Michael Saliba, la quête solaire d’un brillant chercheur

Le physicien de l’Institut Adolphe Merkle, à Fribourg, a été nommé par le célèbre MIT comme faisant partie des 35 innovateurs de moins de 35 ans en 2017, pour son travail sur les pérovskites, un type de cellules photovoltaïques très prometteur

Les Egyptiens le considéraient comme un Dieu. La monarchie française s’en est servie comme ornement royal. Aujourd’hui, certains aimeraient qu’il soit à l’origine d’une véritable révolution. Energétique, s’entend. Se passer totalement des combustibles fossiles grâce au soleil, c’est le rêve de Michael Saliba, jeune physicien de l’Institut Adolphe Merkle à Fribourg, entré, fin 2017, dans le classement mondial du prestigieux Massachusetts Institute of Technology (MIT) des 35 innovateurs de l’année de moins de 35 ans, pour ses recherches sur la stabilisation des cellules solaires à pérovskites.

Les pérovskites, c’est ce matériau innovant capable de produire, à moindre coût, de l’électricité et de la lumière. Il est, depuis quelques années, à l’origine d’une compétition extrêmement ardue entre les différents groupes de recherche qui, de par le monde, se sont penchés sur cette nouvelle technologie très prometteuse. Car les cellules à base de pérovskites pourraient bien changer la perception que l’on a de l’énergie solaire. «Ce matériau, extrêmement léger, flexible et facile à manipuler, a des propriétés incroyables, s’enthousiasme Michael Saliba. La moitié d’une piscine olympique remplie de liquide précurseur pourrait suffire à couvrir tous les toits de l’Allemagne de panneaux photovoltaïques. Ce qui était également totalement inattendu, c’est la rapidité – à peine 5 ans – avec laquelle les pérovskites ont atteint, avec plus de 20%, presque le même niveau de rendement que les traditionnelles cellules solaires à silicium.»

Au coeur de la découverte

Passionné depuis l’enfance par les mathématiques et la physique, Michael Saliba a vu très tôt comme une évidence le fait de chercher à utiliser davantage les ressources du soleil. C’est ce questionnement intrinsèque qui l’a poussé à quitter Göppingen, sa ville natale en Allemagne, siège de la compagnie Märklin où son père d’origine araméenne – une minorité chrétienne du Moyen-Orient – assemble des petits trains en métal depuis plus de trente ans. A Stuttgart, il mène de front des études dans ses deux disciplines fétiches avant de rejoindre Adélaïde en Australie. Puis, entre 2015 et 2017, il intègre l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), où il officie dans le groupe de Michael Grätzel, concepteur des cellules solaires à pigment photosensible.

C’est néanmoins à Oxford, en 2012, alors qu’il mène un doctorat sous la direction du professeur Henry Snaith, que Michael Saliba va entrevoir toutes les potentialités des pérovskites. «Jusque-là, ce matériau était uniquement considéré comme un pigment. Un peu par accident, nous avons réalisé qu’il s’agissait également d’un semi-conducteur. C’était une découverte incroyable! Pour autant je dois avouer avoir été sceptique au début, car les pérovskites ne sont, par nature, pas très stables. Trouver de nouvelles cellules solaires est quelque chose de fantastique, ça l’est beaucoup moins lorsqu’elles se révèlent extrêmement sensibles aux températures élevées et à l’humidité.»

Penser autrement

Parvenir à stabiliser les pérovskites devient dès lors la mission principale de Michael Saliba. A côté de sa passion pour les débats académiques, activité l’ayant conduit jusqu’au Botwsana pour participer au championnat du monde de joutes oratoires, et de laquelle il a conservé un talent certain de vulgarisation, il teste et expérimente sans relâche. Au cours de son post-doctorat à l’EPFL, il utilise, pour la première fois, un mélange inédit et remplace des molécules organiques présentes naturellement dans les pérovskites par des composés inorganiques. Bingo! Ainsi modifiées, les cellules deviennent moins sensibles aux variations thermiques. Le rendement est également stabilisé à 21,6%, même après 500 heures à des températures élevées.

Cette découverte vaut à Michael Saliba d’avoir été nommé par le MIT, mais aussi d’avoir reçu, en 2017, le Prix René Wasserman qui récompense, à l’EPFL, des travaux apportant une contribution de haute valeur dans la théorie et les applications des sciences des matériaux. «Cela représente une percée, car ces propriétés sont décisives en vue de la commercialisation de photovoltaïques à pérovskites, la capacité de reproduction et la stabilité étant les principales exigences d’une production rentable et à grande échelle.»

Désormais à la tête d’un groupe de recherche, Michael Saliba entend continuer son travail sur les pérovskites, notamment sur toutes les utilisations possibles encore sous-explorées par la science. «Ce matériau est si polyvalent qu’il pourrait également servir à concevoir des éclairages LED, des lasers, des détecteurs, ou encore des unités de mémoire pour les disques durs. On pourrait également songer à recycler les anciens panneaux solaires, afin d’y ajouter une couche de pérovskites, car ainsi parés leur rendement pourrait dépasser les 40%! L’énergie fossile devenant de plus en plus rare, il est fondamental que l’on ouvre de nouveaux horizons, que l’on pense autrement, afin de ne pas conduire notre planète à sa perte.» Assurément, la révolution solaire est en marche.

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«L’énergie fossile devenant de plus en plus rare, il est fondamental que l’on ouvre de nouveaux horizons afin de ne pas conduire notre planète à sa perte»