DEPUIS QU’IL A ÉCRIT SON PREMIER ARTICLE SUR LES MODULES SOLAIRES EN 1975, URS MUNTWYLER N’A CESSÉ DE S’INTÉRESSER À L’ÉNERGIE SOLAIRE ET À SON DÉVELOPPEMENT. IL LE FAIT DEPUIS DIX ANS EN TANT QUE PROFESSEUR DE PHOTOVOLTAÏQUE À la haute école spécialisée DE BERTHOUD. IL PRENDRA SA RETRAITE de PROFESSEUR À LA FIN DE L’ANNÉE PROCHAINE. IL RESTERA ACTIF EN TANT QUE PIONNIER DE L’ÉNERGIE SOLAIRE.
Beat Kohler
Déjà en arrivant sur le parking de la Haute école spécialisée bernoise, département technique et informatique, à Berthoud, il est évident que le photovoltaïque a la cote ici. Des installations photovoltaïques de diverses conceptions et années sont montées autour de la place. Différentes stations de recharge pour les voitures électriques sont également situées sous les modules installés le long de la place. Sur une voiture, des cellules solaires et des câbles ont également été installés, nous en reparlerons plus loin. La personne qui a été en grande partie responsable du développement de cette infrastructure de recherche au cours des dernières décennies, Urs Muntwyler, vient nous saluer. « L’installation à l’arrière de l’abri est toute neuve. C’est le résultat d’une difficile bataille au sein de la bureaucratie du canton », relève-t-il en ce matin d’été ensoleillé, en se plongeant sans détour dans le sujet qui l’accompagne depuis 1975 : le développement, la recherche et la promotion du photovoltaïque. Aujourd’hui, Urs Muntwyler est professeur à la Haute école spécialisée bernoise BFH. Les obstacles bureaucratiques, ainsi que les nombreux autres obstacles qui ont dû être surmontés au cours des dernières décennies, n’ont pas diminué sa combativité, ils l’ont même stimulée.
laboratoire pour des systèmes photovoltaïques
Le laboratoire pour des systèmes photovoltaïques de la Haute école spécialisée bernoise (PV LAB) effectue des recherches depuis plus de 30 ans dans l’« ingénierie des systèmes photovoltaïques ». Le laboratoire se consacre principalement à des projets de recherche et à des prestations liés aux mesures longue durée ainsi qu’à l’assurance qualité des installations PV, au test d’onduleurs PV, à l’intégration du PV dans l’enveloppe des bâtiments et à l’association du PV avec les véhicules électriques, les batteries et le « smart use ». L’infrastructure de Berthoud comprend notamment des unités de test 60 kWp, 2,5 kWp, 4,8 kWp et 5 kWp, des tests de sensibilité au courant de foudre en laboratoire de haute tension, des simulateurs solaires et de générateur solaire, une infrastructure de test d’onduleurs accréditée pour les tests normatifs et de nombreux autres appareils de mesures. Le PV LAB étudie tous les éléments ayant un impact sur le rendement énergétique à long terme, ainsi que l’exploitation sécurisée et fiable des installations PV. Depuis 1993, des mesures sont effectuées en Suisse sur des systèmes PV sélectionnés. Le rayonnement solaire au niveau des modules, la température ambiante, la température des cellules solaires, le courant continu, la tension continue, la puissance active injectée dans le réseau et la tension du réseau sont mesurés à intervalles rapprochés et stockés sous forme de moyennes sur 1 ou 5 minutes. Les données sont extraites des stations de mesure par le serveur du PV LAB, soit par une connexion internet, soit par une connexion téléphonique. Ce serveur stocke les données de mesure de manière centralisée. Les mesures sont collectées indépendamment des composants PV. Cette méthode de mesure permet d’évaluer le comportement de fonctionnement du système PV avec un affichage standardisé. Le PV LAB a également développé une méthode qui permet une analyse détaillée des dysfonctionnements sporadiques, tels que les erreurs de suivi de la puissance maximale dans l’onduleur, l’ombrage (partiel) ou la couverture de neige des modules solaires. Le laboratoire est également impliqué dans le Centre de stockage d’énergie de la Haute école spécialisée bernoise. Ce centre est un organe supra-départemental pour la recherche et le développement de technologies de conversion et de stockage d’énergie et est impliqué dans trois des sept Swiss Competence Centers for Energy Research (SCCER). (sp/bk)
un anticonformiste dès son plus jeune âge
En 1975 déjà, après le choc de la première crise pétrolière en Suisse, Urs Muntwyler, qui était alors en formation en tant que monteur-installateur en télécommunication, électricité et appareillage (FEAM) a écrit son premier article sur les modules solaires amorphes. Il s’est beaucoup intéressé à la technologie et a été sensibilisé aux questions énergétiques en raison de la crise. Le fait qu’il se concentre sur l’énergie solaire et le photovoltaïque n’a pas forcément réjoui ses supérieurs qui pensaient que tout cela n’était qu’une chimère. Mais il ne s’est pas laissé décourager. Pas même pendant sa formation d’ingénieur électricien à l’Ecole d’ingénieurs de Bienne de 1979 à 1982. Avec son malice et sa finesse, qui lui sont encore utiles aujourd’hui, il a fait en sorte d’atteindre son but en faisant son travail de diplôme non pas avec le professeur le plus populaire, mais avec le moins populaire. « C’est ainsi que j’ai pu fixer comme condition de définir moi-même le thème de mon travail », se souvient Urs Muntwyler. Ce travail a été publié sous le titre « Maximum Power Tracker for Solar Generators ». Dans un article où il présente les résultats de ses travaux, il prédit une chute des prix des modules PV dès 1983, mais dit aussi qu’il n’est pas certain que la percée commerciale se produira. Cela s’est produit au cours des 15 dernières années. Néanmoins, une affirmation de cet article datant de presque 40 ans est toujours valable : « Il semble toutefois important de reconnaître que le photovoltaïque représente une grande opportunité pour certains secteurs de l’industrie suisse ». Cette prise de conscience n’a pas encore été largement acceptée, bien qu’Urs Muntwyler ait lui-même contribué à renforcer la recherche et le développement, comme il l’avait lui-même recommandé à l’époque.
hors de la tour d’ivoire
En 1982, il décrocha un poste d’ingénieur en développement au sein de l’ancienne société Hasler AG à Berne, où il put travailler entre autres sur l’utilisation des générateurs éoliens et solaires, et poursuivre sa formation dans le domaine du photovoltaïque. Dans l’un des laboratoires de Berthoud, où l’on teste aujourd’hui les performances des modules modernes, les élèves de Muntwyler peuvent suivre l’évolution de cette technologie. Depuis les premiers modules utilisés en Suisse, dont certains ont été produits ici sous licence, jusqu’aux modules performants d’aujourd’hui, tous peuvent être vus dans une petite exposition. Cela fait du photovoltaïque un objet de recherche palpable. Au milieu des années 80, Muntwyler ne voulut plus travailler dans une tour d’ivoire. Il prit donc en charge, encore une fois raillé par certains de ses collègues, la gestion technique de la construction d’une installation d’approvisionnement en énergie solaire d’un hôpital du Rwanda, ce qui l’intéressait beaucoup en tant que co-fondateur d’un magasin tiers-mondiste à Soleure. Aujourd’hui encore, une photo accrochée au mur de son bureau le montre devant l’installation achevée, ce qui, à l’époque, a transformé les sourires railleurs de ses collègues en stupéfaction, à sa grande satisfaction. Il s’est dès lors donné pour mission de transformer la moquerie en stupéfaction, par exemple en tant que directeur technique, puis en tant que directeur général du Tour de Sol à partir de 1984. Cette course de voitures solaires a pour la première fois sensibilisé le public suisse au photovoltaïque. Avec Josef Jenni, dans la société duquel Muntwyler a également été actif pendant une courte période, il s’est battu à l’avant-garde de l’énergie solaire. Il a fondé son propre bureau d’ingénieurs, avec lequel il s’est ensuite lancé avec beaucoup de succès dans la construction d’installations, et a également commencé à enseigner, d’abord comme professeur dans une école de commerce. Il a également trouvé le temps de publier ses découvertes dans divers livres, comme le « Muntwyler’s Solar Handbook », qui a finalement été publié en douze éditions. Ce livre n’est qu’un exemple des dizaines de publications qu’il a publiées au fil des ans.
MOBILITÉ ET PV COMME COMPAGNONS FIDÈLES
Un des sujets qui occupent Muntwyler depuis le Tour de Sol est la mobilité électrique en association à l’énergie solaire. De 1998 à 2018, il a dirigé le groupe de travail « Hybrid and Electric Vehicles » de l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Bien sûr, il conduit lui-même un véhicule électrique. « Lorsque je quitte l’autoroute et que je roule en direction de Berthoud, je tourne le dos aux moteurs à essence », dit-il avec un sourire malicieux. Il est convaincu que cela deviendra réalité et que la mobilité électrique remplacera le moteur à combustion. L’électricité supplémentaire nécessaire proviendra de cellules solaires, qui peuvent désormais être achetées à bas prix. « Ainsi, le rêve des initiateurs du « Tour de Sol » est devenu réalité, à savoir « rouler avec le soleil ». Seuls les gros véhicules lourds ne correspondent pas à ce qu’ils avaient en tête lorsqu’ils disaient « voiture solaire » », explique Muntwyler. Il considère cela comme un défi pour les ingénieurs. En attendant, ses étudiants travaillent à nouveau sur un concept déjà exploré lors du Tour de Sol : l’application de cellules solaires directement sur la voiture. Ils étudient la qualité et l’efficacité du fonctionnement des cellules sur un véhicule. Entre-temps, les cellules solaires sont également devenues intéressantes pour les grands constructeurs de voitures électriques en termes de prix et de technologie.
miser sur la relève des ingénieurs
En 2010, Muntwler a décidé de se consacrer entièrement à l’enseignement. Il a été nommé professeur de photovoltaïque à la Haute école spécialisée bernoise (BFH) Technique et informatique. Il est en effet convaincu que des individus bien formés sont essentiels pour faire progresser le photovoltaïque. Il a pu le faire ici, dans le laboratoire de photovoltaïque mis en place par son prédécesseur Heinrich Häberlin à la BFH, qui s’était déjà spécialisé dans les essais d’onduleurs il y a dix ans et qui effectuait le suivi à long terme de différents systèmes photovoltaïques en Suisse. Le laboratoire avait notamment mis au point son propre équipement de test pour tester les onduleurs, qui a été perfectionné et optimisé au cours des dix dernières années. Muntwyler a pris ses fonctions convaincu qu’une industrie photovoltaïque en pleine croissance a besoin d’ingénieurs bien formés. Il s’est battu pour cela ces dernières années et a également veillé à plusieurs reprises à ce que le laboratoire PV reçoive les ressources financières appropriées. Le laboratoire PV est actuellement à la recherche d’un financement dans le cadre de SWEET « Swiss Energy research for the Energy Transition », le nouveau programme de financement de l’Office fédéral de l’énergie. C’est pourquoi Muntwyler a soumis une douzaine de propositions de projets pour que la recherche puisse se poursuivre à Berthoud. L’argent provient entre autres de projets de recherche menés en collaboration avec l’industrie. Pour Muntwyler, il est toujours crucial que la recherche ne se déroule pas dans une tour d’ivoire, mais que les résultats soient ensuite appliqués. Cela se fait de manière très concrète. Par exemple, le laboratoire PV fait partie du conseil d’administration de l’association ADEV Berthoud, qui construit des systèmes PV en contracting dans la ville de Berthoud depuis près de 30 ans. Cet été, l’installation photovoltaïque de l’établissement médico-social Schlossmatt à Berthoud, qui, avec près de 90 kWc, est de loin la plus grande de l’histoire de l’ADEV, a été mise en service. Le laboratoire a fait un appel d’offres pour des études sur les prix du photovoltaïque. Cette recherche peut montrer aux politiciens à quel point le photovoltaïque est efficace. Ce que Muntwyler soupçonnait en 1983 peut maintenant être prouvé avec les nouvelles études : l’électricité photovoltaïque coûte actuellement environ 5 ct/kWh avec les installations du plateau suisse. D’ici 2030, le prix pourrait encore baisser pour atteindre 3ct/kWh. Muntwyler contredit ainsi clairement les études de l’EPFZ et du PSI, qui tablaient sur des prix compris entre 6 et 19 ct/kWh en 2050.
réorientation en cours
Fin 2021, suite à sa retraite anticipée de la BFH et après dix ans pendant lesquels il se sera consacré exclusivement à l’enseignement, Urs Muntwyler prévoit de retourner dans son bureau d’ingénieurs fondé en 1985. D’ici là, il sera principalement impliqué dans des projets de recherche, notamment un nouveau type de « Solarstore » et la prévention des incendies dans le domaine du photovoltaïque. Quand on le voit se promener dans les salles et les laboratoires de Berthoud, vides en raison de la pandémie de coronavirus, et que l’on entend l’enthousiasme avec lequel il rend compte des projets de recherche de ses étudiants, alors on imagine que cet adieu ne sera pas facile pour lui. Mais la Haute école spécialisée de Berne est confrontée à un grand bouleversement. Les sites doivent être concentrés dans un nouveau bâtiment à Bienne. On ne sait toujours pas ce qu’il adviendra des locaux de Berthoud, qui sont également équipés d’un laboratoire haute tension pour tester les modules PV, par exemple. Pour Muntwyler, la situation est claire : si nécessaire, il soutiendra les projets en cours du laboratoire PV. Sinon, il a l’intention d’intervenir à titre consultatif dans le cadre de son bureau d’études et continuera à assurer des cours de formation et des conférences.
