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Le recyclage des panneaux solaires – un nouveau défi pour la France

Le marché des panneaux solaires est en plein développement depuis plusieurs années. Chaque année, la France produit 27.2 TWH (ou 27 200 000 000 kWh) d’énergie solaire grâce aux panneaux photovoltaïques. Toutes les 40 secondes, 1 kWh est raccordé à notre réseau électrique. Cette tendance s’est accompagnée d’une chute spectaculaire de leur prix de plus de 80% depuis 2010.

Historique du prix des cellules photovoltaïques

Ceci s’accompagne d’une croissance de 18% des investissements sur le solaire. Les pays développés, tels que la France, investissent cependant bien moins que les pays en développement comme la Chine, l’Inde et le Brésil, qui ont clairement choisi le solaire comme principale source d’énergie renouvelable. Pour donner un ordre de grandeur concret, la Chine installe autant de panneaux solaires en un mois que la France en un an.

Investissements mondiaux en 2017, par technologie et zone géographique, en $Mds

Cette forte croissance entraîne de grandes quantités de déchets issues des panneaux photovoltaïques, qui doublent chaque année en Europe et devrait atteindre 35.000 tonnes par an en 2020. Cela dit, les détracteurs de l’énergie solaire ont rapidement imposé l’idée préconçue suivante : « le photovoltaïque c’est bien beau, mais le recyclage c’est du pipeau ».

Cette fausse rumeur est aujourd’hui de plus en plus remise en question par le développement des techniques de recyclage en Europe.

Quels composants du panneau solaire peuvent être recyclés ? Quelles techniques sont mises en place pour minimiser les pertes ? Quel est l’avenir de ce marché en France et comment le rendre rentable ?

Des composants facilement recyclables

Les panneaux solaires photovoltaïques utilisent la lumière du Soleil plutôt que sa chaleur. Plus précisément, les photons que contiennent les rayonnements solaires “excitent” les électrons présents dans les panneaux photovoltaïques, permettant de produire de l’électricité. Il existe cependant plusieurs types de panneaux photovoltaïques. Les panneaux dits « classiques » sont à base de silicium cristallin. Les technologies plus récentes, dîtes à « couches minces », utilisent du silicium amorphe ou des matériaux semi-conducteurs complexes tels que l’indium, le gallium, le sélénium, etc. Plus fines, ces matières ont l’avantage de permettre une intégration sur des supports plus souples. En définitive, un panneau solaire photovoltaïque est composé :

  • d’un cadre en aluminium
  • de verre
  • de cellules
  • de plastiques
  • de connexions en cuivre et/ou en argent.

Des techniques de recyclage maîtrisées

Un panneau solaire est composé à 75 % de verre, une matière recyclable à l’infini, tout comme l’aluminium qui compose son cadre.

La technique de recyclage standard repose sur un traitement thermique. Elle consiste à brûler les plastiques pour séparer les cellules du verre. Celui-ci est récupéré pour être traité dans la filière classique de recyclage de verre. Ensuite, les cellules sont traitées chimiquement afin d’en retirer les contacts métalliques. Le silicium est ensuite récupéré soit pour fabriquer de nouvelles cellules photovoltaïques, soit pour être fondu et intégré dans un lingot. Le silicium présente l’immense qualité de pouvoir être réutilisé quatre fois.

La deuxième technique, utilisée avec les panneaux à « couches minces », consiste à traiter chimiquement le panneau. Il est broyé pour en extraire les matériaux, qui sont ensuite retraités afin d’obtenir des matériaux secondaires.

Ainsi, le recyclage des panneaux photovoltaïques est un savoir-faire bien maîtrisé. Il permet de récupérer un grand nombre de matières premières, qui peuvent facilement retrouver une seconde vie, bien loin de l’image propagée par les partisans du statu quo énergétique.

Bien que son savoir-faire soit maîtrisé, le recyclage des panneaux solaires était restreint par une demande faible et de faibles retombées économiques. Cependant, les besoins grandissants et la mise en place d’un nouveau modèle économique permettent à ce recyclage d’incarner une solution à très court-terme.

Une nouvelle usine en France pour développer ce marché de niche

Les panneaux solaires, ou les tuiles photovoltaïques, ont une durée de vie moyenne de 30 ans. Une usine de recyclage peut ainsi sembler prématurée, car la France n’a installé des quantités significatives de panneaux photovoltaïques qu’à partir de 2010. Mais les panneaux défectueux et les chutes de production font déjà monter le stock de déchets, tant pour les panneaux classiques en verre cristallin (95 % du total) que pour les « couches minces ».

En France, c’est PV Cycle, un éco-organisme à but non lucratif initié par l’industrie photovoltaïque en 2007, qui assure la collecte de tous les types de panneaux solaires photovoltaïques pour le recyclage. Cette association met à disposition de tous les acteurs des points de collecte gratuits afin de transporter les déchets vers des usines spécialisées de recyclage. Il en existe aujourd’hui plus de 100 rien qu’en métropole.

Cependant, jusqu’à maintenant les panneaux étaient traités par un verrier en Belgique. Veolia a annoncé le 20 mars 2017 avoir remporté l’appel d’offre mené par PV Cycle pour le traitement et la valorisation des panneaux solaires. Désormais, le recyclage se fera en France grâce au groupe Veolia qui vient de lancer, le 5 juillet, la première usine de recyclage à grande échelle des panneaux solaires au Rousset, près d’Aix-en-Provence. L’avancée principale de cette usine est qu’elle « recyclera le silicium, qui était jusqu’à maintenant perdu » explique Nicolas Defrenne chez PV Cycle France, l’éco-organisme de la filière, agréé en 2015.

Tout d’abord, les cadre sont débarrassés de leur cadre en aluminium, de leur boîtier électrique et de leurs câbles en cuivre.

(c) Myriam Chauvot

Les panneaux « nus » sont alors déchiquetés par une broyeuse et la chaîne de traitement sépare les débris entre verre, plastique, métaux et silicium.

(c) Myriam Chauvot

Le long de la chaîne ensuite, des sacs réceptionnent le verre, le silicium, le plastique, etc., que le processus sépare et éjecte en continu au fur et à mesure des traitements des débris. Le verre est séparé entre le verre normal et la fraction de verre solaire contenant du fer.

(c) Myriam Chauvot

Veolia négocie avec des hydro-métallurgistes susceptibles de purifier le silicium sortant du Rousset pour en refaire du silicium métal et avec Saint-Gobain pour transformer la fraction du verre solaire contenant du fer en laine de verre ou en abrasifs. Tout n’est pas mûr mais « de 90 à 92 % des déchets seront valorisés et 95 % en incluant la valorisation énergétique », promet Gilles Carsuzaa, responsable France du recyclage des déchets électroniques chez Veolia.

« Nous avons collecté 366 tonnes de déchets en 2015, puis 700 tonnes de panneaux cristallins l’an dernier, nous prévoyons 1.600 tonnes de cristallins cette année et 30.000 tonnes dans dix ans », indique Nicolas Defrenne.

Des prédictions qui mènent à un ROI positif

A terme, la collecte convergera avec les mises sur le marché, qui ont représenté 55.000 tonnes en 2016 et 84.000 tonnes en 2017. Cette marée montante a conduit Veolia à acquérir une technologie de recyclage italienne et à investir 1 million d’euros (dont 10 % de subventions) dans ce premier site pouvant traiter 1.300 tonnes de panneaux cristallins par équipe et par an (4.000 tonnes en trois équipes) après avoir obtenu de PV Cycle France l’exclusivité du recyclage jusqu’en 2020.

PV Cycle rémunère sa prestation et la vente des matières récupérées complète le modèle économique. « Nous devrions recycler 8.000 tonnes sur la période et atteindre l’équilibre financier en 2019, la deuxième année de fonctionnement du Rousset », estime Gilles Carsuzaa.

Mais le Rousset n’est qu’une première étape, « la technologie que nous emploierons demain n’est probablement pas celle d’aujourd’hui », prédit-il en relevant, entre autres pistes de la recherche mondiale, le démantèlement des panneaux par la lumière, qui descellerait ses couches de verre.

Affaire à suivre…

Sources

https://www.insunwetrust.solar/blog/techno/recyclage-des-panneaux-solaires/

https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/0301886818183-veolia-inaugure-le-premier-site-de-recyclage-de-panneaux-solaires-2188413.php

https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/energie-renouvelable-panneaux-solaires-photovoltaiques-sont-ils-recyclables-1086/

https://www.wedemain.fr/Fabrication-recyclage-quel-est-le-veritable-impact-ecologique-des-panneaux-solaires_a2960.html

https://www.insunwetrust.solar/recyclage-panneaux-photovoltaiques

https://www.energystream-wavestone.com/2018/05/les-tendances-mondiales-des-investissements-dans-le-secteur-des-energies-renouvelables/

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