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Le professeur Daniel Lincot, ancien directeur scientifique de l’IPVF, est le co-organisateur du symposium Edmond Becquerel, qui aura lieu le 24 mars 2020 au Muséum d’Histoire naturelle à Paris. Il nous explique pourquoi il est important de rendre hommage à ce savant prolifique, découvreur de l’effet photovoltaïque aujourd’hui au coeur de la transition énergétique.

Pourquoi ce symposium Edmond Becquerel ?

Le 24 mars 2020 est le 200e anniversaire de la naissance d’Edmond Becquerel, un savant étonnant. C’est le fils d’Antoine, le père d’Henri et le grand-père de Jean : les Becquerel ont une place particulière dans l’histoire de sciences et techniques en France. Lorsque le père d’Edmond, Antoine, obtient la création d’une chaire de Physique au Muséum d’histoire naturelle, il embauche son fils comme préparateur. En travaillant sur les instruments de son père, Edmond découvre, à dix-neuf ans, l’effet de la lumière sur la génération d’électricité et de courant. Il est considéré comme le découvreur de l’effet photovoltaïque. Avec ce symposium, nous voulons rendre hommage à Edmond Becquerel, dont le travail est relativement ignoré en-dehors de la communauté photovoltaïque.

Pourquoi cela ?

C’était trop tôt : en 1839, on était loin d’imaginer que deux siècles plus tard, l’effet photovoltaïque serait à la base du développement de l’énergie solaire. On a même écrit que les premiers travaux de Becquerel étaient peu originaux. Il a été “repêché” par des historiens des sciences, mais lui-même ne pouvait avoir aucune idée de la portée de sa découverte.

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Le symposium s’attardera aussi sur les apports d’Edmond Becquerel sur la photographie et la luminescence. Pouvez-vous nous en dire plus ?

Dans les années 1820, les premières techniques photographiques sont mises au point à Paris. Becquerel se passionne pour le sujet et découvre que dans certaines conditions il est possible d’avoir des photos en couleurs. C’est le tout premier à avoir créé une photo couleur, technique qu’il a utilisée pour donner à voir le spectre solaire, c’est-à-dire les couleurs de l’arc-en-ciel. Il a également apporté des contributions sur la révélation des photos classiques pour éviter l’utilisation de sels toxiques. Il s’est aussi rendu compte qu’on pouvait réduire le temps de pose à condition d’utiliser ensuite un deuxième rayon lumineux. Dans ce champ-là, il est tout à fait reconnu de son vivant.

Edmond Becquerel se prend aussi de passion, tout comme son père Antoine, pour la luminescence, c’est-à-dire la lumière émise par les corps. Il met au point un phosphoroscope pour mesurer combien de temps un matériau phosphorescent met à cesser de briller. On pensait alors que l’émission de la lumière qui durait longtemps était différente de la luminescence, qui durait très peu de temps. Becquerel montre qu’il s’agit du même phénomène ; c’est une découverte fondamentale.

Becquerel s’est aussi beaucoup intéressé aux sels d’uranium, dont il a transmis la passion à son fils Henri, a apporté des contributions sur l’émission de la lumière plasma, a mené des travaux en sciences naturelles. Son travail est extrêmement prolifique, c’est une effervescence scientifique extraordinaire de leçons.

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Comment le photovoltaïque s’est-il développé depuis 1839 ?

À la fin du XIXe siècle sont mis au point les premiers systèmes qui utilisent l’effet photovoltaïque : les chercheurs en électricité se sont rendu compte de l’intérêt de systèmes qui captent la lumière pour la mesurer et la transformer. Un pas important, c’est la découverte par Einstein du photon, qui lui vaut le prix Nobel en 1921. Mais jusqu’aux années 1940, ces systèmes ont un rendement très faible. Là, on découvre le silicium : aux États-Unis principalement, on élabore des radars qui utilisent des ancêtres de la puce au silicium. 

Et puis, au début des années 1950, on découvre qu’on peut produire des watts avec l’éclairement de ces puces. C’est un moment charnière : la cellule solaire moderne est mise au point en 1954, avec un rendement de 6 %. Elle fait l’objet d’un grand enthousiasme. Mais la technologie est hors de prix, alors elle va d’abord dans l’espace : dès 1958, on la met sur des satellites américains, ce qui leur permet de communiquer avec la Terre bien plus longtemps. Le photovoltaïque est absolument déterminant dans la course à l’espace au niveau énergétique. Dès les années 1950, la communauté photovoltaïque anticipe son intérêt pour l’alimentation de la société et de l’économie sur Terre, mais il faudra attendre les années 1990 pour que l’industrie démarre et fasse baisser les prix. Au début du XXIe siècle, le photovoltaïque décolle. Ce que personne n’imaginait, c’est que cette source d’énergie allait se développer aussi rapidement. Aujourd’hui, c’est l’énergie qui s’installe le plus dans le monde, et un élément stratégique dans les énergies renouvelables.

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Comment le photovoltaïque se développe-t-il en France ?

C’est un domaine très dynamique, avec une grande variété d’industriels, d’installateurs, de petites entreprises. La recherche bouillonne et est très proche de l’industrie, avec pour objectif de transférer les découvertes le plus rapidement possible. C’est pour cela qu’a été créé l’IPVF, pour mettre dans le même bateau des acteurs qui travaillent sur toute la chaîne.

Nous n’en sommes qu’aux débuts de l’industrie. La Chine a joué un rôle très important dans son développement, mais on ne peut pas considérer que la technologie en sera au même point dans dix ans. L’Europe et la France peuvent reprendre pied dans ce domaine stratégique. Nous avons des programmes de recherche qui cherchent à multiplier le rendement. Un de nos chevaux de bataille, ce sont les cellules tandem : les performances des générations actuelles peuvent être augmentées de près de 50% si on utilise deux matériaux, l’un qui convertit le bleu en électricité, l’autre le rouge. On en revient à Becquerel : demain, on va avoir des cellules solaires “arc-en-ciel”, adaptées à chaque zone du spectre scolaire. On travaille aussi sur le perovskite et sur l’hydrogène. L’aventure industrielle et scientifique est complètement relancée : la recherche ne s’est pas arrêtée lorsqu’on a trouvé mis des solutions sur le marché, bien au contraire. Et puis on ne fait pas de la recherche pour dans cinquante ans : nous nous inscrivons dans un contexte de transition énergétique accélérée. C’est presque une logique d’urgence.

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Le Symposium se tiendra le 24 mars 2020 dans l’amphithéâtre Farabeuf, 15 rue de l’École de médecine, 75006 Paris, près du Muséum national d’Histoire naturelle où étaient situés le laboratoire et la maison d’Edmond Becquerel.

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Le professeur Daniel Lincot, ancien directeur scientifique de l’IPVF, est le co-organisateur du symposium Edmond Becquerel, qui aura lieu le 24 mars 2020 au Muséum d’Histoire naturelle à Paris. Il nous explique pourquoi il est important de rendre hommage à ce savant prolifique, découvreur de l’effet photovoltaïque aujourd’hui au coeur de la transition énergétique.

Pourquoi ce symposium Edmond Becquerel ?

Le 24 mars 2020 est le 200e anniversaire de la naissance d’Edmond Becquerel, un savant étonnant. C’est le fils d’Antoine, le père d’Henri et le grand-père de Jean : les Becquerel ont une place particulière dans l’histoire de sciences et techniques en France. Lorsque le père d’Edmond, Antoine, obtient la création d’une chaire de Physique au Muséum d’histoire naturelle, il embauche son fils comme préparateur. En travaillant sur les instruments de son père, Edmond découvre, à dix-neuf ans, l’effet de la lumière sur la génération d’électricité et de courant. Il est considéré comme le découvreur de l’effet photovoltaïque. Avec ce symposium, nous voulons rendre hommage à Edmond Becquerel, dont le travail est relativement ignoré en-dehors de la communauté photovoltaïque.

Pourquoi cela ?

C’était trop tôt : en 1839, on était loin d’imaginer que deux siècles plus tard, l’effet photovoltaïque serait à la base du développement de l’énergie solaire. On a même écrit que les premiers travaux de Becquerel étaient peu originaux. Il a été “repêché” par des historiens des sciences, mais lui-même ne pouvait avoir aucune idée de la portée de sa découverte.

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Le symposium s’attardera aussi sur les apports d’Edmond Becquerel sur la photographie et la luminescence. Pouvez-vous nous en dire plus ?

Dans les années 1820, les premières techniques photographiques sont mises au point à Paris. Becquerel se passionne pour le sujet et découvre que dans certaines conditions il est possible d’avoir des photos en couleurs. C’est le tout premier à avoir créé une photo couleur, technique qu’il a utilisée pour donner à voir le spectre solaire, c’est-à-dire les couleurs de l’arc-en-ciel. Il a également apporté des contributions sur la révélation des photos classiques pour éviter l’utilisation de sels toxiques. Il s’est aussi rendu compte qu’on pouvait réduire le temps de pose à condition d’utiliser ensuite un deuxième rayon lumineux. Dans ce champ-là, il est tout à fait reconnu de son vivant.

Edmond Becquerel se prend aussi de passion, tout comme son père Antoine, pour la luminescence, c’est-à-dire la lumière émise par les corps. Il met au point un phosphoroscope pour mesurer combien de temps un matériau phosphorescent met à cesser de briller. On pensait alors que l’émission de la lumière qui durait longtemps était différente de la luminescence, qui durait très peu de temps. Becquerel montre qu’il s’agit du même phénomène ; c’est une découverte fondamentale.

Becquerel s’est aussi beaucoup intéressé aux sels d’uranium, dont il a transmis la passion à son fils Henri, a apporté des contributions sur l’émission de la lumière plasma, a mené des travaux en sciences naturelles. Son travail est extrêmement prolifique, c’est une effervescence scientifique extraordinaire de leçons.

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Comment le photovoltaïque s’est-il développé depuis 1839 ?

À la fin du XIXe siècle sont mis au point les premiers systèmes qui utilisent l’effet photovoltaïque : les chercheurs en électricité se sont rendu compte de l’intérêt de systèmes qui captent la lumière pour la mesurer et la transformer. Un pas important, c’est la découverte par Einstein du photon, qui lui vaut le prix Nobel en 1921. Mais jusqu’aux années 1940, ces systèmes ont un rendement très faible. Là, on découvre le silicium : aux États-Unis principalement, on élabore des radars qui utilisent des ancêtres de la puce au silicium. 

Et puis, au début des années 1950, on découvre qu’on peut produire des watts avec l’éclairement de ces puces. C’est un moment charnière : la cellule solaire moderne est mise au point en 1954, avec un rendement de 6 %. Elle fait l’objet d’un grand enthousiasme. Mais la technologie est hors de prix, alors elle va d’abord dans l’espace : dès 1958, on la met sur des satellites américains, ce qui leur permet de communiquer avec la Terre bien plus longtemps. Le photovoltaïque est absolument déterminant dans la course à l’espace au niveau énergétique. Dès les années 1950, la communauté photovoltaïque anticipe son intérêt pour l’alimentation de la société et de l’économie sur Terre, mais il faudra attendre les années 1990 pour que l’industrie démarre et fasse baisser les prix. Au début du XXIe siècle, le photovoltaïque décolle. Ce que personne n’imaginait, c’est que cette source d’énergie allait se développer aussi rapidement. Aujourd’hui, c’est l’énergie qui s’installe le plus dans le monde, et un élément stratégique dans les énergies renouvelables.

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Comment le photovoltaïque se développe-t-il en France ?

C’est un domaine très dynamique, avec une grande variété d’industriels, d’installateurs, de petites entreprises. La recherche bouillonne et est très proche de l’industrie, avec pour objectif de transférer les découvertes le plus rapidement possible. C’est pour cela qu’a été créé l’IPVF, pour mettre dans le même bateau des acteurs qui travaillent sur toute la chaîne.

Nous n’en sommes qu’aux débuts de l’industrie. La Chine a joué un rôle très important dans son développement, mais on ne peut pas considérer que la technologie en sera au même point dans dix ans. L’Europe et la France peuvent reprendre pied dans ce domaine stratégique. Nous avons des programmes de recherche qui cherchent à multiplier le rendement. Un de nos chevaux de bataille, ce sont les cellules tandem : les performances des générations actuelles peuvent être augmentées de près de 50% si on utilise deux matériaux, l’un qui convertit le bleu en électricité, l’autre le rouge. On en revient à Becquerel : demain, on va avoir des cellules solaires “arc-en-ciel”, adaptées à chaque zone du spectre scolaire. On travaille aussi sur le perovskite et sur l’hydrogène. L’aventure industrielle et scientifique est complètement relancée : la recherche ne s’est pas arrêtée lorsqu’on a trouvé mis des solutions sur le marché, bien au contraire. Et puis on ne fait pas de la recherche pour dans cinquante ans : nous nous inscrivons dans un contexte de transition énergétique accélérée. C’est presque une logique d’urgence.

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Le Symposium se tiendra le 24 mars 2020 dans l’amphithéâtre Farabeuf, 15 rue de l’École de médecine, 75006 Paris, près du Muséum national d’Histoire naturelle où étaient situés le laboratoire et la maison d’Edmond Becquerel.

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