Chercheuse à l’Ines
Actu-Environnement : Quel est l'impact environnemental des panneaux photovoltaïques actuellement sur le marché ?
Nouha Gazbour : Leur bilan carbone a beaucoup baissé depuis 2014-2015. Dans des conditions climatiques ensoleillées de référence, il se chiffre, en moyenne, entre 20 et 30 grammes d'équivalent CO2 par kilowattheure (gCO2e/kWh). La phase de fabrication des modules constitue l'essentiel des émissions de gaz à effet de serre imputées aux panneaux photovoltaïques. Cela provient surtout de la nature du mix énergétique des pays d'implantation des unités de fabrication, en particulier la Chine, principalement alimentée en charbon.
Une évolution technologique exponentielle a permis, ces dernières années, d'augmenter les performances, mais aussi de réduire les coûts de fabrication. En ajoutant à cela le renforcement de la réglementation, cette évolution a également débouché sur l'amélioration du bilan carbone des panneaux.
Delphine Cherpin : Le photovoltaïque est loin de représenter une catastrophe écologique. Il se positionne déjà dans les normes européennes en termes de recyclabilité. Le verre et le cadre en aluminium sont déjà recyclés. Mais, à l'Institut national de l'énergie solaire (Ines), nous pensons pouvoir aller plus loin : optimiser l'utilisation de certaines ressources, comme l'argent, le cuivre ou le silicium, ou même les remplacer pour rendre la technologie photovoltaïque la plus vertueuse possible.
AE : Comment améliorer ce bilan environnemental et comment l'écoconception peut-elle jouer un rôle ?
NG : Relocaliser leur fabrication en Europe, dans des pays comme la France ou la Norvège, aux mix beaucoup plus propres, est une éventualité pour réduire l'impact environnemental. Néanmoins, cela se traduirait très probablement par une augmentation des coûts. L'autre option, sur laquelle nous travaillons au sein de l'Institut de transition écologique (ITE) Ines.2S (cofinancé par l'État dans le cadre du plan France 2030), est d'écoconcevoir tout ou partie d'un panneau solaire.
De cette manière, il nous sera également possible de mieux anticiper sa fin de vie : optimiser l'impact environnemental de la fabrication peut nous amener à atteindre un plus haut degré de recyclabilité des matériaux.
AE : Quels matériaux prenez-vous en compte dans vos travaux et comment pouvez-vous déterminer leurs bénéfices environnementaux ?
DC : Nous ne pouvons pas communiquer sur les « recettes » à proprement parler, mais nous favorisons des matériaux, qui facilitent le démantèlement du « sandwich » du panneau photovoltaïque et le recyclage des matières telles que des composites à base de fibres naturelles, comme la fibre de lin, combinées à des résines thermoplastiques bio-sourcées. Nous les utilisons en remplacement du verre employé en face avant et du verre (ou de la feuille en polymère fluoré) en face arrière.
Nous développons des échantillons, sous la forme d'un module à quatre cellules de la taille d'une feuille A4, dont nous mesurons les performances et la durabilité au sein d'enceintes climatiques, dans diverses conditions d'ensoleillement pendant plusieurs semaines. Cela nous permet de connaître leur rentabilité et de prévoir leur vieillissement.
NG : Nous intégrons toutes les données récoltées dans notre outil générique d'analyse environnementale pour les comparer avec les données existantes sur les modules standards en verre. Pour opérer ensuite une analyse du cycle de vie complet, il nous faut une quantité de données de bonne qualité, représentatives à l'échelle industrielle. Cela peut prendre plusieurs mois pour les obtenir pour chaque « recette ».
Cela étant, nous savons déjà qu'aucun matériau envisagé n'augmente l'impact environnemental – ce qui n'est pas toujours le cas, même pour un matériau d'origine naturelle, dont la transformation peut parfois s'avérer néfaste. D'après nos premières analyses, le gain environnemental varie, selon les recettes, entre 5 et 15 %, sur l'ensemble des 17 critères environnementaux recommandés par l'Europe. Nous n'avons pas constaté de pertes de performance non plus, une donnée capitale compte tenu du prix plus élevé de ce genre de matériau dont la production n'est pas encore massive.
AE : Quelle autre partie d'un panneau solaire pourrait être écoconçue ?
NG : Remplacer ou retirer le cadre en aluminium est une étape supplémentaire indéniable pour réduire l'empreinte environnementale des panneaux.
AE : Est-il possible de pousser l'écoconception jusqu'au bout, sans impacter l'industrie ?
DC : Nous cherchons surtout à déployer des solutions qui n'engendrent pas de pertes de développement. L'objectif de l'ITE Ines.2S est de mettre en place un modèle d'économie circulaire et d'intégrer l'énergie solaire de manière massive, tout en occupant le moins d'espaces possibles et en réduisant son impact sur l'environnement. Pour cela, notre mission est de guider les choix technologiques pour orienter la production de panneaux photovoltaïques dans la bonne direction. L'enrichissement de notre base de données vise d'abord à aider les ingénieurs en la matière.
