Impact envrironnemental des panneaux photovoltaïques

La fabrication des panneaux photovoltaïques a un impact environnemental non négligeable : fabrication à haute température du verre et du silicium, transport longue distance, quelques milligrammes de « terres rares », … Cela doit-il nous inquiéter ?

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Selon un article de la revue « nature » [Re-assessment of net energy production and greenhouse gas emissions avoidance after 40 years of photovoltaics development], Atse Louwen, Wilfried G. J. H. M. van Sark , André P. C. Faaij & Ruud E. I. Schropp ; Nature Communications volume7, Article number: 13728 (2016)] , entre les années 80’ et aujourd’hui, l’empreinte des panneaux solaires n’a cessé de baisser passant de :

  • ±400gr à moins de ±25gr de CO2équivalent/kWh pour les panneaux monocristallins
  • ±140gr à moins de ±20gr de CO2équivalent/kWh pour les panneaux polycristallins !
À titre comparatif, voici quelques chiffres du GIEC (2014) :
Source d’énergie Impact en gr de CO2 équivalents par kWh
Parcs éoliens 11
Panneaux solaires 27 (20-25 selon d’autres sources plus récentes)
Centrale à gaz  490
Centrale au charbon  820 (+Particules fines)
Nucléaire 12  (+Risque de catastrophe nucléaire)

Dans le même temps, les rendements de production, la recyclabilité et le déploiement des panneaux n’ont cessés de croître permettant aux PV d’assurer un retour environnemental en moins de 4 à 5 ans sous nos latitudes pour les études les plus prudentes. Un retour sur 2 à 3 ans peut également être trouvé chez les auteurs dont les hypothèses sont plus favorables. Cette durée devrait continuer à se raccourcir dans les années à venir alors qu’en parallèle la durée de vie des panneaux modernes – conventionnellement définie à 20 ans – devrait s’étendre à 30 ans et + dans les années à venir.

Moyennant l’acceptation d’une baisse de rendement (de l’ordre de 20% après 20-25 ans), certaines entreprises garantissent leurs systèmes pour « toute la durée de vie de votre maison » ! Dans un futur proche, les panneaux solaires pourraient donc même survivre à votre maison !

Néanmoins, rien n’est éternel. En ce qui concerne la fin de vie des panneaux, on estime en 2019 qu’avec les techniques actuelles, entre 90 et 95% des composants des panneaux peuvent être recyclées1)Selon le rapport de l’agence internationale de l’énergie : INTERNATIONAL ENERGY AGENCY PHOTOVOLTAIC POWER SYSTEMS PROGRAM, End-of-Life Management of Photovoltaic Panels: Trends in PV Module Recycling Technologies IEA PVPS Task12, Subtask 1, Recycling Report IEA-PVPS T12-10:2018, January 2018, ISBN 978-3-906042-61-9 (l’énergie nécessaire au recyclage étant prise en compte dans le calcul du retour énergétique). Ensuite, partant du constat que, pour la Belgique, l’installation de panneaux a réellement commencé à décoller vers 2009 avec un pic vers 2011 (Apere), nous pouvons estimer que le début du recyclage à grande échelle ne devrait pas se manifester avant ±2030, ce qui nous laisse encore quelques années pour améliorer la valorisation des panneaux en fin de vie.

On pourrait aussi légitimement se demander ce qu’il en est des panneaux plus anciens dont la fabrication était jadis jusqu’à 8 fois plus impactante qu’en 2016 ? Avec un calcul rapide, on peut se rendre compte que ces premiers modèles de panneaux proposaient un retour environnemental sur 20 à 40 ans alors même que leur durée de vie tourne autour des 20 ans. Ces premières versions de panneaux ont donc un bilan neutre ou négatif sur l’environnement !

Rassurez-vous néanmoins, malgré des débuts mitigés et une explosion énergivore de la quantité de panneaux produits, toujours selon cette étude, les balances nettes cumulées depuis les débuts du PV, sont passées en positif récemment, entre 2011 et 2018 (selon les hypothèses). Et ce tant pour le CO2 évité par rapport au CO2 produit que pour l’énergie primaire produite par rapport à celle consommée pour la fabrication, l’entretien et le recyclage.

L’investissement environnemental de départ nécessaire pour qu’une technologie voit le jour et atteigne une certaine maturité est donc derrière nous et le PV a de beaux jours exponentiellement positifs devant lui !

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Re-assessment of net energy production and greenhouse gas emissions avoidance after 40 years of photovoltaics development, Nature 2016. [Les hypothèses bleues et jaunes correspondent respectivement à une hypothèse de rendement des panneaux produits progressant dans le temps et une hypothèse de rendement stagnant et bas des panneaux]

Pour conclure, rappelons qu’il vaudra toujours mieux chercher à se passer d’énergie (isolation, systèmes passifs, …) que de la produire de manière renouvelable. Un bilan « net », même « positif » implique toujours une balance entre des effets désirables mais également des impacts négatifs. Si, mathématiquement, on peut soustraire l’un de l’autre, dans la réalité les effets néfastes de la conception, de l’entretien et du recyclage ne disparaissent pas par la production d’énergie fusse-t-elle photovoltaïque. Ces effets positifs et négatifs se juxtaposent plus qu’ils ne s’annulent.

Sources   [ + ]

1. Selon le rapport de l’agence internationale de l’énergie : INTERNATIONAL ENERGY AGENCY PHOTOVOLTAIC POWER SYSTEMS PROGRAM, End-of-Life Management of Photovoltaic Panels: Trends in PV Module Recycling Technologies IEA PVPS Task12, Subtask 1, Recycling Report IEA-PVPS T12-10:2018, January 2018, ISBN 978-3-906042-61-9