région (croissance rapide, accès aux technologies innovantes et aux nouveaux marchés etc). Néanmoins cela nécessiterait des concessions: les entrepreneurs américains doivent bien souvent céder des parts de leurs sociétés et les français sont moins habitués à cette perte de contrôle sur la destinée de leur entreprise. De plus, de l’avis des résidents américains il ne faut pas se focaliser sur les spécificités de l’économie française et de ses contraintes, et ne pas compter sur les aides et subventions variées qui pourraient être accordées. Pour eux, l’aventure nécessite un effort personnel vraiment très important.

FOCUS FRANCE Trois directions à suivre selon les français présents aux États-Unis:  Favoriser le développement du capital-risque en France  Favoriser l’entrepreneuriat  Savoir adapter le modèle d’affaire en cours de route

3.6 - Depuis la mission : vision californienne du conflit commercial avec la Chine Depuis la fin de la mission Solar Tech Tour un nouvel évènement a éclairé les perspectives économiques du secteur : le dépôt d’une plainte par un consortium d’industriels américains du solaire pour pratiques commerciales illégales de la Chine. Quelle est l’opinion générale des entreprises sur ce conflit économique de leur pays avec la Chine? Plusieurs conférences ont abordé le sujet à San Francisco durant la deuxième semaine de décembre 2011 (59)(60) et il ressort que les entreprises (industriels, startups, VC) ne sont globalement pas favorables à cette forme de “néo-protectionnisme”. Dans un contexte extrêmement porteur où de nouvelles technologies (onduleurs, smart grids,...) arrivent à maturité, ils perçoivent que le faible prix actuel du module photovoltaïque est une opportunité forte pour la croissance de cette industrie toute entière et certains regrettent “qu’alors que l’Europe est encore en train de subventionner les panneaux solaires, les États-Unis sont sur le point de les taxer!” (61).

Les faits: un cas de litige sur le commerce de panneaux solaires Le 19 octobre 2011, pendant l’un des principaux forums mondiaux sur l’énergie solaire qui se déroulait cette année au Texas, s’est tenue une conférence de presse à Washington D.C.: une coalition d’industriels américains du solaire fraîchement constituée, la CASM, annonçait qu’elle portait devant l’US International Trade Commission (ITC) une plainte contre les producteurs étrangers et leurs pratiques illégales “ayant causé l’élimination de milliers d’emplois en Arizona, en Californie, au Massachusetts, au Maryland, à New York et en Pennsylvanie” (62). C’est essentiellement la Chine qui était visée car accusée de subventionner ses producteurs nationaux de modules photovoltaïques au silicium avec des aides dont ne peuvent bénéficier les étrangers (63). Hormis la branche américaine de l’entreprise allemande SolarWorld, porte-parole de la CASM, les six autres membres fondateurs de la coalition sont restés anonymes. A la fin du mois de novembre 150 membres supplémentaires - qui déclarent employer 11.000 travailleurs - approuvaient la démarche de CASM (64).

Figure 20: Productions cellules solaires Monde et Amérique du Nord (Source GTM)

La première étape de la procédure enclenchée par cette plainte était une étude de l’ITC dont les conclusions ont été annoncées le 2 décembre: un vote à l’unanimité au sein de la commission a estimé que les producteurs américains sont lésés par les pratiques de producteurs étrangers. Par la suite, l’administration des importations du Department of Commerce (DoC) devra déterminer s’il y a eu “dumping” ou non, c’est-à-dire si les fournisseurs chinois vendent à un prix inférieur au coût réel de production. En cas de réponse affirmative, une taxe d’importation serait sans doute imposée sur les modules photovoltaïques chinois afin de rétablir un prix jugé plus équitable. Une première estimation a évalué cette taxe entre 50% et 250%. Enfin, si les conclusions du DoC indiquaient de surcroît que le gouvernement chinois a subventionné la fabrication des modules, la taxe pourrait être de 100% supplémentaire (65). Face à l’attaque, 14 producteurs chinois concurrents se sont unifiés sous une même bannière pour protester et demandent des contre-investigations afin d’évaluer les subventions fédérales et régionales octroyées aux compagnies américaines. Les producteurs de poly-silicium comme Hemlock Semiconductor et MEMC sont particulièrement visés (66).

Solyndra: une affaire de politique intérieure à l’origine d’un conflit international? La perte sèche d’argent public due à la faillite de Solyndra a fortement avivé les débats politiques sur le programme de subventions des énergies renouvelables engagé par l’administration Obama (67; 68), en pleine période des primaires pour les élections présidentielles de 2012. Les défenseurs du gouvernement font notamment valoir le fait que le prêt garanti a été décidé en 2009 lorsque les panneaux “silicium” étaient plus chers que les panneaux “couches minces”, et que c’est la chute drastique et inattendue des prix qui a enlevé tout espoir au produit de Solyndra de devenir un jour compétitif. Aujourd’hui en effet, des modules photovoltaïques sont disponibles à $0,85/W -un prix que les scénarios les plus optimistes n’envisageaient pas avant 2015- et la grande majorité des producteurs du monde entier subissent des pertes; une situation indéniablement due à un fort accroissement de la production mondiale et particulièrement chinoise (parmi les 10 premières entreprises mondiales, 7 sont chinoises – cf Figure 21).

Figure 21: Estimation des capacités de production des dix plus gros producteurs de modules photovoltaïques mondiaux (69)

Au cours de l’année 2011, la demande en modules polycristallins a été d’environ 11 à 13 GW alors que l’offre estimée “viable” se situerait plutôt autour de 26 GW, et la situation ne semble pas devoir s’améliorer en 2012 (70). Ainsi, la banqueroute de Solyndra a-t-elle été associée fréquemment à la concurrence déloyale de la Chine et la plainte déposée en octobre sonne comme une riposte. Le président Obama lui-même a déclaré dans une interview en novembre (71) “nous avons vu beaucoup de pratiques concurrentielles discutables de la part de la Chine dans le domaine des énergies propres, et j’ai été plus déterminé que les administrations précédentes à faire appliquer nos lois sur le commerce”, confirmant la dimension politique de l’affaire.

Que disent les industriels? Du point de vue de l’industrie néanmoins, cette banqueroute ne sonne pas comme une défaite des produits ou du marché américains et le “buzz” qui l’entoure est essentiellement vécu comme une politisation de l’affaire *9+. Eric Wesoff, éditeur en chef du magazine GreenTech Media, estime que le cas de Solyndra traduit simplement l’erreur des capital-risqueurs lorsqu’ils ont commencé à s’intéresser aux “technologies propres” au début des années 2000. Ils imaginaient que, grâce à leur expertise et leur argent, ils pourraient aisément répliquer le modèle de développement réussi des semi-conducteurs de l’informatique sur le secteur du photovoltaïque. Cet état d’esprit est perceptible lorsque l’on examine la composition du conseil d’administration de la société déchue: aucun professionnel de l’énergie n’y figure et, à part le président-fondateur Chris Gronet(72), aucun scientifique mais des avocats et des capital-risqueurs. Par ailleurs, Wesoff juge normal qu’il y ait des réussites et des échecs dans les prêts garantis par l’état car les évaluations technologiques et économiques des entreprises sont faillibles, et même les investisseurs les plus agiles se trompent régulièrement. Il est probable, et ce n’est pas particulièrement inquiétant, que d’autres entreprises ayant bénéficié du programme 1705 de prêts garantis fassent faillite, les plus à risque étant, selon plusieurs sources, Abound Solar et SoloPower. Le fabricant de wafers “1366” qui a reçu des subventions gouvernementales dans le cadre de la recherche sur les concepts avancés (ARPA-E (73)) et dans le cadre de l’initiative Sunshot est également soumis aux conditions difficiles du marché (74).

L’erreur d’investir massivement dans une technologie sans avoir vu que les coûts de la technologie concurrente baisseraient drastiquement a déjà été faite dans d’autres domaines -les écrans plats par exemple.

La politique de relance du gouvernement serait-elle obsolète? La stabilité du programme de prêt du Department of Energy (DoE) ne paraît pas réellement ébranlée puisqu’une assurance de 15% était prévue dans le budget et que les dettes qui ne pourront être honorées par les entreprises aidées ne représentent aujourd’hui que 20% de cette somme. Cependant, des observateurs émettent des réserves sur les choix du gouvernement car selon eux certaines sociétés auraient pu mieux faire fructifier une telle aide du gouvernement : Zepsolar, Tygo Energy ou EnPhase qui avaient il y a quelques années de gros problèmes de financement sont aujourd’hui des entreprises florissantes. Plusieurs signes du désintérêt des entreprises pour le programme 1705 sont en effet tangibles ces derniers mois, certaines ayant même refusé une garantie de prêt qui leur avait accordée (75). Kevin Gibson, directeur technique chez Solaria, a d’autre part pointé des incertitudes dans les conditions d’obtention de subventions dans le cadre de l’initiative fédérale “SunShot”. Particulièrement visée, une clause imposant que la production soit effectuée aux États-Unis jusqu’à cinq ans après l’obtention de la subvention est apparue puis disparue au fil des mises à jour du programme, donnant l’impression d’une ligne directrice floue de la part du gouvernement. Une alerte précisant que les dirigeants devraient répondre de leurs dettes a également été ajoutée. Solaria a depuis abandonné l’idée de faire une demande de subvention. Il faut toutefois rappeler que le programme 1705 avait été lancé dans le cadre du plan de relance de 2009 alors qu’il était particulièrement difficile de lever des capitaux, et qu’il était conçu pour être temporaire. Si son prolongement n’est pas particulièrement réclamé par l’industrie solaire, cela traduit peut-être simplement la maturité du secteur et sa capacité à se développer seul. Le cas de SolarCity abonde en ce sens: mi-2010, il semblait inconcevable à l’entreprise que son plan “SolarStrong” (construire 120.000 toits solaires sur des propriétés militaires privatisées) d’un budget d’un milliard de dollars se réalise sans l’appui de l’état sous forme de prêt garanti. Or, bien que cela n’ait pas été possible avant la date limite d’expiration du programme le 30 septembre 2011, la banque Merill Lynch a tout de même accepté de financer le projet ce qui montre qu’il est finançable par des fonds privés (76). En conclusion, le secteur solaire reconnaît que “l’affaire Solyndra” est directement liée à la surproduction globale, mais, à part les fabricants de modules, personne ne se plaint de la situation du marché car elle est favorable aux projets de développement.

A qui le conflit commercial va-t-il réellement bénéficier? La situation du solaire serait elle idyllique ? Nous serions sur le point d’atteindre la parité réseau, rendant ainsi viables des centaines de projets qui ne l’étaient pas et ne trouvaient pas de financement il y a deux ans. Selon Solaria, alors que quelques années auparavant il fallait se battre pour convaincre les investisseurs qu’il y aurait des clients pour les produits solaires, aujourd’hui il y a un marché en forte croissance et des projets se développent dans des endroits que l’on n’imaginait pas dans le passé: l’Afrique du Sud, le Chili, le Pérou... Dans un monde où l’on construit chaque année 4,7 TW de capacité de production d’électricité, le marché du solaire n’est encore qu’une goutte d’eau dans l’océan et les perspectives de développement sont fortes. C’est pourquoi les acteurs du secteur déplorent la plainte déposée en octobre, car elle peut freiner l’élan du marché, et cherchent à la décrédibiliser en soulignant l’anonymat de ceux qui la portent. En

50 effet les six “autres” à part SolarWorld sont probablement de petits producteurs de modules. Si on ne connaît pas leur identité, on sait qu’ils ne comptent pas dans leurs rangs les plus grosses entreprises du solaire comme SunPower, First Solar, Miasolé, CaliSolar, MEMC et Suniva (77). D’après un développeur de projets, la plainte est tout simplement une action portée par une entreprise allemande qui n’a su être compétitive ni sur les prix ni sur la qualité et ne représente pas l’état d’esprit des entreprises américaines. Surtout, les participants aux conférences ont déclaré ne pas réellement comprendre qui serait avantagé par une taxe douanière qui empêcherait la commercialisation de modules silicium à 80c$ dès l’année prochaine. A part quelques producteurs de modules en couches minces qui vont avoir un peu de marge et de temps pour monter en compétence et quelques producteurs de modules américains qui ne font pas fabriquer en Chine (par exemple First Solar qui a des usines aux Philippines), qui ne représentent qu’un faible nombre de société, personne n’en bénéficierait vraiment. Enfin, de l’avis de tous les conflits internes sont toujours dommageables et il ne faut pas oublier que la “vraie” industrie concurrente du solaire est celle du charbon, et surtout du gaz.

La “répartition des taches” entre la Chine et les États-Unis serait-elle plus productive ? A plusieurs reprises il a été rappelé que les États-Unis sont des exportateurs nets de produits photovoltaïques et que le point fort du pays est l’innovation8. Or, la cellule est un seul élément de la chaîne de production solaire et il reste beaucoup d’opportunités d’innovation sur le reste de la chaine, notamment l’assemblage des modules, le balance of system, l’implantation, le déploiement... Avec le développement de grandes centrales l’approche sur les coûts va devenir plus crédible et des bonnes pratiques vont se développer, ce qui est très important car le changement d’échelle des montants en jeu implique de crédibiliser la durabilité des systèmes. Par ailleurs, 50c$ sont aujourd’hui perdus dans l’inefficacité des procédures administratives aux États-Unis, soit environ 10% du coût total d’installation! Puisqu’il sera extrêmement ardu de trouver de nouveaux financements pour des usines de production de panneaux solaires, les entreprises américaines doivent se concentrer sur les segments sur lesquels elles peuvent apporter une forte valeur ajoutée. D’ailleurs, le nouvel engouement de la Silicon Valley est la création de startups positionnées sur des modèles d’affaire innovants pour installer des systèmes photovoltaïques, une activité moins capitalistique et jugée moins risquée. D’autres, à l’instar de Solaria, jouent sur la différenciation des produits: cette entreprise qui propose un système basse concentration désire avant tout réduire les immobilisations. D’après Kevin Gibson, il ne faut pas s’aventurer à concevoir des systèmes compliqués comme ceux de la très haute concentration (utilisant des cellules à multijonctions (68)). Ainsi, de l’avis des intervenants, il n’est avantageux pour personne de chercher à produire les modules absolument aux États-Unis car les Chinois produisent aujourd’hui des cellules d’excellente qualité et sont experts dans la manière de réduire les coûts avec des méthodes intelligentes. Par exemple, de véritables pôles de production ont été mis en place et la fabrication du verre se fait sur le même site que celle des modules. Il est donc naturel que la production se fasse là-bas et les États-Unis devraient ménager leurs relations avec la Chine. Aujourd’hui, sans financement des capital-risqueurs et sans garanties de prêt du gouvernement fédéral, les entreprises américaines peinent à lever l’argent nécessaire pour leurs investissements, et une bonne alternative est souvent de trouver des partenaires puissants avec lesquels s’allier sous forme de “joint ventures” (JV)... or ces partenaires sont souvent des entreprises chinoises qui ont moins de

8 On pourrait objecter ici que bien que chacune de ces deux affirmations soient vraies, il est incorrect de les relier. Les États-Unis sont exportateurs nets non pas grâce à leur capacité d’innovation mais parce que l'énergie électrique y est bon marché et qu'ils ont su développer tôt des usines de purification du silicium.

51 difficultés à trouver des fonds (78)(79). La récente plainte pourrait éloigner d’éventuels partenaires chinois souhaitant entrer sur le marché américain par le biais de ces JV, ce qui serait in fine un manque à gagner pour les Américains. Un investisseur a d’autre part fait remarquer que les entreprises du solaire sont globales et qu’il est difficile d’associer chacune à un pays donné. A titre d’exemple, les actions du producteur Suntech, d’origine chinoise, s’échangent notamment sur le New-York Stock Exchange (80), une bourse où beaucoup des actionnaires sont américains. L’entreprise Solarworld qui mène la CASM est-elle une entreprise allemande ou américaine? Par ailleurs, lors du plan de relance américain de nombreuses entreprises chinoises sont venues s’installer dans la baie de San Francisco pour bénéficier des subventions et ont créé à cette occasion des milliers d’emplois américains. Enfin, les États-Unis représentent moins de 10% du marché global qui atteint 20 GW/an (81). Si la Chine ne peut plus vendre à l’Amérique, cela ne la freinera pas réellement dans son élan. Ajoutons de plus que la Chine, après avoir instauré un tarif d’achat de l’électricité photovoltaïque en juillet (82), a très récemment relevé ses objectifs d’installations cumulées de 10 GW à 15 GW d’ici à 2015 et que son marché intérieur pour l’année 2011 va certainement dépasser ceux du Japon et des États-Unis (83).

“Designed in California, made in China”? Historiquement, les décideurs de Washington D.C. et les entrepreneurs de la Silicon Valley ont toujours eu des positions assez éloignées. Depuis cinq ans on observait un désir réciproque de communication et de compréhension, mais de l’avis des intervenants force est de constater aujourd’hui que ces deux mondes restent très différents. Par exemple, les politiques d’entreprises semblent déconnectées des enjeux politiques fédéraux et globaux, et les négociations sur le climat qui se sont déroulées à Durban n’ont pas réellement intéressé les entrepreneurs de la Silicon Valley. Au niveau national, si le gouvernement instaurait un prix du carbone les entreprises des technologies propres s’en réjouiraient, mais elles ne misent pas sur cette possibilité et ne l’incluent pas dans leur modèle d’affaire, les décisions politiques contenant une part d’incertitude et de risque qu’elles ne veulent pas assumer. Finalement, il n’est pas surprenant d’entendre des points de vue très contrastés sur la guerre économique entre la Chine et les États-Unis. Alors que le gouvernement cherche à ré-industrialiser le pays avec une vision à long terme, les investisseurs et les entrepreneurs espèrent des temps de retour sur investissement de l’ordre de quelques années et se réjouissent naturellement de la vitalité de leur marché. C’est pourquoi dans la baie de San Francisco où le but ultime est l’innovation, le fameux slogan d’Apple “designed in California, made in China” séduit.

Conclusions Les acteurs américains sont convaincus de la pertinence de soutenir une politique basée sur l’innovation, et de gros moyens humains et matériels sont actuellement déployés pour accélérer l’effort de recherche sur l’ensemble du secteur photovoltaïque : modules, onduleurs, balance of system, installation automatisée des systèmes, allègement des procédures administratives… Ceci est très visible dans les centres de recherche avancée comme le National Renewable Energy Laboratory et les universités de Berkeley et Stanford, où les recherches sur les cellules photovoltaïques à très hauts rendements, y compris les développements futurs de la filière au silicium, les couches minces, les procédés innovants comme le roll to roll, sont apparues comme des voies importantes de différenciation. L’étude des nouveaux matériaux est systématiquement accompagnée d’une réflexion sur la disponibilité des éléments utilisés ; les recherches sur le CZTS qui utilisent le savoir-faire acquis sur le CIGS en sont une illustration. Néanmoins, il est nécessaire de rappeler que si la balance commerciale des États-Unis dans le secteur photovoltaïque est excédentaire de presque 2 milliards de dollars aujourd’hui (3), ce n’est pas grâce à l’innovation mais grâce aux exportations de silicium purifié. La ré-industrialisation sur le territoire américain via la construction d’usines de production de modules photovoltaïques innovants reste un pari délicat dans un climat économique hésitant et un contexte réglementaire timide et hétérogène, et elle se heurte à une concurrence asiatique féroce.

Il ressort de cette mission que partout dans le monde l’énergie solaire aura besoin d’être encouragée par les pouvoirs publics pendant encore de nombreuses années, avec une baisse régulière et progressive de ces aides à mesure que le secteur devient autonome et mature. Au-delà de l’aval (installation et consommation) il semble important que l’ensemble de la chaîne de la valeur de l’industrie soit surveillée et concernée par le soutien des pouvoirs publics, afin d’éviter que des pays qui aident d’autres segments aient des positions ultra-dominantes sur ceux-ci. C’est par exemple le cas de la Chine avec la fabrication de cellules au silicium. La fabrication de modules (assemblage des cellules) est une étape qui semble-t-il tend naturellement à être effectuée localement, à l’instar de l’usine de Sunpower visitée dans la Silicon Valley. Il apparaît pertinent d’étudier les éléments qui font la force des entreprises chinoises, comme le coût du crédit, du transport, de la logistique et de l’énergie locale qui entrent dans le coût de fabrication des modules (il est maintenant établi que la compétitivité chinoise ne vient pas du coût de la main d’œuvre). Il a été frappant de constater que les acteurs américains ne voient pas l’abaissement des prix de modules photovoltaïques (dû en partie au dumping chinois) uniquement de façon négative. Bien que cela pose aux États-Unis des problèmes similaires à ceux rencontrés en Europe, la baisse des prix est également perçue comme une opportunité pouvant permettre au photovoltaïque de changer d’échelle et ouvrant la perspective de nouveaux marchés, y compris en Chine, pour l’industrie américaine. L’innovation est envisagée comme levier prioritaire pour saisir cette opportunité. Enfin, la forte présence des grandes entreprises françaises sur la scène internationale peut être un levier pour accélérer la montée en puissance au niveau national et international et permettre une politique dynamique de différentiation et d’attractivité de nos produits.

Bibliographie 1. Department of Energy. White Paper to Explore A Grand Challenge for Electricity from Solar $1/W Photovoltaic Systems. [En ligne] Octobre 2010. http://www1.eere.energy.gov/solar/sunshot/pdfs/dpw_white_paper.pdf. 2. Energy Information Administration. Levelized Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2011 . *Online+ nov. 2010 йил. http://205.254.135.24/oiaf/aeo/electricity_generation.html. 3. Climate Progress. "The Solar Industry Is on Fire," saysTime, So Don't Be Fooled By Solyndra Bankruptcy Circus. *Online+ 15 sept. 2011 йил. http://thinkprogress.org/romm/2011/09/15/319767/september-15-news-the-solar-industry-is-on-fire- says-time-so-don%E2%80%99t-be-fooled-by-solyndra-bankruptcy-circus/. 4. ADIT. [Online] http://www.bulletins-electroniques.com. 5. Consulat général de France à San Francisco. Blog "FrenchscienceSF". [Online] http://frenchsciencesf.wordpress.com/. 6. Agence Internationale de l'Energie (AIE). Renewable Energy Technologies - Solar Energy Perspectives. [Online] 1er déc. 2011 йил. http://www.iea.org/files/Solar_Energy_Perspectives.pdf. 7. GigaOm. Warren Buffett’s MidAmerican buys massive Topaz solar farm. *Online+ 7 déc. 2011 йил. http://gigaom.com/cleantech/warren-buffetts-midamerican-buys-massive-topaz-solar-farm/. 8. Sustainable Plant. Installed Cost of PV Systems Falls in 2010 and 2011. [En ligne] 23 sept. 2011. http://www.sustainableplant.com/2011/09/installed-cost-of-pv-systems-falls-in-2010-and-2011/. 9. Keiser Analytics, LLC. Solar Sector Investment Strategy - Quantifying the US Solar Potential Using Retail Electricity Prices. *Online+ 7 déc. 2011 йил. 10. New York Times. A Third Solar Company Files for Bankruptcy. [En ligne] 6 sept. 2011. http://www.nytimes.com/2011/09/07/business/energy-environment/third-solar-company-files-for- bankruptcy.html. 11. Le Monde (blog). Les nuages s’accumulent sur le solaire allemand. *En ligne+ 24 jan. 2012. http://lauer.blog.lemonde.fr/2012/01/24/les-nuages-saccumulent-sur-le-solaire-allemand/. 12. National Renewable Energy Laboratory (NREL). 2010 Renewable Energy Data Book. [Online] Sept. 2011 йил. http://www.nrel.gov/analysis/pdfs/51680.pdf. 13. GreenTech Media (GTM). America Finally Joins the 1 Gigawatt PV Club. *Online+ 7 oct. 2011 йил. http://www.greentechmedia.com/articles/read/America-Finally-Joins-the-1-Gigawatt-PV-Club/. 14. pv-tech.org. US solar market reaches record quarterly installations. *Online+ 15 déc. 2015 йил. http://www.pv-tech.org/news/us_solar_market_reaches_record_quarterly_installations. 15. Consulat de France à San Francisco (Thomas Deschamps, Pauline Caumon). L'échec de Solyndra est-il l'échec de la politique pro-énergies renouvelables de l'administration Obama ? Bulletins Electroniques (ADIT). *Online+ 9 sept. 2011 йил. http://www.bulletins- electroniques.com/actualites/67635.htm. 16. Solar Decathlon. Présentation des équipes et de leurs projets. [Online] Consulté le 15 déc. 2011 йил. http://www.solardecathlon.gov/teams.html. 17. The Energy Collective. ARPA-E Director Majumdar: America Must "Out-Innovate" Foreign Competitors. *Online+ 14 oct. 2011 йил. http://theenergycollective.com/energynow/67132/arpa-e- director-majumdar-america-must-out-innovate-foreign-competitors. 18. Department of Energy. [En ligne] http://www.eere.energy.gov/. 19. —. The SunShot Program. [En ligne] Juin 2011. http://iee.ucsb.edu/files/2Ramesh.pdf.

20. Consulat Général de France à San Francisco (Pauline Caumon). Comment favoriser le développement des énergies renouvelables ? La Californie essaie un mécanisme d'enchères. Bulletins Electroniques (ADIT). *Online+ 7 jan. 2011 йил. http://www.bulletins- electroniques.com/actualites/65521.htm. 21. Maison Blanche. Fact Sheet: $2.3 Billion in New Clean Energy Manufacturing Tax Credits, site internet de la Maison Blanche. *Online+ 8 jan. 2010 йил. http://www.whitehouse.gov/the-press- office/fact-sheet-23-billion-new-clean-energy-manufacturing-tax-credits. 22. JRC Scientific and Technical Reports. PV Status Report 2011. [En ligne] Juil. 2011. http://re.jrc.ec.europa.eu/refsys/pdf/PV%20reports/PV%20Status%20Report%202011.pdf. 23. Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS). France global horizontal irradiation. [En ligne] 2007. http://en.openei.org/wiki/File:PVGIS-solar-horiz-FR.png. 24. California Energy Commission (CEC). California Solar Resources. [En ligne] Avr. 2005. http://www.energy.ca.gov/2005publications/CEC-500-2005-072/CEC-500-2005-072-D.PDF. 25. Cour des Comptes. Les coûts de la filière Électronucléaire. [En ligne] Jan. 2012. http://www.ccomptes.fr/fr/CC/documents/RPT/Rapport_thematique_filiere_electronucleaire.pdf. 26. White House. Materials Genome Initiative for Global Competitiveness. [En ligne] Juin 2011. http://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/materials_genome_initiative-final.pdf. 27. GreenTech Media (GTM). Fox News Equating SunPower With Solyndra . (et commentaires à la fin de l'article). [Online] http://www.greentechmedia.com/articles/read/fox-news-equating-sunpower- with-solyndra/. 28. Department of Energy. Energy Frontier Research Centers,. [Online] Consulté le 19 oct. 2011 йил. http://science.energy.gov/bes/efrc/. 29. Huffington Post. Obama State Of The Union Speech 2011: FULL TEXT & VIDEO. [En ligne] 25 jan. 2011. http://www.huffingtonpost.com/2011/01/25/obama-state-of-the-union-_1_n_813478.html. 30. US Energy Information Administration. Annual Energy Outlook 2011. *Online+ 26 avr. 2011 йил. http://www.eia.gov/forecasts/aeo/index.cfm. 31. EETV. SEIA's Resch says solar outlook positive despite Solyndra bankruptcy. [Online] 21 sept. 2011 йил. http://www.eenews.net/tv/transcript/1398. 32. Solar Energy Industries Association. *Online+ Clip diffusé en fév. 2011 йил. http://www.seia.org/cs/newsroom/multimedia/. 33. pv-tech.org. Solar Foundation census concludes that over 100,000 Americans are employed in the solar industry. *Online+ 17 oct. 2011 йил. http://www.pv- tech.org/news/solar_foundation_census_concludes_that_over_100000_americans_are_employed_i. 34. Cleantechies. Could an Arizona Town Become the Solar Capital of the World? [Online] 16 nov. 2011 йил. http://blog.cleantechies.com/2011/11/28/ontario-solar-industry-to-hold-town-hall-on-feed- in-tariff-changes. 35. GreenTech Media (GTM). SEIA’s Resch: US Will Be a 10 GW Solar Market in 2015, 1603 Will Be Extended, and More. *Online+ 16 nov. 2011 йил. http://www.greentechmedia.com/articles/read/SEIAs- Resch-U.S.-Will-be-a-10-GW-Solar-Market-in-2015-1603-Will-be-Exten. 36. pv-tech.org. Magnolia Solar receives US$750,000 Phase II Award From US Air Force Research Laboratory. *Online+ 1er déc. 2011 йил. http://www.pv- tech.org/news/magnolia_solar_receives_us750000_phase_ii_award_from_us_air_force_research. 37. National Academies. CNSTAT meetings. *Online+ Consulté le 15 déc. 2011 йил. http://www7.nationalacademies.org/cnstat/CNSTAT%20Meetings.html. 38. National Renewable Energy Laboratory (NREL). Sun Trackers Gather to Calibrate Instruments. *Online+ 31 oct. 2011 йил. http://www.nrel.gov/news/features/feature_detail.cfm/feature_id=163. 39. Greentech Media (GTM). It’s Official: 33% RPS Now the Law in California. [Online] 12 avr. 2011 йил. http://www.greentechmedia.com/articles/read/its-official-33-rps-now-the-law-in-california/.

40. National Renewable Energy Laboratory (NREL). Dynamic Maps, GIS Data & Analysis Tools - Solar. [Online] Consulté le 18 déc. 2011 йил. http://www.nrel.gov/gis/solar.html. 41. California Public Utility Commission. California Renewables Portfolio Standard (RPS). [Online] Consulté le 18 déc. 2011 йил. http://www.cpuc.ca.gov/PUC/energy/Renewables/. 42. California Solar Initiative. [En ligne] http://www.gosolarcalifornia.org/. 43. GreenTech Media Research, Enfinity. The U.S. PV Market in 2011 - Whitepaper. [Online] 2011 йил. http://www.enfinitycorp.com/lps/pvmarket2011/Enfinity2011WhitePaper.pdf. 44. Consulat Général de France à San Francisco (Thomas Deschamps). L'influence du Berkeley Lab sur la politique énergétique Américaine. *Online+ 10 sept. 2010 йил. http://www.bulletins- electroniques.com/actualites/064/64406.htm. 45. —. Un nouvel institut sur l'énergie et le climat à l'université de Berkeley. [Online] 28 jan. 2011 йил. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65727.htm. 46. R&D Magazine. Berkeley Lab research sparks record-breaking solar cell performances. [Online] 7 nov. 2011 йил. http://www.rdmag.com/News/2011/11/Energy-Solar-Energy-Berkeley-Lab-Research- Sparks-Record-Breaking-Solar-Cell-Performances/. 47. Consulat Général de France à San Francisco ( Marion Franc). Une leçon d'éco-entrepreneuriat à Berkeley : Cleantech To Market (C2M) . *Online+ 14 mai 2010 йил. http://www.bulletins- electroniques.com/actualites/063/63341.htm. 48. Consulat Général de France à San Francisco (Pauline Caumon). De la recherche au business : les formules du succès californien mises en oeuvre pour la croissance verte. *Online+ 20 mai 2011 йил. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66819.htm. 49. Consulat Général de France à San Francisco (Sébastien Rouif). Clean Tech Open 2011 : quelles sont les startups les plus prometteuses des technologies propres ? Bulletins Electroniques (ADIT). [En ligne] 2 déc. 2011. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/68403.htm. 50. GigaOm. Cogenra’s Hybrid Solar: Mirrors, Silicon & Heat. *Online+ 6 oct. 2010 йил. http://gigaom.com/cleantech/cogenras-hybrid-solar-mirrors-silicon-heat/. 51. C Net. Alta Devices lifts curtain on high-efficiency solar cell. [En ligne] 20 juin 2011. http://news.cnet.com/8301-11128_3-20072541-54/alta-devices-lifts-curtain-on-high-efficiency-solar- cell/. 52. Inhabitat. Cogenra to Install Solar Array on Facebook’s 10,000 Square Foot Fitness Center. *Online+ 14 nov. 2011 йил. http://inhabitat.com/cogenra-install-solar-array-on-facebook-fitness-center/. 53. Ontario Power Authority. FIT Program review underway. *Online+ Consulté le 15 déc. 2011 йил. http://fit.powerauthority.on.ca/fit-program-review-underway. 54. —. Feed-in Tariff program (p.15). *Online+ 2 juil. 2010 йил. http://fit.powerauthority.on.ca/Storage/11119_FIT_Rules_Version_1.3.1_August_13.pdf. 55. Reuters. Total $1.3 billion SunPower bid successful. [Online] 15 juin 2011 йил. http://www.reuters.com/article/2011/06/15/us-total-sunpower-idUSTRE75E2L820110615. 56. Expressions - Les nouvelles de Vénissieux. Bosch entre dans le système solaire. [En ligne] 20 jan. 2012. http://www.expressions-venissieux.fr/actualites/bosch-entre-dans-le-systeme-solaire-9761/. 57. GigaOm. The state of cleantech venture capital, part 1: The money. [Online] http://gigaom.com/cleantech/the-state-of-cleantech-venture-capital-part-1-the-money/. 58. Patrick Artus, Marie-Paule Virard. La France sans ses usines. [En ligne] Octobre 2011. http://www.touteconomie.org/index.php?arc=l1&num=240. 59. SVForum. SVForum Solar Trade War China. *Online+ 2011 йил 6-12. http://www.djcline.com/2011/12/07/dec-6-2011-svforum-solar-trade-war-chin/. 60. Summit, Energy and Clean Tech Innovation. San Francisco Business Times. *Online+ 2011 йил 9- 12. http://www.bizjournals.com/sanfrancisco/event/37441.

61. Thinking?, Solar Trade Dispute: What Is the U.S. Renewable Energy World. *Online+ 2011 йил 7- 12. http://www.renewableenergyworld.com/rea/blog/post/2011/12/solar-trade-dispute-what-is-the-u- s-thinking. 62. Today, Solar Trade War Officially Starts. GreenTech Media. *Online+ 2011 йил 19-10. http://www.greentechmedia.com/articles/read/solar-trade-war-officially-starts-today/. 63. China, SolarWorld and CASM’s Anti-Dumping Claims Against. GreenTech Media. [Online] 2011 йил 27-10. http://www.greentechmedia.com/articles/read/point-solarworld-and-casms/. 64. employers, CASM solar trade group adds 150 solar-industry. Electro-IQ. *Online+ 2011 йил 30- 11. http://www.electroiq.com/articles/pvw/2011/11/casm-solar-trade-group-adds-150-solar-industry- employers.html. 65. Firms, Panel Says Chinese Imports Hurt U.S. Solar. NY Times. *Online+ 2011 йил 2-12. http://www.nytimes.com/2011/12/03/business/energy-environment/chinese-imports-hurt-us-solar- companies-trade-commission-says.html. 66. SolarWorld, Top executives from 14 leading Chinese PV manufacturers gather to fight. pv- tech.org. *Online+ 2011 йил 30-11. http://www.pv- tech.org/news/top_executives_from_14_leading_chinese_pv_manufacturers_gather_to_fight_sol. 67. Obama?, L'échec de Solyndra est-il l'échec de la politique pro-énergies renouvelables de l'administration. Bulletin Electronique n°258. *Online+ 2011 йил 9-9. http://www.bulletins- electroniques.com/actualites/67635.htm. 68. 2011?, Où en est le photovoltaïque à concentration en. Bulletin Electronique n°247. [Online] 2011 йил 20-5. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66820.htm. 69. 2011), Top 10 World's Biggest Solar Producers (Estimated Module Production Capacity. Solar Plaza. *Online+ 2011 йил 12-6. http://www.solarplaza.com/top10-estimated-module-production- capacity-2011/. 70. Unfair trade, or getting whopped: SolarWorld. pv-tech.org. [Online] 2011 йил 8-12. http://www.pv-tech.org/guest_blog/unfair_trade_or_getting_whopped_solarworld. 71. Obama, Suntech, and SolarWorld on the Solar Trade Rift. GreenTech Media,. *Online+ 2011 йил 6-11. http://www.greentechmedia.com/articles/read/Obama-Suntech-and-SolarWorld-on-the-Solar- Trade-Rift/. 72. Profile, Christian M. Gronet. Bloomberg Businessweek. *Online+ 2011 йил 12. http://investing.businessweek.com/research/stocks/private/person.asp?personId=54334387&privcapId =33681528. 73. photovoltaics, 1366 technologies: enabling terawatt. Advanced Research Project Agency - energy. [Online] http://arpa- e.energy.gov/ProgramsProjects/OtherProjects/RenewablePower/1366DirectWaferEnablingTerawattPho tovoltaics.aspx. 74. 10 things you should know about the DOE loan guarantee program. GigaOm. *Online+ 2011 йил 2-12. http://gigaom.com/cleantech/10-things-you-should-know-about-the-doe-loan-guarantee- program/. 75. Calisolar ditches loan guarantee, lands in Mississippi. GigaOm. *Online+ 2011 йил 4-9. http://gigaom.com/cleantech/calisolar-ditches-loan-guarantee-lands-in-mississippi/. 76. SolarCity and Bank of America Merrill Lynch Move Forward With Project SolarStrong, Expected to Build More Than $1 Billion in Solar Projects. Business Wire. *Online+ 2011 йил 30-11. http://www.businesswire.com/news/home/20111129006975/en/SolarCity-Bank-America-Merrill-Lynch- Move-Project. 77. GreenTech Media. Obama, Suntech, and SolarWorld on the Solar Trade Rift. [En ligne] 6 nov. 2011. http://www.greentechmedia.com/articles/read/Obama-Suntech-and-SolarWorld-on-the-Solar- Trade-Rift/.

78. investors, LDK Solar raising US$472.7 million from Chinese institutional. pv-tech.org. [Online] 2011 йил 1-12. http://www.pv- tech.org/news/ldk_solar_raising_us472.7_million_from_chinese_institutional_investors. 79. JA Solar buys Chinese monocrystalline wafer supplier Solar Silicon Valley. pv-tech.org. [Online] 2011 йил 1-12. http://www.pv- tech.org/news/ja_solar_buys_chinese_monocrystalline_wafer_supplier_solar_silicon_valley. 80. Suntech Power Holdings Co., Ltd. (ADR). Google Finance. *Online+ 2011 йил 12. http://www.google.com/finance?cid=702165. 81. 2016, Global solar market to reach $75.2 billion by. pv-magazine. *Online+ 2011 йил 1-9. http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/global-solar-market-to-reach-752-billion-by- 2016_100004138/. 82. China’s Feed-in Tariff Policy Stimulates 14 GW Photovoltaic Project Pipeline. SolarBuzz. *Online+ 2011 йил 10-10. http://www.solarbuzz.com/our-research/recent-findings/china%E2%80%99s- feed-tariff-policy-stimulates-14-gw-photovoltaic-project-pipeli. 83. China PV Installations Forecast to Surpass Both the US and Japanese Markets in 2011. SolarBuzz. *Online+ 2011 йил 22-11. http://www.solarbuzz.com/our-research/recent-findings/china-pv- installations-forecast-surpass-both-us-and-japanese-markets-20. 84. NextGov. Pentagon wants to spur a revolution in clean energy. *Online+ 5 mai 2011 йил. http://www.nextgov.com/nextgov/ng_20110531_6856.php. 85. Grist. Solyndra was collateral damage in a trade war with China. *Online+ 19 sept. 2011 йил. http://www.grist.org/solar-power/2011-09-19-solyndra-collateral-damage-in-a-trade-war. 86. Climate Progress. Koch-Fueled Americans for Prosperity Spends $2.4 Million on Solyndra Attack Ad (VIDEO). *Online+ 28 nov. 2011 йил. http://thinkprogress.org/romm/2011/11/28/377053/koch- americans-for-prosperity-solyndra-attack-ad-video/. 87. National Renewable Energy Laboratory (NREL). About the Process Development and Integration Laboratory. *Online+ 3 nov. 2011 йил. http://www.nrel.gov/pv/pdil/about_pdil.html. 88. China, SVForum Solar Trade War. DJC Line. *Online+ 2011 йил 6-12. http://www.djcline.com/2011/12/07/dec-6-2011-svforum-solar-trade-war-chin/. 89. Solar Tech Tour : un final en Californie, à la rencontre des startups. Bulletin Electronique n°268. [Online] 2011 йил 29-11. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/68332.htm. 90. pv-tech. US DOD releases study positing generation of 7,000MW of solar energy on 4 military bases in CA. [En ligne] 19 jan. 2012. http://www.pv- tech.org/news/us_dod_releases_study_positing_generation_of_7000mw_of_solar_energy_on_4_mi. 91. PV magazine. PV module production in India could hit 6 GW by 2015. [En ligne] 21 déc. 2011. http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/pv-module-production-in-india-could-hit-6-gw-by- 2015_100005312/. 92. Green World Investor. Solar Energy Protectionism – Italy joins India,Canada in formulating Domestic Content Requirements. [En ligne] 10 mai 2011. http://www.greenworldinvestor.com/2011/05/10/solar-energy-protectionism-italy-joins-indiacanada- in-formulating-domestic-content-requirements/. 93. Department of Energy (DoE). Power Purchase Agreements. [En ligne] Fév. 2011. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/afo_ppa_pres.pdf.

Annexe : Descriptif des entités visitées

Department of Energy Secrétaire : Steven Chu Employés : 14 945 Budget : $ 29,5 milliards (requête pour 2012) Site Web : www.energy.gov

Présentation Générale Le département de l’Énergie des États-Unis (United States Department of Energy, DoE), est un département de l’administration fédérale américaine, responsable de la politique énergétique et de la sûreté nucléaire. Ses domaines de compétences incluent le programme national d’armement nucléaire, la fabrication de réacteurs nucléaires pour la Marine des États-Unis, la gestion des économies d’énergie, la recherche liée à l’énergie, la gestion des déchets radioactifs et la production domestique d’énergie. Le ministère soutient également la recherche scientifique dans d’autres domaines, et plus que n’importe quelle autre agence fédérale américaine, notamment au travers du réseau des laboratoires nationaux. À l'origine, de nombreuses agences fédérales avaient été créées pour prendre en charge les différents aspects de la politique énergétique des États-Unis. Le rassemblement de ces différentes agences au sein d'un ministère de l'Énergie est une réaction à la crise énergétique de 1973. La législation a été adoptée par le Congrès et signée par le Président Carter, le 4 août 1977, pour un début d'opération le 1 octobre 1977. Le ministère est administré par le secrétaire à l'Énergie, membre du Cabinet présidentiel. Après avoir été occupé par Samuel W. Bodman de 2005 à 2009, le poste est aujourd'hui assuré par Steven Chu. Source: Wikipedia Plusieurs entités du DoE ont été visitées lors du Solar Tech Tour

Commity on Science, Space and A jour le 13 avril 2011 Technology

** participent à l’Initiative SunShot

Solar Decathlon, DoE Directeur : Richard King Site Web : http://www.solardecathlon.gov/

Présentation générale Solar Decathlon est un programme du Département Américain de l’Energie qui propose une compétition et une récompense destinées aux universités : le challenge des équipes est de concevoir, construire et exploiter des maisons qui utilisent l'énergie solaire, et sont rentables, éco- énergétiques, et attrayantes. Le gagnant du concours est l’équipe qui allie de façon la plus parfaite, accessibilité, attrait pour le consommateur, excellence du design, avec une production d’énergie et une efficacité énergétiques maximales. Le premier Solar Decathlon a eu lieu en 2002, depuis le concours a eu lieu tous les deux ans, en 2005, 2007 et 2009. Le prochain événement aura lieu au parc du National Mall West Potomac à Washington, DC du 23 septembre au 2 octobre 2011. Ouvert au public, avec une entrée gratuite, les visiteurs peuvent visiter les maisons, recueillir des idées à reproduire dans leurs propres maisons, et apprendre des pratiques d’économie d'énergie pouvant aider à économiser de l'argent immédiatement.Ce programme d’éducation de réputation mondiale a permis la formation de 15000 étudiants, de l’étendre à la vulgarisation dans les écoles primaires et secondaires, d’informer le public par ces visites de maisons et de former des professionnels de la construction ou de l’industrie par des ateliers professionnels.

Committee on Science, Space and Technology U.S House of Representatives Directeur : Ralph M. Hall Employés : Budget : Site Web : http://science.house.gov

Présentation générale La Chambre des représentants des États-Unis (United States House of Representatives) est un des deux organes du pouvoir législatif américain qui composent le Congrès des États-Unis, l’autre étant le Sénat. Les représentants sont élus pour deux ans, au suffrage universel direct, au scrutin majoritaire uninominal à un tour, excepté en Louisiane où ils sont choisis au scrutin uninominal majoritaire à deux tours. L'élection a lieu durant l'« Election Day », le mardi suivant le premier lundi de novembre. La totalité des représentants est renouvelée alors que l'élection du Sénat américain qui se déroule le même jour ne renouvelle qu'un tiers des sénateurs. Une fois sur deux, l'élection coïncide aussi avec l'élection présidentielle et une fois sur deux, elle intervient au milieu du mandat présidentiel (on parle alors de Midterm elections - élections de mi-mandat). Un des représentants est élu comme Président de la Chambre (le Speaker of the House), il appartient généralement au parti majoritaire dans la Chambre des représentants. Il est le troisième personnage de l'État après lePrésident et le Vice- Président et le second dans l'ordre de succession présidentielle des États-Unis. Des élections législatives de mi-mandat se sont tenues aux États-Unis le mardi 2 novembre 2010. Les 435 sièges de la Chambre des représentants ont été renouvelés ainsi qu’un peu plus du tiers du Sénat et 37 des 50 gouverneurs. Elles se sont soldées par une forte poussée républicaine, une des plus lourdes défaites démocrates de l'après-guerre et l'élection de plusieurs personnalités du nouveau Tea Party. Si les républicains deviennent majoritaires à la Chambre, les démocrates ont conservé le Sénat.

Le Committee on Science, Space and Technology (CSST) a la responsabilité de continuellement passer en revue et étudier toutes les lois, les programmes et les activités du gouvernement qui impliquent de la recherche et développement non-militaire. Il doit donc chercher et dénoncer les dépenses inutiles, les fraudes et abus éventuels et les erreurs de gestion des programmes de R&D à tous les niveaux. Le Comité travaille conjointement avec les National Academies of Science, le Congressional Research Service, l’Office of Governmeent Ethics et l’Office of Special Counsel. En ce qui concerne les énergies renouvelables, le CSST observe les sections Office of Science et Office of Energy Efficiency and Renewable Energy du Department of Energy (DoE), les laboratoires nationaux ainsi que les garanties de prêts accordées par le DoE.

Office for Science and Technology Policy Directeur : John P. Holdren Employés : 34 + appui d’environ 50 personnes Budget : $ 6,65 M (demandés pour 2012) Site Web : www.whitehouse.gov/administration/eop/ostp

Présentation générale L’Office of Science and Technology Policy (OSTP) a été créé en 1976 pour conseiller le président et les autres membres de l’Executive Office of the President sur les impacts de la science et la technologie sur les affaires intérieures et extérieures. Les deux autres missions de l’OSTP sont d’assurer que : les mesures politiques des services exécutifs s’appuient sur de bonnes informations scientifiques ; les travaux scientifiques et techniques des services exécutifs sont coordonnés au mieux afin d’assurer un bénéfice maximal à la société. L’OSTP peut également travailler avec le secteur privé, les gouvernements locaux, les communautés scientifiques et les autres nations.

Le travail de l’OSTP est d’aider à la mise en place des politiques scientifiques et technologiques propices à l’innovation et au renforcement de la science et de l’industrie américaine. La division Environnement et Énergie traite des questions de changement climatique, de développement durable et d’énergies propres. A ce titre cette division promeut l’énergie solaire et compte dans ses rangs des scientifiques spécialistes des energies renouvelables, et des materiaux rares. La vision à long terme des disponibilités des matières premières et des marches est un de leurs points forts.

ARPA-E Directeur : Arun Majumdar Employés : ≈ 38 Budget : $ 650 M (demandés pour 2012) Site Web : http://arpa-e.energy.gov

Présentation générale Cette agence du DoE est née en 2007 sur la recommandation des National Academies dans un rapport de 2006 intitulé Rising above the gathering storm. Initialement sans budget, l’Advanced Research Projects Agency (ARPA-E) a reçu $400 millions en 2009 à travers le programme de relance de l’administration Obama (American Recovery and Reinvestement Act).

Les objectifs d’ARPA-E sont les suivants :

1. Apporter fraîcheur, émulation et sens du devoir à la recherche en énergie afin d’attirer les meilleurs talents américains – scientifiques et ingénieurs expérimentés, mais aussi et surtout les étudiants, les jeunes chercheurs et le monde de l’entreprenariat. 2. De concentrer ses efforts sur la recherche « hors des idées préconçues », dont le succès pourrait apporter d’immenses bénéfices à la nation mais que l’industrie ne soutiendrait pas à cause des risques importants qui lui sont inhérents. 3. Permettre le soutien long-terme aux projets qui restent prometteurs et arrêter les ceux qui ne le sont pas autant qu’on l’espérait. 4. Créer un nouvel outil permettant de transformer les recherches fondamentales sur l’énergie en innovations et développements industriels.

ARPA-E Finance certains projets dans les énergies renouvelables, dont le projet « 1366 direct wafer » de 1366 Technologies. De plus ARPA-E était co-organisateur avec EERE de l’atelier de travail sur le photovoltaïque qui avait donné naissance à l’initiative SunShot du DOE. Dans le cadre de cette initiative, ARPA-E était aussi co-organisateur d’un atelier de travail sur le coût de l’électronique dans le photovoltaïque, dont le coût doit être abaissé à 10 cents le watt installé.

Références Examen de passage réussi pour ARPA-e, 29/01/2010 Energie : l'ARPA-é servi ! (3ème service), 05/03/2010 Les projets financés par ARPA-E attisent les convoitises, 11/02/2010 Power electronics in PV systems, ARPA-E Workshop

SunShot Initiative Directeur : Ramamoorthy Ramesh Budget : $240 millions Site Web : www1.eere.energy.gov/solar/sunshot

Présentation générale et intérêt de la rencontre "We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard." — President Kennedy, September 12, 1962

La SunShot Initiative a pour mission d’accélérer les projets de recherche sur l’énergie solaire du Department of Energy (DoE) américain (~$200 M). L’objectif est de rendre les systèmes photovoltaïques compétitifs sans l’aide des subventions avant 2020, grâce à une réduction des coûts d’installation de 75% pour atteindre $1/Winstallé. Ceci permettra de réaffirmer le statut de leader de la technologie américaine, d’améliorer la sécurité énergétique du pays et de renforcer la compétitivité économique des États-Unis dans la « course aux énergies propres ».

L’originalité du programme est de s’attaquer aux systèmes dans leur ensemble et non plus uniquement à l’amélioration de rendements des différents éléments. Les barrières qui ne sont pas d’ordre technique seront donc également prises en considération, comme par exemple la réduction des coûts de l’installation et de l’obtention de permis, qui contribuent significativement au prix des systèmes installés. Dans ce but, l’initiative rassemble de façon transversale les forces de plusieurs bureaux du DoE :

l’Office of Energy Efficiency and Renewable Energy pour le déploiement, la recherché avancée et le développement ; l’Office of Science and Technology pour l’avancée des découvertes scientifiques au stade précoce ; ARPA-E, qui étudie tout un panel de solutions technologiques pour révolutionner l’énergie et qui travaille notamment sur l’électronique de puissance.

Les laboratoires nationaux, les industries, les universités et tout autre bureau gouvernemental pertinent seront également sollicité pour atteindre l’objectif du SunShot.

Après deux ans de R&D « horizontale » sur la réduction des coûts (modules PV, composants électroniques et Balance of System), le programme se poursuivra par deux ou trois ans intenses « d’intégration verticale ». Des projets de démonstration avec de grands systèmes devront montrer la rentabilité économique et commerciale des solutions retenues.

Références Un dollar le watt de photovoltaïque installé : la course au soleil est lancée, 21/02/2011 Un dollar le watt de photovoltaïque installé : l’initiative Sunshot prend de l’ampleur, 21/02/2011 Error! Hyperlink reference not valid.

Energy Information Administration Directeur : Howard Gruenspecht Employés : ~ 380 Budget : $ 111 M Site Web : www.eia.doe.gov

Présentation Générale L’U.S. Energy Information Administration (EIA) rassemble, analyse et diffuse des informations indépendantes et impartiales sur l’énergie depuis 1977. Les informations doivent faciliter la prise de décisions politiques, la promotion de marchés efficaces et une meilleure compréhension globale de l’énergie et de ses interactions avec l’économie et l’environnement. L’EIA publie également des prévisions à court-terme (mensuelles) sur les tendances des marchés et long-terme sur l’évolution internationale du secteur. C’est la source d’information sur l’énergie la plus complète du pays ; les données couvrent tous les types d’énergies, d’utilisations finales et de flux et sont disponibles sur le site internet.

L’EIA est constituée de quatre pôles : Office of Energy Statistics Office of Energy Analysis Office of Communications Office of Resource and Technology Management

Solar Energy Industries Association Directeur: Rhone Resch Site Web : www.seia.org

Présentation générale La SEIA représente tous les industriels de la filière solaire aux USA, soit 500 entreprises dont des constructeurs, développeurs, installeurs, architectes, etc… Depuis 1974 la SEIA œuvre à la promotion et au développement de la filière aux USA et dans le monde. La SEIA est la voix de l’industrie solaire américaine, et travaille à étendre le marché, renforcer la R&D, et enlever les obstacles au déploiement de solutions à base d’énergie solaire. 1. Elle est un lobby d’influence auprès du gouvernement, pour l’inciter à favoriser l’émergence d’un marché dans ce secteur, et à permettre le développement à l’échelle industrielle de solutions compétitives. 2. Elle organise de nombreux évenements dont la Solar Power International Conference. 3. Elle communique les chiffres de l’industrie pour en faire la promotion, au niveau local et national 4. Elle fédère et protége les différents acteurs américains du secteur

Référence : U.S. Solar Market Insight, 2010 SEIA-GTM Research

National Academy of Sciences Président du Conseil : Ralph J. Cicerone Membres : 2100, et 380 associés étrangers (dont 200 Prix Nobels) Site Web : www.nasonline.org

Présentation générale Les Académies Nationales (Science, Ingénierie, Médecine et Conseil de Recherche) regroupent les plus éminents scientifiques, ingénieurs et experts de la nation dans les grandes disciplines de la science, de l’ingénierie, et de la santé. Le Conseil National de Recherche (NCR) est l’organe de fonctionnement de l’Académie Nationale des Sciences et de l’Académie Nationale de l’Ingénierie (NAS et NAE). L’Académie Nationale des Sciences (NAS) est une société honorifique d’universitaires éminents, engagés dans la recherche scientifique et l’ingénierie, dédiée à l’avancement de la science et de la technologie et à leur application pour le bien-être général. Les résultats des délibérations des membres éminents ont inspiré bien des progrès les plus marquants de la nation américaine, et son rôle est unique auprès du gouvernement. Etre membre de l’Académie Nationale des Sciences est le plus grand titre honorifique pour un chercheur ou un ingénieur.

Board on Science, Technology and Economic Policy En 1991, préoccupées par l’intensification de la compétition économique internationale, les Académies ont créé un programme permanent pour la Science, la Technologie et la Politique Economique (STEP) afin d'ideontifier les moyens d'accélérer l'innovation, la compétitivité, d’améliorer le suivi de la performance économique de la nation, à travers des convocations de comités d'experts, des conférences et des ateliers, et pour soumettre des rapports d’autorité relatant une étude très approfondie. STEP s’est ainsi penché sur des questions liées au commerce, à la fiscalité, aux ressources humaines, à la propriété intellectuelle, à la R&D, à l'information et à la politique statistique.STEP a également étudié les conséquences politiques des tendances mondiales d'innovation dans les sociétés de service et les grandes industries. Dr Charles Wessner est un chercheur de l'Académie Nationale et Directeur du Programme sur la technologie, l'innovation et l'entrepreneuriat. Il est reconnu nationalement et internationalement pour son expertise sur la politique d'innovation. Il intervient auprès du gouvernement américain, de nombreuses organisations internationales et dans des universités partout dans le monde. Ses recommandations en matière de politique d’innovation sont associées à la coopération technologique internationale, l'investissement et le commerce de haute technologie. Dr Wessner dirige actuellement une série d’études centrées sur les mesures gouvernementales pour encourager l'entreprenariat et appuyer le développement de nouvelles technologies, et sur la coopération entre industrie, universités, laboratoires et gouvernement, pour capitaliser l’investissement d'une nation dans la recherche.

Small Business Innovation Research (SBIR) L’une de ces études, mandatée par le Congrès, appelée «Small Business Innovation Research » (SBIR), étudie le fonctionnement et les réalisations d’un programme de $2.3 milliards de bourse pour des petites entreprises ou startups. Ce programme doit apporter de l’aide à l’excellence de la science et de l’innovation technologique. En 2010, la moitié des bourses a été attribuée à des entreprises de moins de 25 personnes, et 1/3 à des entreprises de moins de 10 personnes.

Senate Energy and Natural Resources Committee Président : Jeff Bingaman Site Web : http://energy.senate.gov

Présentation générale Cette activité législative de grande envergure concerne les grands domaines suivants: ressources énergétiques et développement, y compris la réglementation, la conservation, les réserves stratégiques de pétrole et les normes sur l’électroménager, l'énergie nucléaire; les affaires indiennes ; les terres publiques et leurs ressources renouvelables ; l'exploitation minière de surface, les ressources fédérales en charbon , pétrole et gaz, la location d'autres minéraux ; des ressources d'eau; les territoires et possessions insulaires.

Le Comité de l'Énergie s'est distingué comme l'un des moins partisans, ou comme étant bipartisan, au Sénat. Parce que les questions examinées touchent davantage des intérêts régionaux et non liés à des partis, le jury a traditionnellement abordé son travail dans un but de consensus. La plupart des considérations politiques sur une question sont débattues entre les membres avant le débat public, de sorte qu'au moment où le jury rapporte une décision il n’y ait quasiment plus de controverse et que le vote soit aussi unanime que possible. Une grande partie de cette approche consensuelle a été attribuée à la faible marge accordée au sein du Comité au parti majoritaire.

Le jury de l'Énergie et des Ressources Naturelles est généralement un comité orienté vers l’électeur. Le jury a retenu principalement l’intérêt de l’État pour les sénateurs et sa composition a conservé ses origines de l’Ouest. Cependant, les événements mondiaux et la restructuration de sa juridiction en 1977 ont affecté la composition géographique du comité dans la dernière décennie. Quelques sénateurs de l'énergie des États-pauvres ont été attirés par le comité afin de protéger les intérêts de leur État dans un climat de pénurie d'énergie et de prix croissants. En outre, l'ajout à la juridiction du Comité de la production énergétique nationale atomique, du charbon, et d’autres questions liées à l’énergie, a attiré d’autres membres cherchant à servir les intérêts de leur État. Enfin, les questions énergétiques ont séduit les sénateurs qui ont des intérêts politiques personnels en matière d'énergie. Néanmoins, la plupart du temps, les changements juridictionnels du Comité ont servi à renforcer l'orientation de la circonscription électorale.

National Renewable Energy Laboratory Directeur : D. E. Arvizu Employés : 1700 Budget : $328 millions/an Site Web : www.nrel.gov

Présentation générale Le NREL est parmi les laboratoires du Département de l’Énergie Américain le principal centre de recherche sur les énergies renouvelables et l’efficacité énergétique. Le laboratoire fondé en 1974 est la propriété du gouvernement, et son organisation a été confiée depuis sa création au Midwest Research Institute (MRIGlobal) un organisme indépendant de recherche contractuelle.

Initialement, le NREL a vu le jour en tant que Solar Energy Research Institute. Ce n’est que plus tard que ses activités se sont diversifiées. Malgré cela, son importance reste primordiale sur ce sujet. Il est notamment un des principaux récipients de financement en provenance du département Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE). Son financement en 2009 était pour moitié consacré à la R&D dans le domaine des technologies solaires, au sein du National Center for Photovoltaics (NCPV). Le NCP faisait notamment partie du Solar Energy Technologies Program (STEP) qui est à l’origine du programme SunShot d’EERE. Le programme STEP finançait des activités dans le domaine du PV et du CSP dans le but de les rendre compétitives d’ici 2015. En 2010 le budget de STEP était de $128 millions. Ce budget a été redirigé vers le programme SunShot pour 2011. Les principales activités du NREL dans ce domaine sont 1. La R&D (matériaux, performances, sureté) se concentre sur 3 projets  Le High-Performance PV Project, dont l’objectif est de doubler l’efficacité des modules PV.  le Thin-Film Partnerships qui coordonne des activités de R&D dans le silicium amorphe, CIGS, CdTe  le PV Manufacturing R&D Project dont l’objectif est de réduire les coûts de production du PV, en partenariat avec des acteurs industriels 2. Les tests : Le NREL a développé une plateforme d’évaluation et de tests des performances de modules PV, qui permettent de normaliser les résultats des différents constructeurs, mais aussi d’évaluer leur évolution grâce à des tests de vieillissement accélérés. 3. Le déploiement

Références Opportunities and Challenges for Development of a Mature CPV Power Industry, NREL Report 2009 Very Large-Scale Deployment of Grid-Connected Solar Photovoltaics in the United States: Challenges and Opportunities, NREL Report 2006 Opportunities and Challenges for Development of a Mature Concentrating Photovoltaic Power Industry, NREL Report 2008 Review of PV Inverter Technology Cost and Performance Projections, NREL Report 2006

Agrion Site Web : www.agrion.org

Présentation générale Agrion est un réseau mondial, qui réunit les entreprises concernées par l’énergie, les Cleantechs, les matières premières, la mobilité, la gestion urbaine et le développement durable. La société organise des rendez-vous physiques hebdomadaires (les « commissions ») et gère un site web (www.agrion.org), qui propose un ensemble complet de services de type « social network ». Agrion est actif à Frankfurt, Paris, San Francisco, New-York et Pékin. Dans chaque pays, les sessions sont organisées sur le même thème la même semaine. Les comptes-rendus sont traduits en anglais et publiés sur le site web Agrion.org. Le site Agrion.org permet également à ses adhérents de participer aux conférences en direct et en différé, quel que soit leur lieu de résidence. L'adhésion à Agrion vaut en effet pour l’ensemble des pays où Agrion est actif et non pour un pays seulement.

Conférence “Consolidation in the Solar Industry” – 29th Sept. 2011

AGENDA: In May 2011, solar became the fastest-growing US industry, according to the Solar Energy Industries Association (U.S. Solar Market Insight: First Quarter 2011). Although relatively young, the solar industry is an increasingly competitive market affected by externalities such as the availability of financial incentives and technological innovation. Adoption ultimately depends on cost and efficiency, there has been a constant decrease in the price of solar energy and companies are pushing back the limits of efficiency thus mass deployment seems closer and closer. At the same time, pure players in the solar sector have been under pressure. Overcapacity and the delicate equation between technology push and demand have driven companies towards finding new segments of the supply chain in an attempt to capture additional value and growth. Vertical integration has been viewed as a way to generate demand and move into project implementation for solar manufacturers.

As a strategic target, there has been a burst of interest with new actors lining up to profit from the takeoff of solar: BP, Total & DuPont are the most recent moves. These new conglomerates will have various effects on the industry and may buffer the uncertainty and risk related to technological leaps and governmental support fluctuations. It’s time to gather the Agrion solar community and ask: how can solar companies face the current turbulence in incentives in Europe and in the United States? Where will the next technological leap come from? How does vertical and horizontal integration affect the bottom line of solar? Where will the next big push for solar energy come from? Can pure players afford their growth alone? How can the solar industry work together to fully profit from the current opportunity while limiting its exposure to uncertainty?

8:00am: Networking Breakfast 8:30am: Panel Discussion

1. Incentives & Funding Options for Solar Projects  Update on PV feed in tariffs, loan guarantees & capital subsidies  Innovative financing models and new financial alliances in the private sector for widespread adoption  How can solar companies compete in low-profit markets  Can engineering procurement & construction integrators and developers maintain their ownership in large scale projects?

2. M&A in the Solar Industry: Capturing Value and Growth  Vertical/horizontal integration: risks and opportunities affecting the bottom line of solar  The birth of new solar giants: strategies for expanding renewable energy portfolios  How do the new funds such a debt credits affect the industry?  What are some successful attempts in capturing value throughout the supply chain?  Which companies will fail to survive? Which companies will be the next for IPO?

3. Promising Solar Technology & Growing Markets  How does technology & innovation affect the overall solar market?  Is there a major shift towards utility scale solar projects  How will micro inverters affect small scale systems?  What are the next steps in addressing the soft costs in solar?  India, Pakistan: new promising markets?  New technology and investment perspectives

Speakers: Skyline Solar, Tim Keating, VP of Marketing and Field Operations SolarCity, Ben Tarbell, VP of Products Total S.A., Mark Vermeersch, Head of R&D Dept., Solar and New Energies Wells Fargo, Puon A. Penn, Senior Vice President, Head of CleanTech & Emerging Markets Westinghouse Solar, Barry Cinnamon, President, CEO & Director

Moderator: Michael Kanellos, former Editor in Chief of Greentech Media

Silicon Valley Technology Center Site Web : www.svtc.com

Présentation générale Le Silicon Valley Technology Center a été fondé par Cypress Semiconductor en 2004, puis est devenu une société indépendante en 2007. Cette société fournit du matériel et des services qui permettent d'accélérer le développement de produits à base de silicium (tels que les technologies de semi-conducteurs) dans un environnement sécurisé vis-à-vis de la propriété intellectuelle: une sorte de super incubateur de haute technologie. Grâce à un financement du programme SunShot, SVTC doit créer une unité qui se spécialisera sur le développement de procédé de fabrication pour le PV. Le but est de fournir un service payant aux startups ou autres structures innovantes du PV qui leur permette d'éliminer une grande partie de leurs coûts pendant les phases de prototypage et de test, permettant un gain de temps de 12 à 15 mois. Ainsi le coût, le temps de développement et les risques liés à la commercialisation seront minimisés pour les acteurs innovants du secteur.

Références Cypress Announces Silicon Valley Technology Center, SVTC News Releases - July 2004 – Silicon Valley Technology Center Established as an Independent Company, SVTC News Releases - Mars 2007 -

SoloPower Président Directeur Général : Tim Harris Site Web : www.solopower.com

Présentation générale SoloPower est un innovateur dans la fabrication de cellules et modules photovoltaïques (PV) à couche mince. Sa mission est de produire des modules photovoltaïques en masse, pour multiples applications à l'échelle mondiale, à un coût qui est plus faible que celui du panneau solaire traditionnel et à parité avec celui du réseau électrique conventionnel. Cette production et commercialisation porte sur des modules utilisant le CIGS et sur des panneaux fins, légers et flexibles.Tout récemment, SoloPower a décroché un prêt important du DoE, qui servira à la construction de trois nouvelles usines (une à San Jose, CA, les deux autres à Portland, OR).

Alta Devices A PDG : Christopher Norris Site Web : www.altadevices.com

Présentation générale Alta Devices a été fondée par Eli Yablonovitch (UC Berkeley) et Harry Atwater (California Institute of Technology) en 2007. Elle est axée sur l'amélioration du coût de production de cellules photovoltaïques à haut rendement (cellules basées sur l’utilisation d’arséniure de gallium). Alta Devices est actuellement une entreprise en phase de développement et a reçu des fonds de capital-risque d’August Capital, Kleiner Perkins Caufield & Byers, Crosslink Capital,AIMCo et autres. La dernière levée de fonds de cette société basée à Santa Clara, en Californie, doit servir à la construction d’une usine pilote à Sunnyvale. Alta Devices s’attache désormais à produire et commercialiser les résultats de ses recherches, après avoir consolidé sa propriété industrielle.La production commerciale est prévue pour 2013. Yablonovitch et Atwater ne sont plus employés mais membres du comité de direction.

Calisolar Fondateur et Président : Kamel Ounadjela Employés : 350 Site Web : www.calisolar.com

Présentation générale L’expertise de Calisolar est la purification de silicium, la fabrication de panneaux solaires et le traitement de cellules. La société tire parti de ses activités mondiales, de sa propriété intellectuelle, de ses nouvelles technologies et procédés de fabrication innovants pour augmenter sa rentabilité, et les implémentations d’électricité solaire à grande échelle. Les fabricants de modules solaires peuvent désormais construire des standards industriels, raccordés au réseau, en utilisant des cellules solaires en silicium faites par Calisolar, avec un rendement moyen de production bien au-dessus de 16 %. Les sites fabrication, d'exploitation et de R & D de Calisolar se trouvent à Sunnyvale (Californie), Vaughan (Ontario), et Berlin, Allemagne, la société développe actuellement ses opérations commerciales.

Crosslink Capital Partners Co-Fondateurs : Sy Kaufman, Michael Stark Site Web : http://www.crosslinkcapital.com/

Présentation générale Crosslink est une société de capital-risque et de conseil en entreprise indépendante, créée en 2000 et installée à San Francisco, CA. Experte dans la découverte de sociétés et l’accompagnement de leur évolution, cette société s’intéresse à toute taille d’entreprise, de la startup à la société publique de plusieurs centaines d’employés. Leurs principaux secteurs d’investissement sont : technologies de l’énergie, infrastructures et services de communication, informatique et semi-conducteurs, médias numériques et services Internet, logiciels et services aux entreprises.

Crosslink compte dans son portefeuille des entreprises comme Alta Devices, Solo Power, Miasolé et Twin Creeks Technologies.

Université de Stanford Chancellier: John L. Hennessy Employés : 1.910 Étudiants : > 15.000 (~8.000 en master, thèse ou post-doctorat) Budget : $15,9 milliards Site Web : www.stanford.edu/

Présentation générale L’université Stanford est l’une des plus prestigieuses universités américaines. Voisine de Palo Alto dans la Silicon Valley, l’université a notamment participé à l’élaboration d’internet. Parmi ses professeurs et chercheurs, on ne compte pas moins de dix-huit prix Nobel. L’université est organisée en sept écoles académiques et professionnelles : Sciences humaines Sciences Sciences de la Terre Ecole de commerce Education Ingénierie Droit Médecine

Source : Wikipedia Le groupe de travail du Dr. Yi Cui (co-directeur du BAPVC) travaille sur la conception de matériaux nanostructurés pour les cellules photovoltaïques. Les projets en cours sont les suivants : Cellules avec des nanocônes pour une meilleure gestion de la lumière Cellules CIGS nanostructurées Réseaux de nanotubes pour électrodes transparentes Solutions avec chalcogènures http://www.stanford.edu/group/cui_group/research.htm

SunPower Président et Président Directeur Général : Tom Werner Employés : ~ 5.000 Chiffre d’affaire : ~ $ 1,5 milliard Site Web : www.us.sunpower.com

Présentation générale Depuis les années 1970, SunPower a battu des records mondiaux dans les technologies solaires et fabrique des cellules photovoltaïques à haut rendement à base de silicium cristallin. Cette société est le leader mondial dans le développement de solutions à haute efficacité solaire pour l’habitat, les entreprises, les bâtiments commerciaux et les fournisseurs d’énergie et est côtée en bourse. Elle fournit des systèmes solaires à haute performance pour les leaders du monde industriel et technologique, les agences gouvernementales, les distributeurs et autres entités, ainsi que les panneaux solaires de haute efficacité pour les particuliers et ce, à l’échelle internationale. En plus des sites de fabrication basés aux États-Unis, SunPower possède des bureaux au Canada, en Allemagne, Italie, Espagne, Suisse, ainsi qu’à Singapour, en Corée et en Australie.

Université de Berkeley Chancellier : R. Birgeneau Étudiants : > 35.000 (env. 10.000 en master, thèse ou post-doctorat) Budget : $ 2,6 milliards (2010) Site Web : www.berkeley.edu

Présentation générale L'université de Californie, Berkeley -encore appelée UCB, Cal, Berkeley ou UC Berkeley- est le premier campus de l'université de Californie. Elle figure parmi les meilleures universités du monde : au sein des anciens étudiants, professeurs ou chercheurs on recense 65 Prix Nobel, 19 Oscars et 11 Prix Pulitzer. L’université compte plus de 130 départements et programmes académiques organisés en 14 collèges (chimie, ingénierie, conception environnementale, lettres et sciences, ressources naturelles) et écoles (éducation, journalisme, commerce, politique, information, droit, optométrie, santé publique, aide sociale). Berkeley co-dirige trois laboratoires nationaux du département de l’énergie : Los Alamos National Laboratory Lawrence Livermore National Laboratory Lawrence Berkeley National Laboratory (détails ci-après). Souce: Wikipedia

Electrical Engineering and Computer Sciences EECS - http://www.eecs.berkeley.edu

Eli Yablonovitch est directeur du Centre de recherche NSF Energy Efficient Electronics Sciences(E3S)), un centre regroupant plusieurs universités et basé à Berkeley. Il a obtenu son doctorat en physique appliquée à l'Université d’Harvard en 1972. Après avoir travaillé pendant deux ans chez Bell Telephone Laboratories, il est devenu professeur de physique appliquée à l'Université d’Harvard. En 1979, il rejoint Exxon pour faire des recherches sur l'énergie solaire photovoltaïque. Puis, en 1984, il rejoint Bell Communications Research, où il était un membre d’honneur et directeur d’un centre de recherche en physique du solide. En 1992, il rejoint l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA), où il occupait la chaire Northrop-Grumman en génie électrique. En 2007 il devient professeur en génie électrique et sciences de l’informatique à UC Berkeley, où il occupe la chaire James & Katherine Lau en ingénierie. Professeur Yablonovitch est un membre d'IEEE, d’Optical Society of America et de l'American Physical Society. Il est un membre à vie de Eta Kappa Nu, et membre de la National Academy of Engineering et de la National Academy of Sciences. Il a reçu la médaille Adolf Lomb, le Prix d'excellence scientifique W. Streifer, le Prix R.W. Wood, le Prix Julius Springer, et la médaille Mountbatten. Il a également un Doctorat honorifique de l'Institut Royal de Technologie de Stockholm en Suède. Dans sa recherche photovoltaïque, Yablonovitch introduit le facteur 4n2 de captage de la lumière, utilisé commercialement dans presque toutes les cellules solaires de haute performance. Yablonovitch introduit l'idée que les lasers à semiconducteurs contraints pourraient avoir des performances supérieures en raison de masse efficace par bande de valence réduite (trou). Aujourd'hui, presque tous les lasers semi-conducteurs utilisent ce concept, y compris les lasers de télécommunications, lecteurs DVD, et des lasers à flèche lumineuse. Yablonovitch est considéré comme l'un des pères du concept photonique BandGap, et a inventé le terme «cristal photonique».

Laboratory of Nano Materials & Electronics - http://nano.eecs.berkeley.edu Le groupe du professeur Ali Javey (co-directeur du BAPVC) entreprend des recherches sur le photovoltaïque à haut rendement sur substrat flexible utilisant de nouveaux matériaux et structures. “We have recently demonstrated the direct growth of highly regular, single crystalline nanopillar (NPL) arrays of optically active semiconductors on aluminum substrates which are then configured as solar cell modules. As an example, we have demonstrated a PV structure that incorporates 3D, single crystalline n-CdS NPLs, embedded in poly-crystalline thin films of p-CdTe, to enable high absorption of light and efficient collection of the carriers. Through experiments and modeling, we have demonstrated the potency of this approach for enabling highly versatile solar modules on both rigid and flexible substrates with enhanced carrier collection efficiency arising from the geometric configuration of the NPLs. So far, materials conversion efficiency of ~12% with a device conversion efficiency of ~6% (50% optical transparency loss from the unoptimized top contact) are attained in our first generation solar modules. This approach, which is compatible with a wide range of semiconductor materials, could potentially have a large impact in the realization of efficient and light weight solar panels.”

Ali Javey a obtenu un doctorat de chimie de l'Université de Stanford en 2005, et a servi comme membre junior de la prestigieuse Société des membres d’Harvard de 2005 à 2006. Il a ensuite rejoint l'Université de Californie à Berkeley où il est actuellement Professeur Maître de Conférence en génie électrique et sciences de l’ informatique. Les pôles de recherche du Professeur Javey englobent les domaines de la chimie, science des matériaux et génie électrique. Ses travaux portent sur l'intégration des matériaux électroniques à l’échelle nanométrique pour diverses applications technologiques, notamment la nanoélectronique nouvelle, les circuits et capteurs souples, la production et récupération d'énergie. Pour sa contribution à ce domaine, il a reçu de nombreuses récompenses, dont le Prix IEEE nanotechnologie en début de carrière (2010); Alfred P. Sloan Fellow (2010); MohrDavidow Ventures Innovateurs Award (2010); National Academy of Sciences Award pour Initiatives en Recherche (2009); Technology Review TR35 (2009); Prix NSF Early Career (2008); U.S. Frontiers of Engineering by National Academy of Engineering (2008) et la Bourse Peter Verhofstadt de la Semiconductor Research Corporation(2003).

Lawrence Berkeley National Lab Directeur : Paul Alivisatos Employés : 4.000 Budget : $328 millions/an Site Web : www.lbnl.gov

Présentation générale Fondé par Ernesto Orlando Lawrence comme laboratoire d'étude de son cyclotron (prix Nobel de physique en 1939), le Lawrence Berkeley National Lab (LBNL) fut pendant plusieurs années un acteur important du développement de l'étude du nucléaire aux États-Unis. Tout en maintenant des activités de recherche en physique de niveau mondial le laboratoire s'est peu à peu diversifié et compte des départements d'astrophysique, de sciences de la vie, d'informatique, de sciences des matériaux, de mathématiques et de sciences de l'environnement. Depuis sa création, onze de ses chercheurs ont reçu un prix Nobel, dont Steven Chu qui en fut le directeur jusqu'à ce qu’il prenne la direction du DoE. Le Lawrence Berkeley est aujourd'hui engagé dans une course contre le changement climatique. Son rayonnement dépasse le cadre purement scientifique et il étend son influence jusqu'à Washington. Sous le patronage de Paul Alivisatos, directeur actuel et expert mondial en nanotechnologies, le "Berkeley Lab" a lancé l'initiative "Carbon Cycle 2.0" afin de proposer des solutions originales pour réduire les émissions de carbone à travers l'ensemble de ses programmes de recherche.

Alivisatos Group, Nanotechnology, Berkeley Lab - http://www.cchem.berkeley.edu Dans le domaine du photovoltaïque, la recherche est surtout axée sur les nanotechnologies et Paul Alivisatos est lui-même à la tête d'un laboratoire. Il s’agit d’améliorer les performances des cellules en minimisant les impuretés et en optimisant les propriétés photovoltaïques des matériaux utilisés. Par ailleurs les recherches se focalisent sur l'utilisation de matériaux abondants, les processus de fabrication peu demandeurs en énergie, et l'exploitation de géométries originales au niveau moléculaire (ex: nanofils) accroissant l'efficacité des cellules.

Paul Alivisatos a été diplômé de l'Université de Chicago en 1981, et a reçu un doctorat en chimie physique sous la supervision de Charles Harris de l'Université de Californie à Berkeley, en 1986. Il a été postdoc avec Louis Brus chez AT&T Bell Labs. Il a rejoint l'Université de Californie à Berkeley en 1988, où il est actuellement Professeur de Chimie et Science des Matériaux, et occupe la chaire Larry et Diane Bock en tant que Professeur en Nanotechnologie. Il est membre Senior du personnel technique au Lawrence Berkeley National Laboratory, où il a servi comme Directeur de la Division des Sciences des Matériaux (2002-2008), Directeur Associé du laboratoire de Sciences Physiques(2005-2008), Directeur Adjoint du Laboratoire (2008-2009), et, depuis 2009, Directeur du Laboratoire.

Référence L'influence du Berkeley Lab sur la politique énergétique Américaine, Bulletins électroniques, 10 sept. 2010 http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/064/64406.htm

Bay Area PV Consortium (BAPVC)

Directeur : A. Javey (UCB) & Y. Cui (Stanford) Site Web : www.svtc.com

Présentation générale Pour arriver à l'objectif de $1 le watt de PV installé dans le cadre du programme SunShot, il faudra notamment réduire les coûts de fabrication tout en améliorant les performances des modules PV. C'est l'objectif du Bay Area PV Consortium (BAPVC) qui financera des activités de R&D susceptibles d'avoir un impact conséquent sur les procédés industriels de fabrication de PV à grande échelle.

Sous la co-tutelle du Pr Ali Javey de UC Berkeley et du Pr Yi Cui de Stanford, le BAPVC sélectionnera les meilleurs projets parmi toutes les universités américaines sur les sujets des nouveaux matériaux, de l'architecture des systèmes et des procédés de fabrication qui permettront d'obtenir des grands volumes de production de modules PV à des prix très compétitifs. Le comité d'évaluation sera composé de représentants de l'industrie du PV, afin d'aligner au mieux la R&D avec les besoins de la filière.

Cette rencontre pourrait ainsi fournir l’occasion de rencontrer des chercheurs à la pointe de l’utilisation des nanotechnologies pour des applications au solaire PV, et de comprendre comment le BAPVC fonctionne et comment tirer parti de ce programme pour developper et amener sur le marché des nouvelles technologies PV.

Références DOE awards $25 million to UC Berkeley, Stanford to lower cost of solar power, UC Berkeley News Center - April 2011 – Un dollar le watt de photovoltaïque installé : le programme SunShot prend de l'ampleur, Bulletin Electronique – Avril 2011 www.bulletins-electroniques.com/actualites/066/66559.htm