Recyclage et efficacité à long terme des matériaux d’un panneau solaire

Les experts coachs de Solution ERA rappellent qu’en plus d’être recyclables à 96 % et plus, les panneaux solaires photovoltaïques, peu polluants, sont garantis pour un usage d’une efficacité maximale d’au moins 15 ans et sont viables jusqu’à 20 ou 35 ans, selon les fabricants.

Quels sont les matériaux d’un panneau solaire?

Comme le précise Goulven Bazire, coach d’expérience dans le domaine de l’habitat écologique et fondateur de la toute nouvelle branche de Solution ERA en France, « les lobbys anti-panneaux solaires photovoltaïques tentent avec force de décrédibiliser la filière de recyclage de ceux-ci, alors qu’ils sont constitués de verre, de silicium, d’aluminium et d’un peu de câblage électrique ».

Le verre et le silicium

Comme le précise Greenpeace : « La très grande majorité des panneaux solaires sont constitués de silicium cristallin, élément que l’on extrait du sable ou du quartz et qui, comme le verre, est 100 % recyclable. »
Qu’est-ce que le silicium? Il s’agit d’un élément naturel non métallique semi-conducteur qui est un de ceux qui résistent le mieux à la chaleur, ce qui explique qu’il soit fréquemment utilisé dans la fabrication des circuits intégrés. Il se prête parfaitement à la fabrication de panneaux solaires.
Le silicium est un des éléments les plus abondants sur Terre et n’est pas un composé pétrochimique. Ce qui peut être à la base d’une certaine confusion, c’est que le terme anglais utilisé pour désigner le « silicium », est : « silicon », terme qui désigne dans cette langue à la fois « le » silicium et « la » silicone.
Comme le précise l’Office de la langue française, il est fondamental de comprendre que si le silicium est un élément naturel, « la » silicone elle, est un composé du silicium, et « le » silicone désigne les produits fabriqués à partir de ces composés.

L’aluminium et autres matériaux

Près de 90 % du marché des panneaux solaires est constitué de panneaux solaires de silicium cristallin (à 90 %) contenant également des éléments en aluminium (10 %), en cuivre et/ou en argent (1 %) et selon les modèles, une très faible quantité de plastique.
Aux dires de Greenpeace : « D’autres technologies photovoltaïques ont recours à des métaux rares et controversés (et non des « terres rares »), mais elles concernent moins de 10 % du marché ». La très grande majorité des éléments composant 90 % des panneaux solaires est donc entièrement recyclable, mais nous reviendrons sur ce point essentiel un peu plus bas.
De plus, des études en cours portent sur le développement de cellules photovoltaïques – ou panneaux solaires – de troisième génération, qui seraient constituées de molécules organiques.

Pas de « terres rares » dans la majorité des panneaux solaires

Greenpeace dément la rumeur selon laquelle les panneaux solaires contiendraient des « terres rares ». En effet, la grande majorité des panneaux photovoltaïques n’en contiennent pas.
Ces groupes de métaux, qu’on nomme « terres rares », sont principalement utilisés – et même surutilisés – dans la production de tablettes, téléphones intelligents et autres appareils liés aux technologies de l’information, en plus d’être présents dans chaque centrale à charbon, gaz ou nucléaire.
Il effectivement très inquiétant de voir s’élever en continu le taux de surconsommation de ces « terres rares », car leur extraction minière est responsable de nombreux dégâts sociaux et environnementaux : leur récolte et leur raffinage sont très polluants. La production de panneaux solaires n’y est toutefois pour rien!

La production de panneaux solaires photovoltaïques

Il ne s’agit pas de déresponsabiliser entièrement l’industrie des panneaux solaires en prétendant qu’il s’agit d’une industrie carbone neutre. En effet, un panneau solaire est constitué de divers matériaux dont l’extraction n’est, en effet, pas 100 % neutre du point de vue environnemental et social, mais c’est le cas de toute production industrielle, quelle qu’elle soit.
Suite à la dénonciation documentée de l’industrie chinoise de panneaux solaires qui, en plus de fournir de très bas salaires et des conditions de travail extrêmes, procédait à des rejets massifs dans l’atmosphère de poudre de silicium – dont les opérations de raffinage étaient fort polluantes –, des changements ont été instaurés afin d’éviter ce type de production.
En effet, des études menées depuis dix ans sur la production de panneaux solaires ont généré des innovations dans les techniques d’extraction et de raffinage, permettant d’importantes améliorations dans ce domaine, tout particulièrement en Europe. Par exemple, l’entreprise française Voltec Solar produit des panneaux solaires recyclables à presque 100 %.
Aujourd’hui, il est donc possible de modérer de façon importante cette empreinte écologique et de recycler les produits issus des opérations de raffinage. C’est ce que font d’ailleurs de plus en plus d’entreprises fabricantes de panneaux solaires, comme le souligne Greenpeace.
Frédéric Wiper, cofondateur de Solution ERA, résume de façon lucide le choix devant laquelle l’humanité se trouve face à l’énergie :

• On continue à creuser autant que possible le sol pour s’approvisionner en ressources pétrochimiques non renouvelables, ce qui bien sûr, en plus d’être hautement polluant, est une option qui va à l’encontre même du principe de résilience à long terme.
• Pour une période de temps relativement limitée, on creuse le sol et raffine le plus efficacement et de la façon la plus responsable possible quelques métaux ou éléments afin de fabriquer des panneaux solaires, qui non seulement seront presque entièrement recyclables, mais fonctionneront à l’énergie solaire gratuite, abondante et non polluante à très long terme.

La production et distribution de panneaux photovoltaïques au Canada et au Québec

Si l’Europe a une longueur d’avance sur l’utilisation massive de la technologie solaire, due, entre autres, à la rapidité de rentabilisation des coûts, le Québec commence peu à peu à se joindre au mouvement.
Ce retard est dû au fait que les Québécois produisent de l’hydroélectricité, une ressource énergétique à la fois abondante, relativement propre et peu coûteuse. L’investissement dans les panneaux photovoltaïques est donc un peu plus long à rentabiliser au Québec.
Cet investissement demeure toutefois une voie d’avenir pour tout habitat écologique qui tend vers une approche plus résiliente ou même d’autonomie partielle à complète, en plus de viser une empreinte carbone la plus faible possible.
L’usine Solargise Canada, spécialisée dans la fabrication de panneaux solaires sans plastique, débutera la première de deux phases de construction à compter de mi-2019, ici même, au Québec – à Salaberry-de-Valleyfield – et permettra l’embauche de plus de 600 employés.
Selon un article publié dans La Presse : « La première phase du projet verra la construction de bâtiments pour la fabrication de lingots de polysilicium, de plaquettes de semi-conducteur en silicium, de cellules photovoltaïques et de modules photovoltaïques de verre sans plastique.
Pour la deuxième phase, Solargise construira une usine de polysilicium à semi-conducteur de grade solaire 11N, des installations MgSi (silicone de grade métallurgique) et une usine de verre. »
D’ici là, l’entreprise Canadian Solar, établie en Ontario depuis 2001 ne fabrique pas, mais distribue toutefois des panneaux solaires photovoltaïques au Canada et dans vingt pays. La fabrication elle-même est vraisemblablement effectuée en Chine, mais nous n’avons pas pu creuser la question plus avant.

L’efficacité et la durée de vie des panneaux solaires

Comme le souligne Goulven Bazire, l’efficacité d’un panneau solaire est variable selon la qualité des matériaux utilisés et leur type : monocristallin, polycristallin ou silicium amorphe.
Goulven offre un exemple d’un panneau solaire de silicium monocristallin. Le montage, la provenance de l’usine et la qualité du montage vont altérer plus ou moins rapidement les performances de celui-ci. Pour les mordus de technique, Goulven se réfère à un article de 2018, plus détaillé, sur la performance des panneaux solaires publiés sur le site de photovoltaïque.info.
Selon les données fournies par Greenpeace, il y a 15 ans, un panneau de 150Wc Watt Crète était garanti productif à 90 % pendant 15 à 18 ans. Après 15 ans, la courbe de performance descendait lentement pour atteindre 80 % de la performance pour un panneau âgé de 20 à 25 ans. Il produit toujours, il a simplement été légèrement altéré par l’action du soleil et du climat (grêle, etc.).
Aujourd’hui, certains fabricants annoncent avoir repoussé les performances de leurs panneaux solaires jusqu’à 30 à 35 ans, voir peut-être plus!

Les panneaux solaires recyclables à 96 % ou plus

Greenpeace insiste sur le fait que le recyclage des panneaux solaires s’est considérablement développé, mais qu’il doit l’être encore davantage. Aujourd’hui, les panneaux photovoltaïques construits en Chine ou en Europe sont recyclables entre 95 et 99 %, et ce, pour la plupart des fabricants.
Des filières pour le recyclage des panneaux solaires se développent progressivement en Europe. La France contribue à cet effort concerté grâce à l’association PV Cycle qui a vu le jour en 2007. Celle-ci regroupe des fabricants européens de panneaux photovoltaïques afin d’organiser la collecte et le recyclage de ceux-ci.
Depuis 2014, fabricants et importateurs de panneaux photovoltaïques sont dans l’obligation légale :

• De reprendre gratuitement les équipements solaires en fin de vie
• De participer financièrement à la collecte et au traitement des déchets

Ceci permet de réduire les besoins en matières premières et la dépendance vis-à-vis des panneaux solaires importés de Chine. Comme le souligne Goulven, le recyclage effectué par PV Cycle dépasse les normes minimales.
En effet, selon un article de l’Écho du solaire sur les performances des méthodes de recyclage de PV Cycle, cette association vient de mettre au point un procédé qui permet d’atteindre un taux de recyclage record de 96 % pour les panneaux photovoltaïques en silicium.
Ce procédé permet en effet de recycler « de façon économique et respectueuse de l’environnement » :

• le silicium (même en paillettes)
• le verre
• une combinaison de laminés ou plastiques EVA qui entrent dans des processus de production d’énergie
• les plastiques du câblage et des boîtes de jonction
• les composants électroniques
• les semi-conducteurs
• les métaux : aluminium, cuivre et argent

Jusqu’à tout récemment, le taux moyen de recyclage était d’environ 90 % pour les panneaux solaires en silicium et de 97 % pour les technologies hors silicium (notamment CdTe, CIGS et les matériaux plastiques flexibles).
Grâce au développement efficace de ce procédé, l’association PV Cycle dépasse les exigences de la directive DEEE qui visait : 70 % des appareils électroniques de la catégorie incluant les panneaux solaires recyclés pour la mi-août 2015, et au moins 80 % pour la mi-août 2018!
Ce savoir-faire est actuellement en voie d’être instauré dans tous les sites de recyclage européens. Il s’agit de voir si le Canada et le Québec emboîteront le pas à ces développements porteurs d’espoir pour l’environnement.
Si vous souhaitez en savoir plus sur l’usage des panneaux solaires et leur installation, abonnez-vous à la série vidéo gratuite sur l’autonomie énergétique ou inscrivez-vous à la prochaine édition du Certificat en Design de Bâtiment Écologique de Solution ERA.