Les nanotechnologies, nous savons tous vaguement ce que c’est (merci les films et séries de science-fiction !), mais seuls les véritables initiés peuvent les définir précisément. Ainsi, il existe beaucoup de mythes et de méconnaissances autour de ce sujet.
Pourtant, les nanotechnologies sont en passe de transformer complètement notre quotidien à plusieurs niveaux. Dont celui des énergies renouvelables.
Et si l’alliance entre les nanotechnologies et les technologies solaires offrait des perspectives révolutionnaires pour l’avenir énergétique de notre planète ?
Préparez-vous à mettre un pied dans le monde de l’infiniment petit en découvrant les secrets des nanotechnologies et leur impact sur l’énergie solaire.
À noter : cet article n’a pas vocation à être un article scientifique. Notre objectif est surtout de vulgariser des informations complexes afin que vous ayez les clés pour anticiper dès à présent les technologies photovoltaïques de demain.
Sommaire de l'article
I. Nanotechnologie et énergie solaire : de quoi parle-t-on exactement ?
Avant toutes choses, savez-vous réellement ce que sont les nanotechnologies ? Pour faire simple, c’est un domaine multidisciplinaire qui manipule la matière à une échelle incroyablement petite, appelée échelle nanométrique. Ce qui correspond concrètement à un milliardième de mètre. Oui, vous avez bien lu.
Le but étant de concevoir des matériaux et des dispositifs aux propriétés exceptionnelles afin d’ouvrir la voie à des avancées révolutionnaires dans de nombreux domaines dont la médecine, l’électronique, les matériaux de construction et, évidemment, l’énergie.
En utilisant des matériaux nanostructurés, il devient ainsi possible de créer des éléments plus compacts et performants, capables, par exemple, de stocker l’énergie solaire de manière plus efficiente ou de fabriquer des panneaux photovoltaïques plus flexibles.
En effet, si vous nous suivez depuis longtemps, vous savez sûrement que les panneaux solaires sont des équipements qui se servent des photons contenus dans les rayons solaires pour créer de l’électricité. Ceux-ci, en entrant en contact avec les cellules photovoltaïques, vont libérer des électrons. Puis, cette énergie brute va passer par un onduleur pour la convertir en électricité pouvant être utilisée par nos différents appareils.
Traditionnellement, les cellules photovoltaïques sont fabriquées à base de silicium. Cependant, malgré leur efficacité, elles présentent des limitations en termes d’efficacité énergétique et de coût de production. C’est ce qui incite les chercheurs à explorer des voies alternatives afin d’exploiter pleinement le potentiel de l’énergie solaire.
Nous en arrivons ainsi à notre sujet principal : l’amélioration des équipements solaires grâce aux nanotechnologies.
II. Comment les nanotechnologies peuvent-elles révolutionner le domaine solaire ?
Si vous avez bien lu la partie précédente, vous comprenez que tout le travail des panneaux solaires se situe à une échelle difficilement imaginable pour une personne non initiée.
D’ailleurs, si vous nous permettez de digresser légèrement, sachez que l’exploration du monde de l’infiniment petit n’a pas encore révélé tous ses mystères (et ne le fera sûrement jamais). Ceci étant dit, les théories des scientifiques et chercheurs sur les échelles nucléaires et subnucléaires commencent à porter leurs fruits en ouvrant de nouvelles perspectives liées aux nanotechnologies afin de repousser les limites des cellules solaires traditionnelles.
Par exemple, l’utilisation de nanofils permet d’augmenter la surface de capture des photons, ce qui se traduit par une amélioration significative du rendement global des panneaux solaires. Nous pensons aussi aux cellules solaires organiques et à pérovskite qui, grâce aux nanotechnologies, promettent des rendements encore plus élevés et des coûts de production réduits, ouvrant ainsi la porte à une adoption plus large de l’énergie solaire à l’échelle mondiale.
En plus de ce gain de performances, des recherches portant sur le développement de matériaux plus légers et résistants sont en cours. Par exemple, des nanofibres peuvent être intégrées dans les matériaux de construction pour renforcer leur structure, prolonger leur durée de vie et améliorer leur flexibilité. Ce qui a permis de développer une peinture solaire, un vitrage solaire transparent pouvant produire de l’électricité ainsi qu’un film solaire de haute qualité.
Sans oublier la possibilité d’augmenter significativement la capacité de stockage des batteries actuelles grâce aux nanotechnologies. Ce qui pourrait, à terme, entraîner la production de batteries solaires avancées ayant de plus grandes capacités de stockage et une durée de vie plus longue facilitant, par exemple, la commercialisation de voitures 100% solaires.
D’un côté, les nanotechnologies sont capables d’améliorer la flexibilité des panneaux solaires. De l’autre, elles peuvent impacter aussi bien le stockage que la libération énergétique pour de plus grandes performances.
Le futur est déjà en marche et nous avons hâte de voir ce que cela va donner dans les prochaines années.
III. Les défis et les perspectives des nanotechnologies solaires
Chaque nouvelle technologie s’accompagne de son lot de défis. Les nanotechnologies ne font pas exception. Malgré leurs nombreux avantages et leurs capacités à révolutionner le monde de l’énergie solaire, il est aussi important de connaitre leurs limites actuelles et de se questionner sur les conséquences de leur usage à grande échelle.
Parmi ces défis, la stabilité à long terme des matériaux occupe une place prépondérante. En effet, la durabilité des nanomatériaux utilisés dans les cellules solaires et les dispositifs de stockage de l’énergie solaire reste une préoccupation majeure des chercheurs. Pour assurer la fiabilité des systèmes solaires à long terme, il est essentiel de garantir que ces matériaux conservent leurs propriétés et leur efficacité sur une période prolongée.
Par ailleurs, les considérations environnementales liées à la production et à l’utilisation des nanomatériaux ne doivent pas être négligées. Bien que les nanotechnologies offrent des avantages indéniables en termes d’efficacité énergétique et de performances, il est nécessaire de s’assurer que leur fabrication et leur utilisation n’entraînent pas de dommages écologiques significatifs. Des pratiques de production durables et respectueuses de l’environnement doivent donc être développées et mises en œuvre pour atténuer les impacts potentiels sur les écosystèmes. Les scientifiques s’interrogent surtout sur la dispersion de nanoparticules dans l’air, l’eau et le sol ainsi que l’impact sur la santé de la libération de substances dangereuses lors de la fabrication des différents équipements et matériaux.
De plus, dans un long document publié par l’association Les Amis de la Terre, on observe que les réglementations autour des nanotechnologies sont encore floues. Ce qui, d’après l’association, peut entraîner un usage anarchique dangereux aussi bien pour notre environnement que pour une certaine tranche de la population (surtout celles des pays émergents qui sont les premières à subir les affres de conditions de travail non réglementées).
Pour en savoir plus, le document est consultable ici.
De toute évidence, l’alliance entre les nanotechnologies et l’énergie solaire offre un potentiel immense pour répondre aux défis énergétiques actuels. En exploitant les propriétés uniques des nanomatériaux, il est possible d’améliorer l’efficacité et la durabilité des équipements solaires, ouvrant ainsi la voie à un avenir énergétique plus propre et plus durable. Il est donc impératif de poursuivre la recherche et l’innovation dans ce domaine pour exploiter pleinement ce potentiel et construire un avenir énergétique plus radieux pour les générations futures.
Toutefois, il ne faut pas oublier les limites et les dangers liés à cette technologie encore méconnue. Cela afin que la créature ne se retourne pas contre son créateur en engendrant plus de risques que de bénéfices.
Dans tous les cas, si vous vous intéressez à l’énergie photovoltaïque, nos équipes sont à votre disposition pour répondre à vos questions et vous accompagner dans votre projet solaire. Avant de prendre rendez-vous, réalisez une simulation et obtenez un devis détaillé.
