Un moule en 3D permet de confectionner le profil dentelé qui servira, via une presse industrielle, à modeler la base des tuiles produites en série (A). La base de la tuile accueille les cellules photovoltaïques et les oriente de manière optimale (B). L'ensemble est ensuite monté avec un couvercle esthétique et transparent (C), puis posé sur des fixations de toiture adaptée (D).Les tuiles solaires développées par la start-up Quadreex Solar Factory promettent d'améliorer la production photovoltaïque en dépit d'orientations peu favorables, avec une intégration esthétique optimale.
« Aujourd'hui, plus de 60 % des maisons sont mal orientées pour le photovoltaïque, c'est-« à-dire qu'elles sortent du champ plein sud à plus ou moins 20° près au niveau de l 'azimut. Pour ces édifices orientés est ou ouest, une installation photovoltaïque s'avère très peu rentable », déplore Pierre-Emmanuel Drochon, qui tente de résoudre cette problématique au sein de Quadreex Solar Factory, la start-up qu'il a fondée avec Mathieu Drouhet. Leur solution ? Un projet de tuile photovoltaïque d'un nouveau genre, déjà récompensé par le prix Ingénierie du Futur 2017 Syntec-Ingénierie.
Fruit d'un brevet déposé par les deux jeunes diplômés (respectivement de l'ESTP Paris et de Chimie ParisTech), cette tuile consiste en un demi-cylindre à fixer sur des supports de toiture. À l'intérieur, des cellules photovoltaïques sont inclinées et orientées sur mesure de façon à maximiser le rendement solaire en fonction de l'inclinaison de sa couverture et de son orientation. « L'innovation porte sur ce rangement en écailles de poisson, alors que les solutions existantes disposent systématiquement les cellules de façon parallèle au toit. On peut ainsi gagner jusqu'à 15 % de rendement », commente Pierre-Emmanuel Drochon. Le dessus de la tuile est constitué, à l'instar d'autres produits du marché, d'un écran en « trompe-l'œil » : un assemblage de micropersiennes à première vue opaque, mais transparent sous l'angle du soleil.
Algorithme et impression 3D
L'innovation de Quadreex Solar Factory réside plus particulièrement dans la création d'un algorithme et dans la fabrication 3D. La phase de calcul permet de déterminer, en fonction de l'implantation de chaque maison, la configuration précise des encoches permettant d'insérer les cellules photovoltaïques dans le complexe d'une tuile standard. Un moule est ensuite conçu à partir de ce modèle et imprimé en 3D sous forme de profil dentelé. « Ce dernier est ensuite appliqué sur une presse qui imprime les bases de tuile. En réalisant seulement les moules et non les tuiles, nous pouvons faire du sur-mesure sans rogner sur la capacité d ' industrialisation, le procédé d ' impression 3D étant encore long », explique Pierre-Emmanuel Drochon.
La start-up est d'ores et déjà en discussion avec des industriels spécialisés, comme Terreal, Wienerberger ou Braas Monier. « Nous n'avons pas vocation à fabriquer des tuiles, mais à vendre notre procédé à des entreprises qui possèdent déjà ce savoir-faire et qui pourront l'intégrer facilement dans leur chaîne de production », précise Pierre-Emmanuel Drochon, qui espère la réalisation de premiers produits d'ici fin 2018. À plus long terme, les deux ingénieurs réfléchissent à décliner leur solution sous forme de panneaux solaires plus classiques, pour aller au-delà de la tuile pour particuliers.
Source cahiers techniques du bâtiment par Hugo Leroux
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