Des chercheurs de l’université de Cornell ont eu l’idée de concevoir des panneaux esthétiquement attrayants et capables de s’enrouler autour de formes complexes, voire de se déformer pour mieux absorber la lumière du soleil. Ils ont mis au point un matériau innovant inspiré de la nature, baptisé HelioSkin. Léger et flexible, celui-ci a été conçu pour s’adapter à des formes complexes, tout en améliorant considérablement l’absorption du rayonnement solaire. Un élément qui, selon eux, peut potentiellement favoriser l’adoption généralisée de la technologie solaire. En effet, les panneaux photovoltaïques proposés sur le marché sont plats et non flexibles, limitant leur utilisation à des surfaces planes.
Une approche bio-inspirée
Comme nous l’avons mentionné précédemment, les chercheurs se sont inspirés de la nature pour créer ce matériau révolutionnaire, plus particulièrement de l’héliotropisme qui, notons-le, est la faculté d’une plante à s’orienter en direction du soleil. Selon eux, les végétaux qui suivent la trajectoire du soleil, comme l’Arabidopsis thaliana ou Arabette des dames, ont un avantage photosynthétique significatif. Jenny Sabin, professeure au Collège d’architecture, d’art et d’urbanisme de l’Université Cornell, indique que « la nature est résiliente et la biologie est là pour le long terme », et que l’héliotropisme est une approche intéressante pour intégrer la durabilité et la résilience dans l’architecture.
Ce concept leur aurait permis de concevoir un « revêtement solaire » capable d’ajuster sa position pour maximiser la récolte d’énergie solaire. « Notre objectif est que le système ne se contente pas de générer de l’énergie de manière passive, mais qu’il transforme également les environnements urbains et périurbains […] La durabilité ne concerne pas seulement l’efficacité et la fonctionnalité, mais aussi la capacité à inspirer la société à adopter des solutions solaires innovantes », ajoute-t-elle.
Une conception innovante
Hormis l’héliotropisme, l’équipe de recherche s’est également inspirée de l’origami et du kirigami dans la conception du HelioSkin. Leur objectif ? Améliorer sa flexibilité et lui permettre de s’adapter aux surfaces courbes. « Au lieu d’une feuille plate, nous découpons le matériau en motifs pour qu’il puisse s’adapter à différentes formes », explique Itai Cohen, professeur de physique. Les chercheurs misent sur des panneaux photovoltaïques avec des géométries personnalisées qui maximisent l’absorption de la lumière et améliorent l’esthétique architecturale.
En effet, outre l’efficacité et l’adaptabilité, ils veulent proposer une solution à fort impact visuel qui motive l’adoption massive de l’énergie solaire. Pour information, ils auraient combiné la conception informatique, la fabrication numérique et l’impression 3D pour créer l’HelioSkin. Selon eux, l’utilisation de l’impression 2D et de la modélisation 3D permet de réduire les coûts, mais aussi d’adapter plus facilement le matériau à différentes structures.
Projet pilote et plan de commercialisation
L’équipe de recherche a obtenu un financement de 620 000 € pour la première phase l’an dernier, dans le cadre du programme Convergence Accelerator de la National Science Foundation. Pour la phase suivante, elle a déposé une nouvelle demande de financement d’environ 4,7 millions d’euros pour un projet pilote de trois ans. Elle prévoit de développer de petites couvertures solaires pour les jardins et parcs urbains et, par la suite, d’étendre la technologie à des applications dans les stades, les gratte-ciels et les toits rétractables.
Par ailleurs, dans le cadre de son plan de commercialisation, l’équipe indique avoir déjà mené une analyse marketing approfondie. Ils ont ainsi constaté que le coût brut, le coût par watt et la capacité de l’HelioSkin étaient compétitifs par rapport aux solutions photovoltaïques existantes. Elle travaille actuellement avec plusieurs entreprises, telles que E Ink, Rainier Industries et SunFlex. Plus d’informations sur cornell.edu. Le développement de telles solutions photovoltaïques flexibles pourra-t-il améliorer la production solaire sur des surfaces non planes ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
