Une route solaire, comment ça marche ?

À l’heure de la transition énergétique, imaginez une route à même de capter l’énergie solaire et de produire de l’électricité localement. Johnny Clatot, docteur-ingénieur matériaux chez Wattway (Colas) a accepté de nous en dire un peu plus.

Associer l’énergie photovoltaïque à la route n’avait a priori rien d’évident et pourtant… Le trafic ne représente que 10% de la vie d’une route. La majeure partie de la journée, la route est exposée au rayonnement solaire. En posant des cellules photovoltaïques sur la chaussée, la route prend alors une toute autre dimension, elle devient productrice d’électricité.

Après des tests en laboratoire (à hauteur d’un million de passages de roue à l’essieu de 13 tonnes, freinage d’urgence, tests climatiques conformes aux normes imposées aux modules photovoltaïques traditionnels, essais au feu en collaboration avec le SDIS 61 et le SDIS 73) Wattway est aujourd’hui dans une phase expérimentale en conditions réelles.

Description d’une dalle photovoltaïque

Wattway est une dalle photovoltaïque de 1,40 m de long par 0,70 m de large et de 7 mm d’épaisseur. Cette dalle est composée de 28 cellules photovoltaïques en silicium « monolike ». Ces dernières sont disposées en quinconce et encapsulées dans un complexe de différents matériaux qui permettent de les protéger mécaniquement et de rendre leur utilisation compatible avec une application routière.

Les cellules sont interconnectées en série selon 2 strings (?) de 14 cellules. Un boîtier de jonction, équipé de diodes by-pass, permet la connexion de l’ensemble qui représente alors une puissance de 115 Wc (conditions STC).

Réalisation d’un chantier Wattway

Un chantier Wattway commence par le sciage de la chaussée (d’une dizaine de centimètres de profondeur) en vue d’accueillir les câbles électriques et les boitiers de jonction. Les dalles photovoltaïques sont collées directement sur la chaussée, puis sont lestées, permettant ainsi la prise de la colle. Le raccordement aux câbles placés dans la chaussée est réalisé et le rebouchage est exécuté avec des produits routiers spécifiques. Afin de conférer aux dalles photovoltaïques leurs propriétés routières, une résine translucide mêlée à des grains de verre recyclés vient recouvrir la surface de l’installation. Un site pilote de 50 m² représente une puissance de 6,2 kWc. Ces installations peuvent être couplées à un système de stockage ou bien être raccordées au Tableau Général Basse Tension (TGBT, fait le lien entre l’arrivée du réseau de distribution (Enedis en France) et le réseau du client (entreprise, particulier…)) ou au réseau de distribution.

Suivi expérimental des installations

Plusieurs paramètres sont pris en compte, principalement le trafic, les conditions météorologiques et climatiques, notamment sous différentes latitudes, mais aussi les usages de l’énergie générée.

Le trafic

Le suivi du trafic consiste à contrôler le nombre de véhicules empruntant la chaussée photovoltaïque, en distinguant le type de véhicule (VL/PL) et la vitesse. Les protocoles mis en place permettent de différencier les véhicules légers des poids lourds, conformément à ce qui est d’usage dans le domaine de la gestion de trafic. L’ensemble des données trafic est corrélé aux données météorologiques ainsi qu’à la production d’énergie.

La production

La production électrique est suivie afin de s’assurer du bon fonctionnement de l’installation et de son efficience. Les données sont analysées sur le long-terme.

La météorologie

Le suivi météorologique est similaire à celui pratiqué sur les installations photovoltaïques. Il est complété par un contrôle des températures entre dalles et chaussée.

L’état général

Des contrôles préventifs réguliers permettent également d’assurer un suivi détaillé des installations. L’étude de ces données est un préalable indispensable pour la fiabilisation des dalles photovoltaïques et l’optimisation des installations dans cette phase expérimentale.

Le déploiement de Wattway en France et à l’international

Aujourd’hui les chantiers Wattway sont déployés sur une dizaine de sites en France. Le chantier de Tourouvre (61) a été inauguré le 22 décembre 2016 avec 2800 m2 et un site pilote vient d’être mis en service sur l’île de la Réunion (océan Indien). Des chantiers d’application ont également été réalisés à l’international : à West Point en Géorgie (USA) ainsi qu’à Calgary au Canada. 84 projets sont actuellement en cours d’étude pour l’installation de sites pilotes en France et à l’international.

Mécanisation, industrialisation et perspectives

Cette phase expérimentale permet d’étudier parallèlement l’optimisation de la pose et de développer le process industriel. L’objectif de ces travaux vise à atteindre une solution Wattway économiquement compétitive.

Crédits photo : @Europe 1