Les étudiant·es de 4ème année de la spécialité génie électrique par alternance de l'INSA Strasbourg (FIP GE4) sont formé·es à la communication scientifique dans le cours de synthèse d’activités et produisent des articles dont la publication est encadrée par David Oget. Aujourd’hui, Maxime Greder et Grégoire Kostyra présentent l'opportunité que peut constituer l'investissement dans l'énergie photovoltaïque.

Le panneau  solaire, quelle durabilité ?

Les sollicitations de l’environnement extérieur peuvent réduire la durée de vie des panneaux solaires, leur efficacité, voire les endommager :

• L’ombrage : la couverture partielle des panneaux par la végétation au fil du temps produit de l’ombre.
• L’étanchéité : les panneaux sont endommagés par des infiltrations d’eau destructrices pour l’armature et les composants.
• L’encrassement des surfaces : pour les zones exposées aux matières volatiles comme le sable, les fines poussières, etc.

LE JEU EN VAUT-IL LA CHANDELLE ?

Il existe beaucoup de solutions qui permettent d’utiliser le maximum d’énergie solaire disponible, notamment les systèmes de monitoring. C’est un pilotage intelligent qui déclenche les appareils électroménagers quand les panneaux produisent de l’électricité.

Même sans cela, il y a suffisamment de soleil partout en France pour rentabiliser l’investissement dans l’installation de panneaux photovoltaïques. Une installation est rentable si elle est bien dimensionnée. C’est le seul point à surveiller. Le dimensionnement se fait en fonction des besoins du client et de l’ensoleillement.

En moyenne, une installation photovoltaïque est rentabilisée en moins de 8 ans. Les subventions permettent de réduire les frais d’installation. Plusieurs aides sont disponibles (prime à l’autoconsommation, vente de surplus, TVA réduite, éco-prêt…).

En 2017, la prime d’autoconsommation était calculée en fonction de la puissance de l’installation. Par exemple, entre 3,1 et 9 KWc, une prime de 1740 € est donnée pendant 5 ans, soit un total de 348 € par an. L’autre solution pour économiser et rentabiliser son installation est de revendre son surplus de production d’énergie. Il existe des contrats de rachats du surplus par EDF à des prix garantis revus chaque trimestre. Par exemple, pour une installation inférieure à 9 KWc, le prix de rachat est de 0,10 € le KWh. 

Et la nuit, alors ?

Là est toute la complexité des énergies intermittentes. Quand elles ne sont pas disponibles, il faut les stocker. Pour le moment, la solution la plus répandue consiste à utiliser des batteries qui stockent l’électricité chimiquement. Depuis peu, on se penche sur d’autres moyens comme l’utilisation de l’hydrogène qui permettrait un plus grand stockage et une réduction des coûts. Cette technique reste encore limitée à cause de la complexité de la pile à combustible utilisée et du stockage de l’hydrogène.

Depuis l’essor des voitures électriques, on songe à les utiliser comme de vraies unités de stockage mobiles servant à réguler les possibles pics énergétiques. Plusieurs fabricants de ces voitures proposent même de donner une deuxième vie à ces batteries. Après quelques années, elles deviennent inefficaces pour une utilisation routière mais restent encore largement intéressantes comme unité de stockage photovoltaïque.

Fabriquer des cellules photovoltaïques, ça pollue ?

Contrairement aux idées reçues, la grande majorité des panneaux photovoltaïques ne contient pas de « terres rares », dont l’extraction et le raffinage sont très polluants. Cependant, comme tout produit industriel, une cellule photovoltaïque est nécessairement constituée de divers matériaux dont l’extraction n’est pas neutre du point de vue environnemental. La production de panneaux solaires en Asie, fortement encouragée par les subventions d’État, a explosé ces dernières années et a contribué à faire baisser considérablement les prix, trop souvent au détriment de la protection de la nature. Des scandales de rejets massifs dans l’atmosphère de poudre de silicium (matière première de la cellule photovoltaïque), et de pollution causée par les opérations de raffinage du silicium ont été dénoncés au cours de ces dix dernières années.

Les panneaux solaires, ça se recycle vraiment ?

Oui, le recyclage des panneaux solaires s’est considérablement développé et doit encore être encouragé. Aujourd’hui, pour une durée de vie optimale estimée à 25 ans, les panneaux photovoltaïques, qu’ils aient été construits en Chine ou en Europe, sont recyclables à 95% voire 99 % pour la plupart des constructeurs. Des filières du recyclage des panneaux photovoltaïques s’organisent en France et en Europe, notamment depuis la création en 2007 de l’association PV Cycle qui regroupe des fabricants européens de panneaux photovoltaïques. Depuis 2014, fabricants et importateurs de panneaux photovoltaïques ont l’obligation légale de reprendre gratuitement les équipements solaires en fin de vie. Ils sont aussi tenus de participer financièrement à la collecte et au traitement des déchets. Ces efforts non seulement limitent les besoins en matières premières mais réduisent également la dépendance vis-à-vis des panneaux solaires importés de Chine.

Les producteurs européens, dont les Français, ont aussi un rôle à jouer dans la prise en compte des impacts environnementaux de la filière photovoltaïque. Citons par exemple le cas de l’entreprise Voltec Solar dont les panneaux solaires produits en Alsace présentent un taux de recyclabilité proche de 100%.  

Une solution pour le futur ?

Le photovoltaïque se présente comme une solution de transition écologique qui permet de créer une énergie assez respectueuse de l’environnement. Le photovoltaïque propose une facilité de mise en service et n’impacte que très peu le paysage contrairement à l’énergie hydroélectrique ou éolienne. Ce mode de production s’inscrit aisément dans une politique de smart grid en proposant plusieurs centres de production locaux interconnectés et autorisant le stockage afin d’optimiser la production. La puissance installée en 2019 en France classe la France en 4e position derrière l’Espagne, l’Allemagne et les Pays-Bas (Eurobser’ver 2020). La course au photovoltaïque se poursuit !

 

Crédit photo :

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