Quel est l’impact des panneaux solaires sur l’environnement ?

Faut-il parler de pollution de panneaux solaires ?

La pollution engendrée par l’acquisition de panneaux solaires est un réel sujet. Le soleil constitue une formidable ressource pour la production d’électricité propre et durable. Les panneaux solaires sont les premiers outils pour exploiter cette ressource, mais leur fabrication induit un coût au niveau écologique. Nous allons voir dans quelles proportions. N’oublions pas qu’après l’installation, les modules solaires produisent de l’énergie sans émissions pendant plus de 30 ans. L’énergie propre générée compense-t-elle la pollution que l’on prête aux panneaux solaires ?

 

 

L’exploitation des ressources utilisées pour fabriquer un panneau solaire 

 

Pour répondre à la question de la pollution de panneaux solaires et pour mieux appréhender leur impact environnemental de la production, il faut d’abord connaître ce qui entre dans la fabrication d’un module fonctionnel.

 

La principale matière première utilisée dans la conception des cellules photovoltaïques est le silicium. On le retrouve en abondance dans l’écorce terrestre, et pour cause, il s’agit de la seconde ressource la plus commune après l’oxygène. 

 

Le silicium est extrait de la silice contenue dans certains minéraux, dont le quartz. L’exploitation minière de la silice se fait dans 23 pays producteurs différents de par le monde. En 2021, on estime la production mondiale à 3 000 milliers de tonnes, Chine en tête avec plus de 70% de cette production. L’aluminium et le cuivre ou l’argent sont également des matériaux clés qui doivent être extraits ou obtenus à partir de sources recyclées. 

 

L’exploitation minière, même lorsqu’elle respecte des contraintes environnementales, émet du dioxyde, défigure les paysages, fragilise souvent la faune et la flore alentours et est à l’origine de la création de nouvelles routes d’accès en plus d’appauvrir les sols de manière irréversible. 
Morceau de silicium opaque - pollution panneaux solaire | Libow

Le silicium est extrait de la silice qui se présente sous forme de quartz dans son état naturel

L’énergie nécessaire à la conception d’un panneau solaire photovoltaïque 

 

La fabrication de panneaux solaires nécessite beaucoup d’énergie, c’est un fait. Après l’extraction des matières premières, le quartz doit être transformé en silicium de qualité électronique ; c’est-à-dire en silicium pur à plus de 99 %. Ce processus implique le chauffage du quartz dans un four à haute température et sa réaction avec divers produits chimiques. Cette chaleur très élevée et la combinaison de plusieurs matériaux provenant de différents horizons rendent les panneaux à haut rendement coûteux à produire d’un point de vue énergétique.

 

Ainsi, pour produire 1 tonne de silicium, il faut compter pas moins de 2 900 kg de quartz et 12 000 kWh d’énergie. C’est l’un des facteurs qui pourrait rentrer en compte dans la pollution de panneaux solaires.
Schéma expliquant le processus de fabrication d'un panneau solaire photovoltaïque

Processus de fabrication d’un panneau solaire photovoltaïque

De plus, pour produire du silicium de qualité solaire, le traitement implique généralement des produits chimiques dangereux. Selon le fabricant du panneau solaire, ces produits chimiques peuvent ou non être éliminés correctement -déversés ou recyclés. 

Produire 1 tonne de silicium dépense 12 000 kWh d'énergie

Le recyclage contre la pollution des panneaux solaires

 

L’utilisation et le déploiement des panneaux solaires photovoltaïques participent à « l’élan vert » encouragé au niveau européen. Pour respecter cette ligne directive jusqu’au bout, le recyclage des modules en fin de vie s’est organisé grâce à l’éco-organisme PV Cycle, qui collecte et recycle les panneaux solaires usagés en France. 

 

En 2017, la filiale Veolia s’est engagée contractuellement avec l’organisme PV Cycle pour traiter les équipements solaires selon leur propre procédé. Depuis le 5 juillet, à Rousset, une chaine sépare les composants pour les expédier à des filières spécialisées de façon à ce que le verre, l’aluminium, l’argent, le cuivre et le silicium connaissent une seconde vie. L’objectif de la première année est de traiter jusqu’à 1 000 tonnes de composants.
Schéma du cycle de vie d'un panneau solaire

Le cycle de vie et de recyclage d’un panneau solaire
Source : solarpedia.net

Mise à jour 2022

En Allemagne, pas moins de 10 000 tonnes de cellules photovoltaïques sont reconverties sur le marché du recyclage et ce chiffre pourrait décupler d’ici à 2029.

 

Il faut cependant savoir que seuls l’aluminium, le verre et le cuivre composant ces panneaux solaires sont recyclés, et non les constituants en silicium qui en est pourtant l’élément principal. En 2021, en Allemagne, la teneur en silicium sur les installations solaires se chiffrait à 150 000 tonnes.

C’est pour ces raisons que des chercheurs du Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP et du Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, en tandem avec la plus grande entreprise allemande de recyclage de cellules photovoltaïques, Reiling GmbH & Co. KGont, ont orienté leurs recherches sur les possibilités contre le rebut de panneaux solaires photovoltaïques et sont sur le point de développer une solution permettant la réutilisation de silicium cristallin pour la production de nouvelles cellules photovoltaïques.

Les rendements solaires du matériel fabriqué à partir du silicium recyclé n’atteignent pas les 23% des panneaux haut de gamme actuellement sur le marché, mais on est toujours sur des performances se rapprochant des 20%, ce qui est certainement supérieur à celles des anciens modèles mis au rebut.

Un bilan écologique positif

 

À l’aune de l’ensemble de ces informations, on constate que la pollution engendrée par les panneaux est certes réelle, et appose son empreinte écologique sur la planète. Pour autant, lorsqu’on doit établir un bilan écologique sur la durée, le panneau solaire compense largement les impacts négatifs inhérents à sa fabrication.

 

On estime qu’il faut entre 1,6 et 3,3 années de production photovoltaïque en moyenne en France pour qu’un module “rembourse” sa dette écologique en produisant une énergie égale à celle qui a été nécessaire à sa conception et pour que son bilan carbone soit neutre. Après quoi, le panneau solaire produit encore de l’énergie pour 30 ans en moyenne, ce qui en fait un champion toutes catégories des solutions écologiques pour exploiter l’énergie verte. 

Nous conclurons cet article avec cette infographie résumant les 3 points suivants :

  • Le solaire est une énergie verte et peu polluante.
  • Une empreinte écologique toujours qui s’améliore avec le temps.
  • Un panneau solaire produit 30 fois plus de courant électrique qu’il n’en a fallu pour sa fabrication.
Infographie Pourquoi le solaire - une source d'énergie peu polluante inépuisable.

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