L’empreinte climatique des panneaux solaires photovoltaïques : quel bilan ?

Parmi les énergies renouvelables, le solaire présente de nombreux atouts. Si bien qu’il tient désormais un rôle important dans le processus d’accélération de la transition énergétique. La lumière du soleil est une ressource à la fois propre et inépuisable. En substituant aux énergies fossiles, elle permet de réduire l’émission de gaz à effet de serre de façon exponentielle. Le solaire offre ainsi la possibilité de promouvoir plus rapidement la transition vers une énergie plus verte et renouvelable. L’usage des panneaux solaires n’engendre-t-il donc aucune empreinte climatique ? Quelle est leur efficacité en tant qu’énergie verte ?  

Définition de l'empreinte climatique

L’empreinte climatique permet de déterminer la pression exercée par l’homme sur les écosystèmes, les ressources et l’environnement. Cette empreinte a été examinée de près dans les années 90. Les recherches et les études sur l’empreinte écologique ont été menées par Mathis Wackernagel et William Rees. Depuis, l’indicateur de durabilité a été imposé. 

Pour faire plus simple, l’empreinte climatique permet de mesurer l’émission de CO2 ou d’un autre gaz à effet de serre, d’une activité ou du cycle de vie d’un produit. C’est en effet un indicateur qui permet d’évaluer l’impact d’une action sur l’environnement. Rappelons que l’émission de CO2 contribue au réchauffement climatique. 

Le cycle de vie des panneaux solaires 

Pour déterminer l’empreinte carbone d’une centrale solaire, il faudrait se pencher sur le cycle de vie des panneaux solaires et des autres équipements. On sait déjà que la durée de vie des panneaux photovoltaïques peut aller jusqu’à 40 ans, voire plus.

La première étape du cycle de vie d’un panneau solaire est sa production. C’est son processus de fabrication qui nécessite des dépenses énergétiques. Le façonnage des panneaux peut prendre de quelques heures jusqu’à plusieurs jours. Avant d’être un produit fini, ils doivent en effet passer par plusieurs processus, dont :

• La cuisson, 
• Le chauffage, 
• La cristallisation du silicium, 
• La découpe en wafers, 
• Le dopage ou ce qu’on entend par la confection des cellules solaires photovoltaïques, 
• La mise en forme des modules, 
• La mise en place des systèmes électriques, tels que les connexions au câble, onduleur, etc. 

Une fois fabriqués, les panneaux requièrent un transport, ce qui implique encore une fois l’utilisation d’énergie. Les travaux d’installation peuvent aussi exiger l’usage de ressources énergétiques. 

Ceci étant, lorsque les panneaux solaires arrivent en fin de vie, ils sont recyclables à 95%. Ses composants, à savoir l’ossature, les cellules, le cadre ou le plateau sont tous réutilisables. 

L'empreinte climatique de la production des panneaux solaires

L’évaluation de l’empreinte carbone des panneaux solaires doit être calculée durant leur fabrication. D’après les données fournies par l’ADEME, les panneaux solaires fabriqués en Chine présentent un bilan carbone de 43,9 gCO2eq/kWh en moyenne. Par contre, s’ils ont été confectionnés en France ou en Europe, le bilan carbone diminue considérablement. Ceux conçus en Europe affichent notamment un bilan carbone de 32,3 gCO2eq/kWh. 

La première analyse se penche sur la fabrication des panneaux solaires qui peut inclure des processus tels que l’extraction de silicium et le déploiement d’énergie nécessaire dans la préparation des cellules photovoltaïques. En Chine, on privilégie l’usage d’une énergie carbonée issue des sources fossiles tandis qu’en France, on utilise de l’électricité nucléaire. La variabilité des impacts se fait donc en fonction des lieux de fabrication. Cela dépend en grande partie du mix énergétique du pays producteur. 

L’impact environnemental pendant la phase d’utilisation

Pour le fonctionnement et les principes de production des panneaux solaires, le bilan est positif. En effet, ils produisent de l’énergie sans émettre aucun gaz nocif. Pour compenser l’émission de CO? durant leur fabrication et leur transport, il faudra environ 1 à 3 ans de production d’énergie verte en fonction de la région. Sur une durée de vie moyenne s’étalant sur 25 à 30 ans, le bilan carbone des panneaux photovoltaïques demeure ainsi net. 

Recyclage des panneaux solaires en fin de vie

L’énergie provenant du soleil est verte. Toutefois, elle produit tout de même des déchets lorsque ses équipements arrivent en fin de vie. Les défis liés au recyclage des panneaux photovoltaïques sont à prendre au sérieux. La gestion des débris provenant des installations solaires est l’une des premières problématiques à résoudre. La récupération des matériaux tels que le verre, l’aluminium ou le silicium est crucial. Parmi les éléments qui composent les panneaux solaires, seuls 5% d’entre eux ne sont pas récupérables.

Réutilisation des éléments récupérés 

Les verres sont parmi les composants des panneaux solaires qui sont recyclables à l’infini. Ils peuvent être transformés en bouteille, en isolant, etc. Même cas pour l’aluminium. Il peut servir à confectionner plusieurs types d’objets nécessaires au quotidien. Le silicium cristallin peut être récupéré 4 fois pour fabriquer de nouvelles cellules photovoltaïques. 

Les technologies de recyclage

Pour réduire davantage l’empreinte environnementale des centrales solaires, de nouvelles technologies de recyclage sont étudiées et développées par les experts. Des technologies à jet d’eau permettent, par exemple, de récupérer facilement les verres des panneaux sans les abîmer. 

La gestion durable des panneaux en fin de vie

La collecte et le triage des équipements d’une centrale solaire en fin de vie sont très importants. La gestion responsable de ces panneaux solaires offre la possibilité de réduire l’impact des débris sur les écosystèmes. 

Comparaison avec d’autres sources d’énergie

Si on compare le solaire à d’autres énergies renouvelables, pour ne citer que l’électricité hydraulique ou l’éolien, son bilan carbone est supérieur. Cependant, l’empreinte carbone des panneaux photovoltaïques est largement moindre à comparer à celle des énergies fossiles comme le gaz et le charbon. Que la durée de vie des panneaux soit de 20 ou de 40 ans, l’objectif d’une neutralité carbone d’ici quelques années est atteignable.  

Quelques astuces pour améliorer le bilan carbone des panneaux solaires

L’empreinte climatique des panneaux solaires n’est pas conséquente et ne concerne que sa fabrication. La production d’énergie verte par le biais d’une centrale solaire n’engendre aucun effet néfaste pour l’environnement. Toutefois, il existe toujours des moyens pour réduire cette empreinte environnementale des panneaux photovoltaïques. 

Il est notamment recommandé de privilégier les fabrications locales en France pour les panneaux solaires. Avec l’absence de transport et grâce à l’utilisation d’énergie plus décarbonée, l’impact est moins important. Le recyclage doit également être optimisé. L’utilisation des éléments recyclés est moins polluante que la production de nouveaux matériaux.