La "Science Tower" : nouveau centre de recherche pour l’innovation verte à Graz

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25 octobre 2017

La "Science Tower", nouveau centre de recherche pour l’innovation verte à Graz, se pare de cellules de Grätzel. Ces dernières sont présentées comme l’avenir du photovoltaïque et permettent à la tour de produire sa propre énergie.

La tour SFL ("Science for Life"), dite "Science Tower", a été inaugurée à Graz jeudi 21 septembre 2017. Il s’agit d’un centre de recherche et d’entrepreneuriat en matière d’énergies renouvelables et de technologies environnementales. Cette tour de 60 mètres de haut symbolise la naissance de la "Smart City Graz" derrière la gare centrale. La tour en elle-même est un concentré de technologie en faisant un "bâtiment intelligent" et respectueux de l’environnement.

Selon l’entreprise de construction styrienne "SFL Technologies", qui assure la maîtrise d’ouvrage, la "Science Tower" constitue une première mondiale avec sa vaste façade en "verre énergétique" constitué de verre fin et utilisant des cellules de Grätzel. Ces dernières sont des cellules photovoltaïques qui utilisent des colorants organiques afin de convertir la lumière en courant électrique sans employer de silicium. Leur mode de fonctionnement est parfois décrit comme une "photosynthèse artificielle" qui a l’avantage de pouvoir récolter la lumière via ses deux faces pour en faire du courant électrique.

Autre particularité de cette tour : son dispositif de protection solaire mobile qui intègre des modules photovoltaïques ultralégers. Il effectue le tour du bâtiment en 24 heures, ombrageant ainsi les bureaux et produisant de l’électricité simultanément. Un verre fin spécial, d’une épaisseur inférieure à trois millimètres, a été utilisé. Ce verre, développé par SFL et produit à St Marein, en Styrie, est ultraléger tout en étant ultrarésistant. Il permet de donc réaliser pour la première fois de vastes façades vitrées.

"La Science Tower n’est pas un simple bâtiment mais une véritable ambassade pour un avenir urbain rendu vivable grâce à des technologies disruptives telles que le verre énergétique incorporant des cellules de Grätzel" a souligné Mario J. Müller, directeur technique. Ce doit également être une "source de synergie pour la science, la technologie et l’économie", a-t-il déclaré aux institutions qui louent d’ores et déjà des bureaux dans les près de 2500 m² d’espace qu’offre la tour. Parmi celles-ci, on compte le centre LIFE pour le climat, l’énergie et la société de la Joanneum Research (SaRL de recherche), l’Université technique (TU) de Graz, l’antenne locale de l’agence spatiale européenne (ESA), le cluster Green Tech (spécialisé en techniques environnementales) ou encore Rocket Holding. "Aujourd’hui, Graz se dote d’un nouveau symbole. Avec la Science Tower nous pouvons offrir des espaces "Green Tech" pour les start-ups." a informé le maire ÖVP (parti populaire autrichien), Siegfried Nagl.

16 millions d’euros ont été investis dans le projet "Smart City Graz" du "Fonds pour l’énergie et le climat" du ministère fédéral autrichien des transports, de l’innovation et de la technologie (BMVIT) dont la "Science Tower" fait partie intégrante.

Zoom sur les cellules de Grätzel [1] :

Inspirées de la photosynthèse végétale, les cellules à pigment photosensible, appelées aussi cellules solaires à colorant, ont valu au professeur de chimie suisse Michael Grätzel de recevoir le grand prix du Millennium Technology Prize finlandais (2000). Cette technologie se pose comme une alternative à la technologie silicium.

"L’énergie solaire s’est traditionnellement heurtée au problème du coût, qui restreint son utilisation. Les cellules Grätzel offrent un moyen de plus en plus avantageux de tirer parti de l’énergie solaire pour la mettre au service de l’Homme. L’innovation due au professeur Michael Grätzel jouera vraisemblablement un rôle important dans les applications liées à l’énergie renouvelable. Elle favorisera, par conséquent, la promotion du développement durable", déclare Ainomaija Haarla, directrice générale de la fondation Technology Academy Finland. Le rapport performance / coût des cellules solaires à colorants mises au point par Michael Grätzel est en effet excellent : cette technologie photoélectrochimique inspirée de la photosynthèse végétale apparaît comme une alternative prometteuse à la technologie dominante des panneaux solaires au silicium, car elle fait intervenir des matériaux peu couteux mis en œuvre avec des technologies relativement simples.

Le principe de fonctionnement de ces cellules :

Cette technologie qui fait l’objet d’études et d’améliorations dans divers laboratoires en entreprises, notamment au niveau de la stabilité de l’électrolyte et de la durée de vie, présenterait plusieurs avantages :

  • contrairement aux panneaux à silicium, dont l’efficacité diminue lorsque la température augmente fortement, l’efficacité des cellules est indépendante de la température ;
  • en choisissant les différents composants, il est possible de créer des cellules transparentes, qui ouvrent la voie à de nombreuses applications ;
  • comme l’énergie solaire peut être captée par les deux faces, il devient possible d’utiliser ces cellules dans un environnement de faible luminosité ou de luminosité diffuse ;
  • en raison de leur transparence et de leur efficacité en faible luminosité, ces cellules pourront être insérées dans des menuiseries (fenêtres, portes, lumière zénithale, …), ou sur des éléments (toitures, bardages, parois, …). Par ailleurs, en choisissant la couleur du colorant, il est possible de modifier les coloris des cellules ;
  • plusieurs couches transparentes peuvent être superposées, ce qui augmentera l’efficacité des cellules (un panneau ainsi constitué atteindrait une efficacité de 20 à 30 %) ;
  • d’un faible encombrement, un panneau de cellule peut être miniaturisé. Ainsi, certaines cellules expérimentales sont composées de trois couches de 0,4 mm d’épaisseur.

À l’avenir se profilent donc de nombreux produits basés sur l’innovation due à Grätzel, comme les fenêtres génératrices d’énergie et des panneaux solaires considérablement moins coûteux que les panneaux actuels. Les tous premiers produits basés sur les cellules Grätzel ont d’ailleurs déjà fait leur apparition sur le marché.

Source  : "SFL Science Tower : Neues Zentrum für grüne Innovationen in Graz", article de l’agence de presse autrichienne, 28/09/2017 - https://science.apa.at/site/natur_und_technik/detail?key=SCI_20170928_SCI45011703438399354

[1] Extrait de l’article "Les cellules de Grätzel refont parler d’elles", Marc Chabreuil, Techniques de l’ingénieur, 16/06/2010 - https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/les-cellules-de-gratzel-refont-parler-delles-3136/

Rédacteur  : Simon Barranque, simon.barranque[at]institutfr.at

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