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CACTUS : diagnostics avancés pour la fiabilité et la resilience du photovoltaïque
Le projet européen CACTUS, coordonné par le CEA à l’INES, s’est achevé en juin 2026 après deux années de collaboration. Il a développé des outils de diagnostic avancés, des jeux de données de référence et des méthodes pour évaluer la performance, la durabilité et la résilience des systèmes photovoltaïques. Un résultat clé repose sur l’usage combiné de la cartographie X-ray Beam Induced Current, de l’imagerie de diffraction de Bragg, de la micro-tomographie X et de la réflectométrie neutronique pour détecter des dégradations invisibles aux diagnostics électriques classiques.
Le déploiement massif du photovoltaïque pose une question centrale : comment garantir la performance des modules sur plusieurs décennies, dans des environnements climatiques très différents ? C’est à cette question que le projet européen CACTUS, coordonné par le CEA à l’INES, a cherché à répondre. Achevé en juin 2026, le projet laisse un héritage scientifique important : méthodes avancées de diagnostic, jeux de données de référence et recommandations pour améliorer la bancabilité des technologies solaires.
Les dégradations des panneaux photovoltaïques sont souvent locales, précoces et dépendantes de facteurs environnementaux. Température, humidité, UV, poussières, cycles thermiques ou événements climatiques extrêmes peuvent provoquer des microfissures, pertes de passivation, défauts d’encapsulation ou migrations d’ions. Les diagnostics électriques classiques donnent une vision utile, mais parfois insuffisante : ils mesurent une perte globale de performance sans toujours identifier la cause physique ou la zone précise du défaut.
CACTUS a mobilisé des infrastructures de recherche de très grande échelle comme l’European Synchrotron Radiation Facility et l’Institut Laue-Langevin. Les travaux ont combiné plusieurs techniques : cartographie X-ray Beam Induced Current pour relier défauts physiques et réponse électrique locale, imagerie de diffraction de Bragg pour observer contraintes cristallines et déformations, micro-tomographie X pour visualiser la structure interne des modules encapsulés, et réflectométrie neutronique pour analyser des interfaces fines au sein des matériaux. L’intérêt est de révéler des phénomènes de dégradation invisibles avec les outils standards.
Le projet a également structuré des jeux de données de monitoring outdoor multi-sites couvrant des climats désertiques, tropicaux, alpins, côtiers et tempérés. Ces données sont essentielles pour évaluer des algorithmes de diagnostic, de surveillance de performance et de maintenance prédictive. En photovoltaïque, la qualité des modèles dépend directement de la variété des conditions observées. Un algorithme entraîné sur un climat tempéré peut échouer dans des conditions désertiques ou tropicales.
Pour les acteurs industriels, CACTUS est intéressant car il relie science des matériaux, données d’exploitation et décisions financières. Une meilleure compréhension des mécanismes de vieillissement permet d’améliorer les garanties, d’optimiser les plans de maintenance et de réduire le risque perçu par les financeurs. La fiabilité devient ainsi un facteur de compétitivité technologique, et non seulement un indicateur qualité.
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