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2 Groupe Colas
Wattway et la Smart City
LA ROUTE SOLAIRE WATTWAY
2 Groupe Colas
3Groupe Colas
Wattway est un concept
de revêtement routier
photovoltaïque unique
au monde.
Les dalles Wattway comprennent
des cellules photovoltaïques
enrobées dans un substrat
multicouche composé de résines
et de polymères, suffi samment
translucide pour laisser passer
la lumière du soleil et assez
résistant pour supporter
la circulation de poids lourds.
Ces cellules captent l’énergie
solaire au travers d’une très fi ne
feuille de silicium polycristallin
qui transforme l’énergie solaire
en électricité. Les dalles sont
connectées à un boîtier latéral
en sous-face intégrant des
composants de sûreté électrique.
De quelques millimètres
d’épaisseur, antidérapantes et
conçues pour durer, les dalles
Wattway sont posées et collées
directement sur les chaussées
existantes des routes, des
parkings, des pistes cyclables,
etc., sans avoir à refaire
les revêtements ou repenser
les structures routières.
Wattway est protégé par
deux brevets.
Des usages futurs pour une route intelligente
q�Gestion du trafi c en temps réelq�Conduite automatique des véhicules
q�Recharge dynamique des véhicules électriquesq�Suppression des eff ets du verglas, etc.
DESAPPLICATIONS MULTIPLES1 000 mètresde chaussées Wattway permettent d’éclairer une ville de 5 000 habitants.
15 m2de dalles Wattway alimentent les feux d’un carrefour.
20 m2de dalles Wattway suffi sent à alimenter en énergie électrique un foyer.
100 m2 de dalles Wattway fournissent, par recharge à l’arrêt, l’énergie nécessaire à un véhicule électrique pour parcourir 100 000 km.
4 Groupe Colas
Racontez-nous la genèse de Wattway. Comment est née cette idée de route solaire ?
PHILIPPE RAFFIN : Cette idée revient à Jean-Luc
Gautier, alors Directeur du Centre d’expertise et de
documentation au CST. Dès 2005, il a l’intuition que
les infrastructures de transport sont susceptibles
de collecter à grande échelle de l’énergie électrique
d’origine photovoltaïque puisque, plus de 90 % du
temps, elles offrent une surface importante tournée
vers le ciel. Cette intuition est rapidement vérifiée
par des calculs. L’été 2010 constitue une étape clé,
avec la réalisation d’une maquette composée
de cellules photovoltaïques extraites de jouets et
disposées sur un support routier. Cette maquette
a permis de mettre en évidence tous les freins à lever,
comme l’intégration des cellules dans la chaussée,
leur résistance sous trafic, l’usage de nouveaux
matériaux translucides pour la couche de roulement
en lieu et place des traditionnels bitumes et granulats,
ou encore les thématiques de sécurité électrique.
La liste était longue, et nous n’avions, bien
évidemment, jamais travaillé sur ces sujets !
Trouver un partenaire expert en photovoltaïque
était indispensable. S’en sont ensuivies cinq années
de travaux de recherche intenses, en collaboration
avec CEA Tech, au sein de l’Institut national
de l’énergie solaire basé à Chambéry.
Sur quelles bases s’est établi le partenariat entre le CST et l’INES ?
JEAN THERME : Colas et l’INES se sont engagés,
en 2011, dans un partenariat stratégique pluriannuel,
qui s’est traduit par la création d’un laboratoire
commun. L’INES apportait sa parfaite connaissance
des cellules et des modules photovoltaïques ainsi que
des systèmes électriques solaires dans les domaines
d’utilisation connus jusque-là, mais ne maîtrisait pas
les contraintes très spécifiques à l’environnement
routier. Colas a donc apporté, de son côté,
sa connaissance pointue de la route, permettant ainsi
de définir les spécifications du produit, les contraintes
réglementaires et de fiabilité ainsi que la partie
contact avec le pneu, qui constituait un enjeu majeur.
Outre le haut niveau de technologie du procédé, le
projet Wattway doit largement son succès à la qualité
de la collaboration entre les équipes de Colas et celles
de l’INES, qui ont mis en commun leurs compétences
et leurs énergies de manière parfaitement coordonnée
et complémentaire, avec pour unique objectif : relever
le défi de la route solaire.
Un défi technologiqueLa route solaire Wattway a été conçue et mise au point dans le cadre d’un partenariat entre le Campus Scientifique et Technique de Colas (CST) et l’Institut national de l’énergie solaire (INES).
PHILIPPE R AFFIN,DIREC TEUR TECHNIQUE, R& D DE CO L A S
« Pour chaque sujet abordé,
il a fallu innover car on
ne disposait d’aucune réponse
technologique connue. »
LA ROUTE SOLAIRE WATTWAY
5Groupe Colas
devait pouvoir supporter le poids d’un camion et les
tests sous trafic, tout en protégeant les cellules
photovoltaïques très fragiles puisque constituées
de plaques de silicium de 0,2 mm d’épaisseur.
C’est l’équipe module photovoltaïque de l’INES qui
a imaginé et mis au point la solution, et un second
brevet a été déposé conjointement. Au-delà des
dalles elles-mêmes, la mise au point de la sécurité
électrique, dans un domaine où aucune norme
n’existait, a représenté un autre défi.
Imaginiez-vous l’enthousiasme suscité par Wattway ?
Ph. R. : Absolument pas ! Dès que Wattway a été
dévoilé par Hervé Le Bouc lors d’une conférence de
presse en octobre dernier, nous avons été submergés
de demandes d’interviews, de prises d’images sur
le démonstrateur du Campus, dans les laboratoires,
et également sur la chaîne de production des
panneaux à l’INES. Près de 200 articles et reportages
en une semaine ! Aujourd’hui encore, nous sommes
très sollicités. Au-delà de l’engouement médiatique,
l’impact sur les collaborateurs a été extrêmement
fort, contribuant à réveiller et révéler leur sentiment
de fierté d’appartenance à Colas.
J. T. : Selon moi, rien de plus naturel que ce projet
suscite un tel intérêt. Wattway préfigure la
troisième vague du solaire, après l’ère des pionniers
et l’alimentation électrique des sites isolés, et après
celle de l’industrie de masse avec les centrales
photovoltaïques sur les toits des maisons et dans
les champs. La route solaire ouvre aussi la voie aux
déplacements décarbonés et intelligents du futur.
L’enjeu est considérable tant sur le plan énergétique
que sur le plan économique.
Wattway entre maintenant en phase de chantiers d’application en grandeur réelle. Votre partenariat va-t-il se poursuivre ?
Ph. R. : Pour répondre aux nouveaux enjeux posés par
le développement de Wattway et pour l’accompagner
dans son apprentissage, notre partenariat a fait
l’objet d’un renouvellement. On ne change pas
une équipe gagnante ! Au-delà de la maturité
technologique qui va progresser grâce aux chantiers
d’application programmés en 2016 et 2017, l’équipe
va poursuivre ses travaux sur Wattway avec pour
objectif d’étendre ses fonctions, en particulier dans le
domaine de la communication entre l’infrastructure
et l’usager.
J. T. : À mon sens, nous ne sommes qu’au tout
début d’une aventure aux multiples rebondissements.
C’est en continuant à travailler ensemble avec la
même passion et la même efficacité que Wattway
poursuivra sa route.
JE AN THERME,DIREC TEUR DE L A RECHERCHE TECHNOLO GIQUE DU CE A
À quelles difficultés technologiques les équipes ont-elles été confrontées ? Quelles ont été les grandes étapes de la mise au point de cette innovation ?
Ph. R. : Les différentes étapes du projet ont montré
que la longue liste des freins détectés au début de
l’aventure n’était pas illusoire et que la route solaire
constituait une véritable innovation de rupture.
Pour chaque sujet abordé, il a fallu innover car on ne
disposait d’aucune réponse technologique connue.
J. T. : Parmi les principales difficultés, je citerai tout
d’abord celles relatives à la couche supérieure de
contact avec le pneu. Celle-ci devait à la fois répondre
aux exigences d’adhérence d’une surface routière
et laisser passer la lumière solaire afin de garantir
l’efficacité des cellules photovoltaïques. La solution
a été apportée par Colas avec des granulats de verre,
une technique jusque-là jamais utilisée sur les routes.
Ses performances optiques ont surpris tous les
spécialistes du solaire. La combinaison de résine
translucide et de grains de verre recyclés a fait l’objet
d’un dépôt de brevet commun. Autre enjeu :
la structure mécanique du module photovoltaïque
« Le projet Wattway doit largement son succès à la qualité de la collaboration entre les équipes de Colas et celles de l’INES. »