Section des Unités de recherche Rapport du comité d'experts Unité de recherche : Institut de Recherche et Développement pour l énergie Photo-voltaïque (IRDEP) - UMR 7174 De l Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris et EDF février 2008 2
Section des Unités de recherche Rapport du comité d'experts Unité de recherche : Institut de Recherche et Développement pour l énergie Photo-voltaïque (IRDEP) - UMR 7174 De l Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris et EDF février 2008
Rapport du comité d'experts L'Unité de recherche : Nom de l'unité : Institut de Recherche et Développement pour l énergie photo-voltaïque (IRDEP) Label demandé : UMR N si renouvellement : 7174 Nom du directeur : M. Olivier KERREC Université ou école principale : Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP) Autres établissements et organismes de rattachement : EDF CNRS Date(s) de la visite : 15-16 janvier 2008 3
Membres du comité d'évaluation Président : M. Hervé ARRIBART, Saint-Gobain Recherche Experts : M. Maurice LEROY, Cabinet du Haut Commissaire à l'énergie atomique, CEA M. Claude DELMAS, Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux, UPR 9048, CNRS M. Pascal GRESSIER, Institut des matériaux Jean Rouxel UMR 6502 CNRS, Université Nantes M. Alain GLEIZES, Laboratoire LAPLACE, Université Paul Sabatier M. Joseph LIETO, Laboratoire d'automatique et de génie des procédés, UMR5007 CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1 M. Andreas MORTENSEN, IMX Institute of Materials, EPFL M. Fabrice ODOBEL, Laboratoire de Synthèse Organique, UMR 6513, CNRS, Université Nantes Mme Caroline MELLOT, University College London, Davy Faraday Research Laboratory Expert(s) représentant des comités d évaluation des personnels: M. Gilles BERTRAND, expert, Comité National, section 14, Université de Bourgogne Observateurs Délégué scientifique de l'aeres : M. Georges HADZIIOANNOU M. Jean-Léon HOUZELOT Représentant de l'université ou école, établissement principal : M. Alain FUCHS, Directeur ENSCP Représentant(s) des organismes tutelles de l'unité : M. Francis SECHERESSE, DSA, Département Chimie CNRS 4
Rapport du comité d'experts 1 Présentation succincte de l'unité L'IRDEP (Institut de Recherche et Développement sur l'energie Photovoltaïque) est une jeune UMR créée en Janvier 2005. Cette unité mixte associe le CNRS, l'enscp et l'edf. Sa finalité est de développer des recherches sur des systèmes photovoltaïques susceptibles de conduire à des systèmes réels qui seraient finalisés, puis produits dans d'autres structures. Son but est donc double : recherches fondamentales et validation technologiques de systèmes. Cette unité est située sur le site EDF de Chatou. Effectif de l IRDEP à fin 2007 : 38 personnes : - 18 personnes du CNRS Statutaires : 6 personnes (1 DR1, 2 DR2, 1 CR1, 1 IE, 1 T) Non Statutaires : 12 personnes (1 CR, 5 IR, 2 IE, 1 thésard, 2 AI, 1 «administratif») - 20 personnes d EDF Statutaires : 17 personnes (9 Ingénieurs Chercheurs (dont 1 «administratif»), 4 cadres techniques (dont 1 «administratif»), 4 Assistants Techniques (dont 1 «administratif») Sur les 17 personnes, 12 sont rattachées à l UMR IRDEP et 5 mises à disposition partiellement auprès de l UMR Non Statutaires : 3 personnes (3 thésards) Aucun enseigneur chercheur n est rattaché à l UMR. - Nombre de HDR : 3 - Nombre de HDR encadrant des thèses : 3 - Nombres de thèses soutenues en 4 ans : 3 - Nombre de thèses en cours : 4 - Nombre d abandon de thèse : 0 - Nombre de théses financées : 4 ( 3 par l ANRT et 1 par l ANR dans le cadre du projet PV-THRI) - Nombre de publications sur 2007 : - Nombre de communications scientifiques avec comité de lecture : 20 dont : 12 publiées ou en cours de publication 5 acceptées 3 en cours de relecture - Nombre de communications scientifiques sans comité de lecture : 7 - Nombre de posters ou de présentations dans la cadre de Conférences et Séminaires : 20 - Nombre de publiants : 13/13 EC, C ; 2 ingénieurs publient 5
2 Déroulement de l'évaluation Le comité de visite s est déroulé pendant 2 jours. Durant la première journée, l Institut de Recherche et Développement pour l énergie photo-voltaïque (IRDEP) UMR 7174 a fait l objet d une présentation globale et stratégique par son directeur (1h) devant l ensemble du Comité, cette présentation a été réalisée dans un contexte général où l ensemble de cette première journée a été, en grande partie, réservée à la présentation de l ensemble des unités de recherche de l Ecole de Chimie de Paris, permettant ainsi une vue générale de la recherche à l ENSCP. Durant la seconde demi journée, l Institut a été visité par un groupe du Comité durant 3 heures : une série d'exposés a été présentée par les responsables des diverses thématiques, suivie par une présentation de posters. L'ensemble était d'un très bon niveau (caractère synthétique et didactique). L'évaluation s'est passée dans de très bonnes conditions. On peut regretter que la partie scientifique du rapport d'activité manque de lien entre les diverses thématiques qui sont par ailleurs relativement inhomogène dans leur contenu. Le comité aurait souhaité que les personnels EDF remplissent la fiche signalétique comme les agents CNRS. 3 Analyse globale de l unité, de son évolution et de son positionnement local, régional et européen Cette unité, relativement petite, n'est pas structurée en équipes, mais en thématiques de recherche auxquelles participent divers chercheurs, un chercheur donné pouvant être impliqué dans plusieurs thématiques. Bien que relativement jeune, cette unité semble bien armée pour atteindre ses buts scientifiques et technologiques. Les recherches sont en bonne cohérence avec les projets qui avaient été définis. Il faut remarquer que plusieurs thématiques ont une double déclinaison : recherche et technologique. Les recherches reposent sur des travaux qui avaient antérieurement été réalisés au sein du LECA (UMR 7575) et dont sont issus les chercheurs CNRS. Le projet pour le prochain contrat quadriennal est bien construit ; Il vise à associer la recherche à court, moyen et long terme à la formation des étudiants. Dans ce cadre l'implication forte de l'enscp au coté du CNRS et de l'edf est un point fort qu'il est important de noter. La partie la plus technologique sera à court terme transférée à une "spin off CISEL" qui serait un relais entre l'irdep et la production industrielle. Ceci permettra de focaliser les recherches de l'irdep sur des thématiques plus exploratoires (optimisation des matériaux, des systèmes et des rendements), sur les cellules à très hauts rendements et sur de nouveaux concepts. 4 Analyse équipe par équipe et par projet Un des résultats marquants qui a été à l'origine de la création de cet Institut est l'obtention par des voies électrochimiques d'une phase dérivée de CuInSe2 qui présente des potentialités évidentes du point de vue photovoltaïque. La méthode de synthèse électrochimique devrait permettre d'obtenir des cellules photovoltaïques extrêmement compétitives du point de vue des coûts. Le projet CISEL vise à optimiser les conditions de synthèse afin de passer de l'échelle du laboratoire à celui d'un pré-pilote industriel. Cette partie technologique est plutôt réalisée par le personnel EDF, le personnel CNRS focalisant ses recherches sur les problèmes plus fondamentaux qui permettrait d'optimiser les systèmes. Par ailleurs, des travaux importants, qui nécessitent des études très fondamentales, sont réalisés sur des améliorations (substitution partielle de l'indium par du gallium, du sélénium par du soufre, développement de couches tampon sans cadmium (Zn, Mg)(O,S). Les propriétés électroniques ont été simulées par des méthodes ab initio afin de mettre en évidence le rôle des défauts et de réaliser un "screening" des diverses substitutions possibles pour les matériaux de type chalcopyrites. 6
Des recherches en amont sont réalisées afin d'obtenir à terme des cellules à très haut rendement. Diverses voies originales ont été considérées : cellules à porteurs chauds systèmes à bande intermédiaire addition de photons Le comité suggère que ces recherches soient maintenant focalisées sur quelques points précis afin de prouver la potentialité réelle des cellules à très haut rendement. La production scientifique est bonne (36 publications avec comité de lecture, de nombreux proceedings, 31 conférences invitées) pour les 4 dernières années. Cette période est plus importante que celle correspondant à la période réelle d'existence de l'irdep. 4 thèses ont été soutenues et 2 sont en cours. 4 brevets ont été déposés et 2 sont en cours de dépôt. Il faut remarquer que le personnel EDF est encouragé à publier même si ce n'est pas sa vocation initiale. L'unité a une notoriété internationale incontestable qui repose essentiellement sur la notoriété des chercheurs qui sont à l'origine scientifique de sa création. Les moyens sont importants, ils résultent de nombreux contrats (ANR, projets européens) et d'une contribution importante d'edf. Il faut remarquer que la partie "changement d'échelle de cellules" impose des investissements significatifs. 5 Analyse de la vie de l'unité En termes de management : Le management de l'unité semble bien adapté à sa structure ; l'intégration à temps complet de l ex-directeur du LECA UMR 7575 à l'irdep en prenant la responsabilité de la recherche améliorera l'organisation scientifique de l'unité. En termes de ressources humaines L'équilibre entre les diverses catégories de personnel est correct et l'ensemble du personnel est bien impliqué dans la stratégie collective. La gestion financière est assurée par un agent EDF, une formation de cette personne à la gestion CNRS est impérative et devrait être assurée dans les meilleurs délais. Le conseil de laboratoire n'a pas encore été mis en place, le personnel souhaite que se conseil soit installé dans les plus brefs délais afin, entre autres, de pouvoir bénéficier du plan de formation du CNRS. Le retard dans le signature de la convention liant les trois partenaires semble être à l'origine de cette situation. Les consignes d'hygiène et de sécurité semblent bien respectées. Les doctorants et post-docs sont épanouis, ils participent régulièrement à des congrès, leur formation semble excellente. Par ailleurs, il faudra veiller à accroitre le nombre de doctorants. En termes de communication : Le laboratoire étant géographiquement isolé des centres universitaires une politique visant à accentuer le nombre de séminaires présentés par de membres extérieurs devrait être développée. 7
6 Conclusions Points forts : Le comité constate que ce laboratoire a une très bonne activité scientifique, sa lisibilité est indiscutable. La création d'une "spin off", en permettant de focaliser la majeure partie de l'activité sur des recherches exploratoires, d'optimisation ainsi que sur de nouveaux matériaux et concepts donnera encore plus de force à cette unité. Le comité recommande que cette opération soit réalisée dans les plus brefs délais. Son intégration dans la fédération MOISSAN sera un atout indéniable. Le rapprochement ENSCP- IRDEP est un atout important pour la formation des étudiants et leur ouverture à la recherche industrielle. Points à améliorer : Le laboratoire étant géographiquement isolé des centres universitaires une politique visant à accentuer le nombre de séminaires présentés par des membres extérieurs devrait être développée. Recommandations : La mise en place du conseil de laboratoire est recommandée. Le comité donne un avis très favorable au renouvellement de ce laboratoire qui dans sa nouvelle organisation avec le "Directeur" de l unité et l ex-directeur du LECA UMR 7575 en tant que "Directeur Délégué Recherche" devrait devenir un pôle français et international incontournable dans le domaine de la recherche sur les matériaux et systèmes photovoltaïques. 8