À l’heure de la transition écologique et énergétique, et de l’électrification croissante pour répondre aux besoins énergétiques, l’énergie solaire apparaît comme une solution prometteuse. Cette énergie propre en apparence est tout de même à l’origine de nombreux débats, sur lesquels la recherche et l’innovation sont en progrès constant. Voici un petit récapitulatif de la situation actuelle.
Comprendre les panneaux solaires
Comment captons-nous cette énergie provenant du soleil ? Via les panneaux solaires, une grande famille composée d’une variété de panneaux (photovoltaïques, thermiques, hybrides) qui diffèrent dans leurs objectifs (la production d’électricité et/ou de chaleur), dans leur exploitation de l’énergie solaire (lumière ou chaleur) ainsi que dans leur capacité à la stocker.
Les panneaux solaires produisent de la chaleur à partir de la chaleur du soleil, les panneaux photovoltaïques quant à eux produisent de l’électricité via la lumière du soleil grâce à leur composant principal, le silicium.
Les diverses méthodes de production des panneaux solaires ont un impact sur leur coût ainsi que sur leur rendement final en électricité, inversement proportionnel. Et d’un point de vue écologique ?
Les avantages et l'impact des panneaux photovoltaïques
L'énergie verte et renouvelable
Issue d’une source durable, l’exploitation de l’énergie solaire produit peu de déchets et ne génère aucun gaz à effet de serre (GES).
Cependant, les recherches doivent travailler sur l’amélioration des techniques de production et de recyclage des panneaux solaires, gourmands en énergie et matières premières.
Le recyclage des matériaux
La majorité des panneaux solaires, dont le cycle de vie est de 25 ans, sont recyclables de 95 à 99%, quelque soit leur pays de production, soit l’Europe ou la Chine. Les matériaux de production étant des ressources limitées, un recyclage efficient limite le besoin en matières premières et ainsi la dépendance envers l’importation des modules solaires chinois.
Des réponses ont été trouvées avec l’évolution technologique et la mise en place de réglementations, générant un cercle vertueux : le plastique, l’aluminium et le verre sont réutilisés dans la fabrication de nouveaux modules et le silicium, dans celle de nouveaux capteurs. Une loi de 2014 oblige les fabricants de panneaux solaires à reprendre gratuitement les équipements en fin de vie, ainsi qu’à participer financièrement à la collecte et au traitement des déchets.
Ces solutions ouvrent la porte en grand à l’énergie solaire qui se fait une place de plus en plus conséquente au sein du mix énergétique français.
L'impact sur le mix énergétique
Le mix énergétique, c’est la proportion des énergies primaires utilisées afin de répondre aux besoins énergétiques d’un pays. Elles englobent à la fois les énergies renouvelables telles que le solaire et l’éolien, et les non-renouvelables comme le nucléaire et les énergies fossiles.
La disponibilité des ressources et les choix politiques du pays sont déterminants dans la composition de ce mix.
Le mix électrique quant à lui, se focalise sur les énergies exploitées pour la production d’électricité et laisse de côté les deux autres piliers énergétiques : carburants, chaleur et froid. La part des énergies renouvelables devient alors significative avec le développement du solaire et de l’éolien.
Inconvénients et impacts négatifs de l'énergie solaire
Mais le chemin à parcourir pour exploiter l’énergie solaire tout en respectant l’environnement est encore long : de la fabrication au recyclage en passant par l’exploitation, certains constats invitent à faire évoluer les pratiques.
La fabrication des panneaux solaires
À l’heure actuelle, la fabrication des panneaux solaires présente des répercutions environnementales mais également sociétales.
Bien que le silicium soit l’élément le plus abondant de la couche terrestre après l’oxygène, les opérations d’extraction, de raffinage et le rejet de poudre de silicium dans l’atmosphère ne sont pas sans conséquences pour l’environnement.
Les subventions accordées par la Chine pour encourager cette industrie et proposer des panneaux à bas prix engendrent des conditions de travail extrêmes pour des salariés aux faibles revenus.
Le déboisement lié à l'installation
L’installation de fermes solaires dans les zones rurales requiert le déboisement de certaines forêts alors que par le phénomène de photosynthèse, ces forêts fixent le dioxyde de carbone atmosphérique.
Ce défrichement va à l’encontre des recommandations sur la protection des espaces boisés émises par les directions départementales des territoires, alertant également sur les risques d’incendie accrus par les parcs solaires en milieux forestiers qui ne font qu’accélérer cette déforestation.
Les défis du recyclage des panneaux solaires
Quant au recyclage des panneaux solaires, il est à la fois coûteux et énergivore. Si 80% des matériaux sont facilement recyclables, les 20% restants nécessitent des opérations physiques et chimiques ainsi qu’une main d’œuvre spécialisée.
Cela rend le coût de mise en décharge alors bien moins élevé. Des solutions innovantes apparaissent toutefois un peu partout dans le monde : une société japonaise a même réussi à créer de nouveaux panneaux solaires à partir de panneaux endommagés.
L'impact carbone des panneaux solaires
Et qu’en est-il du bilan carbone ? Si la production d’électricité par les panneaux solaires ne dégage aucun GES, il en est autrement pour leur production, en particulier pour l’extraction et le raffinage du silicium.
Malgré tout, grâce aux avancées scientifiques et réglementaires, l’empreinte carbone est aujourd’hui bien plus faible en comparaison des autres technologies de production d’électricité d’après l’Agence Internationale de l’Energie.
Le bilan carbone de la production d'électricité
Un rapport du GIEC révèle les émissions de CO2 par type de centrale exprimées en gramme d’équivalent CO2 par kWh (gCO2e/kWh) en prenant en compte l'ensemble des phases de construction des équipements, de production d’électricité et de recyclage des installations. Si une centrale à charbon émet 820 gCO2e/kWh, une installation solaire se limite à 48 gCO2e/kWh.
L'empreinte environnementale de la phase de fabrication
Tout réside donc dans la fabrication et l’acheminement des équipements solaires, à l’origine de 80% des GES émis pour la production d’électricité par l’énergie solaire. Mais deux années de fonctionnement suffisent à rembourser leur dette énergétique pour ces étapes de mise en marche.
La réduction des émissions de GES grâce à l'énergie solaire
L’énergie solaire devient alors une priorité : elle retarde ainsi l’utilisation des énergies fossiles aux empreintes carbone significatives, qui viennent alors seulement en complément pendant les périodes de besoins énergétiques accrus.
Démystifier les idées reçues sur les panneaux solaires et l'environnement
Les solutions innovantes ont apporté des réponses aux détracteurs des panneaux solaires en améliorant le rendement en électricité et le processus de production des modules.
La vérité sur les terres rares dans les panneaux solaires
Si leur recyclage répond en partie aux besoins en matières premières, certains affirment que la fabrication implique néanmoins l’utilisation de terres rares.
Qu'est-ce que les terres rares ?
Les « terres rares » sont des groupes de métaux utilisés dans la fabrication de produits de haute technologie, dont les étapes d’extraction et de raffinage sont particulièrement polluantes. Leur « rareté » n’est pas tant géologique qu’économique, avec le quasi-monopole de la Chine dans les opérations d’extraction et de traitement de ces minéraux.
Sont-elles vraiment présentes dans les panneaux solaires ?
Parmi les composants des panneaux solaires, on retrouve majoritairement le silicium cristallin, composant 27% de la croûte terrestre. L’argent, le bore, le phosphore, le cuivre, l’indium, le gallium et le sélénium sont des matières plus rares mais elles ne font pas partie des 17 éléments considérés comme des « terres rares ».
