Faire du vitrage capable de produire de l’énergie ?

Depuis 2012, Frédéric Sauvage, directeur de recherche au CNRS, et son équipe travaillent autour des enjeux de la conversion de l’énergie solaire en carburants ou en électricité. « Notre concept est de développer des molécules puis un système, capable d’absorber sélectivement le proche infrarouge (NIR) et de laisser passer la lumière visible. Pour cela il nous faut des molécules invisibles et qui ne perturbent pas la lumière visible », explique le chercheur. Dans le spectre solaire, un peu moins de la moitié de la lumière est dans le visible et le restant est invisible. Au sein de cette dernière, 3 % correspondent à de l’ultraviolet (UV) et le reste au proche infrarouge (NIR). Le proche IR peut être perçu par notre peau comme cette sensation de chaleur que l’on ressent au soleil.

Une première preuve de concept est mise au point en 2017 où quelques centimètres de verre transparent produisent une petite quantité d’électricité pendant une dizaine de minutes. De nombreuses améliorations s’en sont suivies au point de lancer Crystal Energy en 2024, pour transformer cette innovation de laboratoire en un produit répondant à un enjeu sociétal.

Une chimie nouvelle

« Nous avons développé une chimie nouvelle et invisible. Auparavant il n’existait pas de molécules capables d’absorber sélectivement le proche IR sans interagir avec le visible. Nous avons développé la capacité de contrôler, dans nos molécules, les transitions électroniques qui se passent dans le visible pour les décaler vers le proche IR et/ou l’UV. Cela passe par du design moléculaire, où nous imaginons d’autres groupements chimiques que l’on appauvrit ensuite en électrons afin de repousser les transitions du visible vers l’UV ou le proche IR », développe Frédéric Sauvage. Cette technologie biomimétique est inspirée des processus de photosynthèse des plantes. À la différence que l’énergie que produit la plante est destinée à fabriquer du glucose pour sa propre consommation, tandis que dans le cas de Crystal Energy, l’énergie est convertie en électricité. Et que tous les composants, du catalyseur en passant par les absorbeurs et les semi-conducteurs, sont transparents et incolores.

Des applications multiples

La technologie proposée par Crystal Energy pourrait donner une nouvelle fonctionnalité au verre pour qu’il produise de l’électricité. Écrans et vitres pourraient devenir une source d’énergie verte. « Nous nous intéressons aux petits écrans dans l’électronique et au vitrage. Avec notre produit, nous pourrons rendre autonomes les petits objets connectés comme les montres. En revanche, pour les smartphones, cela leur permettra seulement de gagner en autonomie, leur consommation étant trop énergivore », explique le chercheur. La start-up envisage une mise sur le marché d’ici trois à quatre ans pour le vitrage et d’ici à deux ans pour les petits objets. Une levée de fonds vient d’être lancée afin d’accélérer les développements et soutenir la production.

« Chez Crystal Energy nous avons développé une vraie philosophie de frugalité. Nous n’intégrons pas de matériaux qui pourraient poser des problèmes au niveau des normes ou des certifications. Par exemple, nous n’utilisons pas de procédés toxiques, notre chimie ne repose pas sur des éléments critiques, toxiques ou des terres rares, même si cela pourrait nous faire gagner en performance », conclut Frédéric Sauvage.