Si j’installe un panneau photovoltaïque, suis-je obligatoirement écolo ?

Si j'installe un panneau photovoltaïque, suis-je obligatoirement écolo ?

17 février 2019
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Electricité panneau solaire : l’impact sur l’environnement

Depuis la découverte de l’effet photovoltaïque par le physicien français Edmond Becquerel en 1838, il est possible de produire de l’électricité à partir de la lumière solaire. Un potentiel qui ne passe pas inaperçu face aux exigences de lutte contre le réchauffement climatique. Toutefois si un panneau solaire photovoltaïque en fonctionnement produit une électricité décarbonée à partir d’une énergie inépuisable, les impacts écologiques de sa fabrication d’un côté et de sa fin de vie de l’autre ne doivent pas être minimisés. Explications et questionnement pour l’avenir.

L’électricité produite en France est conçue majoritairement par l’énergie nucléaire, l’énergie hydraulique et les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz…). Le nucléaire implique le traitement des déchets, tandis que les énergies fossiles induisent l’émission de gaz à effet de serre. En optant pour l’installation photovoltaïque, on pourrait penser à une installation solaire plus propre et plus respectueuse de l’environnement. Cependant cela serait sans prendre en compte les tenants et aboutissant de ce mode de production d’énergie.

Ah, le soleil ! Non seulement à l’origine de la vie sur Terre, la lumière du soleil est aussi en mesure de fournir une électricité propre à l’Homme. Il suffirait ainsi d’en capter seulement 0,01 % pour nous passer de toute autre énergie. Et c’est sans doute ce qui anime et motive chercheurs, industriels et tout individu engagé pour produire une électricité qui ne nuise pas à la planète.

Le boom du marché photovoltaïque s’en fait l’écho. Estimé à environ 300 GW fin 2016, le parc solaire photovoltaïque mondial a ainsi enregistré une croissance considérable pour atteindre plus de 500 GW aujourd’hui. Plus tardivement que d’autres et à échelle réduite, la France a elle aussi connu un bel essor des installations de panneaux solaires photovoltaïques depuis 2017. Entre juin 2017 et juin 2018, la puissance raccordée a en effet augmenté de 59 % pour atteindre 8533 MW. Et l’objectif pour 2023 est de tripler la puissance solaire photovoltaïque du territoire pour atteindre entre 18 200 et 20 200 MW.

Annoncé en juin dernier par l’ex-secrétaire d’État à la transition écologique Sébastien Lecornu, le plan « Place au soleil » prévoit notamment de favoriser l’autoconsommation d’électricité solaire par les particuliers et les entreprises. Une manière de ne pas engorger les réseaux et d’utiliser, par exemple, le gisement en toiture évalué à 360 000 hectares pour 350 GW par l’ADEME.

Production d’électricité majoritairement asiatique et carbonée

Tout semble donc nous inviter à installer des panneaux photovoltaïques. Toutefois, outre l’intermittence de la production d’énergie solaire photovoltaïque et le rendement encore limité des panneaux, des problématiques d’efficacité donc, il ne faut pas omettre la problématique écologique liée au boom de l’énergie photovoltaïque dans le monde. Pour la comprendre, il convient d’abord de se poser deux questions : comment et où sont fabriqués les panneaux photovoltaïques ?

Le marché du solaire photovoltaïque est occupé par les technologies cristallines, les plus utilisées aujourd’hui, et les technologies « couches minces ». Pour les premières, la matière première principale est le silicium, deuxième matériau le plus abondant sur Terre après l’oxygène. Les autres composants sont l’aluminium, le cuivre et l’argent. Pour les technologies de couches minces, les besoins en Indium ou en Gallium, deux terres rares classées comme matériaux critiques par l’Union européenne, sont plus problématiques. Mais elles représentent moins de 10 % du marché.

L’extraction et la purification du silicium sont donc centrales. Aujourd’hui, la majorité de la production de lingots de silicium utilisés pour fabriquer des panneaux se fait en Asie. Et l’assemblage se fait principalement en Chine. Bien que celle-ci ai pu être fortement encouragée par les subventions de l’Etat, il est important de prendre en compte les scandales de rejets massifs dans l’atmosphère de poudre de silicium (matière première de la cellule photovoltaïque) et la pollution due aux opérations de raffinage.

Or pour obtenir ces lingots, il faut purifier le silicium. Car s’il est le plus abondant sur Terre (25,7 % de la croûte terrestre) après l’oxygène, il n’est pas présent à l’état pur et donc pas directement exploitable. Il nécessite donc l’utilisation d’énergie. Et en Asie, en Chine particulièrement, cette opération de purification est effectuée à partir de charbon et donc fortement émettrice de CO2. « Un panneau confectionné en Chine et installé en Europe mettra deux à trois ans pour compenser les émissions de CO2 liées à sa fabrication », soulignent ainsi Dominique Louis et Jean-Louis Ricaud dans leur ouvrage 2050, la France sans carbone. Résultat, « d’après une étude Smart Green Scans citée par l’ADEME en 2016, la valeur de l’empreinte carbone de l’électricité photovoltaïque en France s’élève à 55 grammes de CO2 par kilowattheure. Cette valeur a été calculée à partir du marché international de 2011 sur les composants des panneaux photovoltaïques, leurs lieux et leurs conditions de fabrication, ainsi que sur les parts de marché des différentes technologies de modules », notent encore les auteurs.

L’enjeu aujourd’hui est donc de faire que l’Europe gagne ou regagne une place importante dans la chaîne de valeur du photovoltaïque. En France par exemple, 3% seulement des panneaux solaires installés y sont aujourd’hui fabriqués.

C’est d’ailleurs l’une des raisons d’être de l’Institut photovoltaïque d’Île-de-France (IPVF), inauguré le 18 décembre dernier sur le plateau de Saclay. Partenaires industriels et publics se sont réunis pour développer et commercialiser des cellules à haut rendement, longue durée de vie et à bas coût et où les normes environnementales y sont plus strictes pour concurrencer la toute-puissance chinoise et améliorer le bilan écologique de la filière photovoltaïque.

Energie propre: que faire des installations solaires arrivés en fin de vie ?

Et pour qu’une énergie soit authentiquement verte, son cycle de vie entier doit être pris en compte, y compris le recyclage des matières premières des installations nécessaires à sa production. D’une durée de vie de 20 ans hier, 30 à 40 ans aujourd’hui, et sans doute 50 ans et plus demain, les panneaux photovoltaïques devront quoiqu’ils arrivent être traités. L’Agence internationale de l’énergie renouvelable (IRENA) estime ainsi que les flux de déchets photovoltaïques pourraient dépasser 5 millions de tonnes d’ici à 2050. Le recyclage doit donc être envisagé et ce d’autant que les premiers panneaux mis en service dans les années 1990 arrivent au bout de leurs performances.

En Europe, heureusement, cette question a été anticipée. Votée en 2012 et transposée en droit français en 2014, la Directive européenne D3E impose aux fabricants de panneaux photovoltaïques de préfinancer la collecte et le recyclage des produits en fin de vie dans les 28 États membres.

En France, PV Cycle a été désigné organisme public chargé de la collecte et du recyclage des panneaux solaires. Selon lui, il est possible de recycler 100 % des modèles au silicium cristallin. Mais pour ce faire, il faut des infrastructures dédiées.

À cet égard, la France est en bonne voie. Veolia a ainsi remporté le premier appel d’offres de PV Cycle France pour traiter et valoriser les déchets issus des installations photovoltaïques et a inauguré l’été dernier la première usine de recyclage de panneaux solaires dans le sud de la France, à Rousset. Une infrastructure première en son genre dans le monde qui permettra de recycler 95 % des déchets. Mais qui devra être répliquée en France et ailleurs pour gérer les flux à recycler dans un futur proche.

Dans une tribune publiée sur The Conversation, les professeurs à la Kedge Business School Anicia Jaegler et Joerg S. Hofstetter concluent ainsi que « le secteur de l’énergie solaire doit intensifier ses efforts pour travailler sur tous les aspects du cycle de vie des panneaux solaires, et ne pas se focaliser sur la seule performance. L’éco-conception pour faciliter le recyclage est désormais incontournable ».

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