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[Série de l'été] Pere Roca i Cabarrocas - Le Soleil se couche aussi

De juin à août, retrouvez, chaque mardi et jeudi, le portrait d'un chercheur de l'École polytechnique. Aujourd’hui : Pere Roca i Cabarrocas, directeur du Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces, développe des dispositifs de cellules solaires destinés à la conception des panneaux photovoltaïques.

©Silvère Leprovost

Adolescent, Pere Roca bâtissait des maisons aux côtés de son père, maçon. De cette époque, il a gardé le goût pour la construction, mais à une échelle bien plus réduite. Le chercheur fabrique aujourd’hui des cellules solaires destinées à la conception des panneaux photovoltaïques.
« C’est gratifiant de mener des recherches qui aboutissent à la construction de structures concrètes », reconnaît Pere Roca i Cabarrocas, directeur du laboratoire de Physique des interfaces et des couches minces.
Cet attrait pour l’énergie solaire puise ses racines dans une enfance nourrie de nature dans un village de Catalogne, au nord-est de l’Espagne. Au sein de cette terre natale, il côtoie les champs, la forêt et les rivières, et développe une fibre écologique dans une période marquée par les débuts de l’opposition à l’énergie nucléaire. Pour le scientifique, l’électricité photovoltaïque représente, elle, « une façon élégante et intéressante de faire de l’énergie ». Récompensé pour ses travaux par la médaille d’argent du CNRS en 2011, le chercheur est l’auteur de la découverte du silicium polymorphe, une forme de silicium plus résistante, plus économique et de meilleur rendement que le silicium amorphe employédans la conception des panneaux photovoltaïques.

Des collaborations à l'international

Ses premiers dispositifs sur les cellules solaires, Pere Roca les développe lors de sa thèse réalisée en 1985 dans les laboratoires de l’École polytechnique qu’il rejoint grâce à une bourse du gouvernement catalan. Après un passage à Princeton en post-doctorat, il s’inspire des méthodes de travail découvertes aux États-Unis, basées sur un fort esprit d’équipe, et les applique à son retour en France. « L’innovation vient en voyageant, en échangeant », estime le scientifique qui n’a, depuis, cessé d’entretenir des liens avec les chercheurs du monde entier lors de rencontres et de conférences internationales. Cette année encore, il est sélectionné en tant que visiting professor pour se rendre au Collège doctoral de sciences et techniques de Nara au Japon dans le cadre du nouveau laboratoire international sur l’énergie solaire, créé en partenariat avec l’X. Ses échanges avec l’institution remontent aux années 1990. En témoigne la photo, accrochée au mur de son bureau, où il pose entouré de scientifiques japonais à Nara il y a 25 ans.

Une révolution de l'énergie

À l’X, où il étudie le silicium en couches minces, l’une des principales filières photovoltaïques, Pere Roca croise les disciplines et collabore avec plusieurs laboratoires comme ceux de physique des plasmas, de physique de la matière condensée et de synthèse organique. Il a développé avec ses équipes des procédés de dépôts de couches minces qui permettent de réduire de 100 à 500 fois la quantité de silicium utilisée dans les panneaux solaires afin d’en diminuer le coût. Autre découverte, une technique unique basée sur un dépôt assisté par plasma froid qui utilise une température de 200 °C au lieu des 1 000 °C nécessaires à la production de silicium cristallin et réduisant la consommation d’énergie.
« Nous sommes dans une révolution de l’énergie car la puissance mondiale d’électricité photovoltaïque croît à un rythme très élevé. Le champ des possibles ne fait qu’augmenter », s’enthousiasme le chercheur. Lui imagine déjà des surfaces photovoltaïques transparentes remplaçant les fenêtres des maisons.

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Retrouvez tous les portraits de chercheurs de notre série de l'été, ici.