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Comment recycle-t-on les panneaux solaires ?

L’instal­la­tion par les par­ti­c­uliers et les pro­fes­sion­nels d’un nom­bre gran­dis­sant de pan­neaux pho­to­voltaïques sur le ter­ri­toire répond à une exi­gence clé de la tran­si­tion énergé­tique : dévelop­per de façon sig­ni­fica­tive la pro­duc­tion décen­tral­isée d’électricité d’origine renou­ve­lable. Mais cela s’accompagne égale­ment d’une quan­tité phénomé­nale de pan­neaux en fin de cycle de vie : près de 6 000 tonnes de pan­neaux vont devoir être recy­clés en France en 2022, et 150 000 tonnes d’ici à 2030 selon l’éco-organisme Soren.

Le scé­nario négaWatt22 de l’association à but non lucratif négaWatt prévoit un essor impor­tant de la fil­ière solaire pho­to­voltaïque, que ce soit à tra­vers de grandes cen­trales élec­triques au sol, d’installations plus petites sur des park­ings ou des bâti­ments ou encore sur les maisons indi­vidu­elles : jusqu’à 135 gigawatts de pan­neaux pho­to­voltaïques seraient ain­si instal­lés en 2050, selon ce scé­nario, pour une pro­duc­tion proche de 150 térawattheures, cor­re­spon­dant à la con­som­ma­tion domes­tique des Français en 2022. Sur la péri­ode 2020–2050, plus de 6,8 mil­lions de tonnes de pan­neaux pho­to­voltaïques sup­plé­men­taires seront néces­saires à la réal­i­sa­tion de cette ambi­tion sur le plan mondial.

Cepen­dant, l’usure (notam­ment liée aux intem­péries) génère une perte pro­gres­sive de la capac­ité des pan­neaux à pro­duire de l’électricité. Il est estimé que les pan­neaux per­dent en moyenne 20 % d’efficacité au bout de 25 ans. La fin de vie est générale­ment lais­sée à l’appréciation du pro­duc­teur d’électricité : en fonc­tion de ses con­traintes d’espace, de pro­duc­tion et de ren­de­ment, celui-ci peut éventuelle­ment juger néces­saire de rem­plac­er les pan­neaux avant leur fin de vie par des équipements plus per­for­mants. Si la durée de vie d’un pan­neau solaire est aujourd’hui de l’ordre de 25 à 30 ans en moyenne, sa durée moyenne d’utilisation évolue entre 15 et 20 ans seulement.

En ce qui con­cerne la France seule, les besoins en recy­clage sont estimés à 150 000 tonnes d’ici à 2030 par Soren, l’éco-organisme chargé du recy­clage des pan­neaux solaires en France. Struc­tur­er la fil­ière de recy­clage des pan­neaux pho­to­voltaïques con­stitue donc un enjeu indus­triel et envi­ron­nemen­tal cru­cial. Heureuse­ment, con­traire­ment à une idée reçue, on peut recy­cler un pan­neau à près de 99 %. On ne pousse cepen­dant pas tou­jours le recy­clage au max­i­mum, parce que cela reviendrait trop cher. De ce fait, le « point mort » économique se situe aujourd’hui aux envi­rons de 95 % de matéri­aux recyclés.

L’enjeu de la struc­tura­tion de la filière

L’Europe fixe depuis 2012 un objec­tif min­i­mal de col­lecte de 65 % du poids moyen de tous les équipements élec­triques et élec­tron­iques mis sur le marché au cours des trois années précé­dentes dans l’État mem­bre con­cerné. En France, les fab­ri­cants de pan­neaux pho­to­voltaïques ont une oblig­a­tion de col­lecte et de traite­ment imposée par le décret du 19 août 2014.

Le CERES, puis PVCy­cle-France devenu Soren, sont les éco-organ­ismes à but non lucratif agréés par les pou­voirs publics dans le but d’organiser à la fois la col­lecte et le traite­ment des pan­neaux pho­to­voltaïques défectueux ou en fin de vie. Ces éco-organ­ismes col­lectent sans frais pour les déten­teurs – par­ti­c­uliers et pro­fes­sion­nels – tous les pan­neaux pho­to­voltaïques usagés, quelles que soient leur tech­nolo­gie, leur mar­que ou encore l’année de leur mise sur le marché.

La fil­ière de recy­clage repose sur un réseau de 177 points d’apport volon­taire, col­lec­tant à ce jour un peu plus de 300 tonnes par an. Ces équipements étaient jusqu’à récem­ment recy­clés en Bel­gique. Depuis 2018, ils sont pris en charge par l’usine Veo­lia de Rous­set (Bouch­es-du-Rhône), qui retraite à ce stade un peu plus de 95 % des matéri­aux qui com­posent les panneaux.

Que peut-on val­oris­er dans 
un panneau ?

La val­ori­sa­tion des com­posants d’un pan­neau en fin de vie ne con­stitue qu’une faible part de la valeur du pan­neau d’origine, d’où le principe de l’écoparticipation, acquit­tée par le con­som­ma­teur lors de l’achat du panneau.

À leur arrivée à l’usine de retraite­ment, les pan­neaux pho­to­voltaïques sont débar­rassés manuelle­ment de leur cadre en alu­mini­um, entière­ment recy­clable. Les mod­ules pho­to­voltaïques sont ensuite découpés en lamelles dans des broyeurs suc­ces­sifs. Ce pre­mier tri est ensuite com­plété d’un traite­ment ther­mique, dans le but d’éliminer les plas­tiques encap­su­lant le pan­neau. Le tout est com­plété par un traite­ment chim­ique à la base de solvants.

Le pre­mier matéri­au recy­clé est le verre, matière recy­clable à l’infini. Que la tech­nolo­gie repose sur du sili­ci­um cristallin (env­i­ron 95 % du marché) ou bien sur des « couch­es minces », la part du verre représente générale­ment env­i­ron 75 % d’un pan­neau solaire. Le verre est ensuite mélangé avec d’autres ver­res recy­clés, à hau­teur de 20 % env­i­ron, notam­ment à des­ti­na­tion de l’industrie de la fibre de verre ou des isolants. Quant au sili­ci­um cristallin, il peut être util­isé dans de nou­velles cel­lules pho­to­voltaïques ou bien servir d’agrégat dans des fours de fonte util­isés dans l’industrie métallurgique.

Ensuite, les métaux fer­reux sont triés avec des aimants, et les non fer­reux sont extraits à l’aide d’un courant de Fou­cault. L’argent et le cuiv­re des élec­trodes par­tent ensuite dans les cir­cuits de recy­clage des ressources minérales.

Les polymères (comme l’éthylène-acétate de vinyle et le Ted­lar) ser­vent de combustible.

Le plas­tique, lui, est générale­ment brûlé. C’est aujourd’hui le prin­ci­pal élé­ment non recy­clé, aux côtés de l’antimoine et du tel­luri­um, présents en trop petites quantités.

Si le verre et son cadre en alu­mini­um sont majori­taires en ter­mes de poids (jusqu’à 96 % du poids d’un mod­ule pho­to­voltaïque), ils sont en revanche minori­taires en ter­mes de valeur com­mer­ciale. L’argent, le cuiv­re, le sili­ci­um et l’indium sont en revanche des matéri­aux de valeur qui, lorsqu’ils sont bien val­orisés, peu­vent rap­porter des sommes con­sid­érables. Dans le cas de l’argent, par exem­ple, on peut extraire jusqu’à 600 grammes de ce métal par tonne de pan­neaux solaires usagés, ce qui peut représen­ter jusqu’à 500 euros.

Garan­tir une récupéra­tion opti­male des mod­ules photovoltaïques

Aujourd’hui, l’unité de traite­ment des pan­neaux pho­to­voltaïques de type sili­ci­um cristallin de Veo­lia à Rous­set atteint un taux de recy­clage proche de 95 %. Dans le secteur du recy­clage des pan­neaux pho­to­voltaïques, un tel chiffre con­stitue une excel­lente per­for­mance, notam­ment lorsqu’on le com­pare aux « pro­duits blancs » tels les réfrigéra­teurs, con­géla­teurs, sèche-linge ou machines à laver, qui atteignent dif­fi­cile­ment un taux de recy­clage de leurs com­posants de 70 % dans le meilleur des cas. Cepen­dant, prob­lèmes et défis persistent.

L’un des prob­lèmes aux­quels se trou­ve aujourd’hui con­fron­tée l’industrie est que les pan­neaux com­por­tent de moins en moins de matéri­aux de haute valeur. L’argent, notam­ment, a ten­dance à dis­paraître, rem­placé par le cuiv­re qui coûte 60 fois moins cher. De même, la réduc­tion de la quan­tité de matéri­aux néces­saire à la fab­ri­ca­tion d’un pan­neau con­sti­tu­ant un élé­ment clé de la com­péti­tiv­ité des fab­ri­cants, on peut s’attendre à ce que le verre, matéri­au peu coû­teux, devi­enne de plus en plus prépondérant, aux dépens du sili­ci­um et des autres matéri­aux, de valeur supérieure.

Ceci sig­ni­fie que le recy­clage va coûter de plus en plus cher aux usines, et donc à l’utilisateur, à tra­vers l’écotaxe. Cette éco­taxe varie actuelle­ment de 2 à 90 cen­times d’euro par tranche de poids (de 1 à 50 kg), en fonc­tion du poids des panneaux.

L’autre prob­lème est l’impact envi­ron­nemen­tal des solvants util­isés lors du déman­tèle­ment des pan­neaux, ain­si que du brûlage des plas­tiques. Sa réduc­tion demeure un enjeu majeur pour les acteurs du secteur. En effet, bien que l’incinération soit encadrée par la régle­men­ta­tion, elle émet toute­fois des pol­lu­ants dans l’air, certes nor­més, mais pas à « zéro ».

Les acteurs du recy­clage sont égale­ment con­fron­tés à la ques­tion des efflu­ents. Si la trans­for­ma­tion du film plas­tique en EVA [éthylène-acé­tate de vinyle] que l’on retrou­ve à l’intérieur du pan­neau en gran­ulés est d’ores et déjà réal­is­able tech­nique­ment, il demeure en revanche plus économique de le brûler.

À l’avenir, seul le CO2 super­cri­tique per­me­t­tra de sépar­er effi­cace­ment les dif­férentes couch­es des mod­ules. Si son impact envi­ron­nemen­tal est nul, sa via­bil­ité économique reste cepen­dant à démontrer.

Malgré les incer­ti­tudes, et compte tenu des hypothès­es de développe­ment de la fil­ière, de nou­velles tech­nolo­gies ain­si que des unités locales de traite­ment sont à l’étude et devront être mis­es en œuvre assez rapi­de­ment afin de répon­dre aux ambi­tions de la filière.

Des incer­ti­tudes économiques et tech­niques pèsent sur le secteur

À l’horizon 2030, le recy­clage des pan­neaux solaires au niveau mon­di­al devrait, selon l’IRENA [Agence inter­na­tionale pour les éner­gies renou­ve­lables], per­me­t­tre de fab­ri­quer, sur la base de matéri­aux presque entière­ment recy­clés, près de 60 mil­lions de nou­veaux pan­neaux solaires. À cet effet seraient réu­til­isées plus de 900 000 tonnes de verre, 75 000 tonnes d’aluminium, 100 000 tonnes de polymères, 29 500 tonnes de sili­ci­um, 7 200 tonnes de cuiv­re, 310 tonnes de semi-con­duc­teurs, 90 tonnes d’argent et env­i­ron 390 tonnes d’autres métaux, tels le nick­el, le plomb, le zinc, le cad­mi­um, le gal­li­um, l’indium ou encore le séléni­um. La valeur de l’ensemble des matéri­aux recy­clés serait, à cet hori­zon, de l’ordre du demi-mil­liard d’euros.

Il existe cepen­dant de nom­breuses incer­ti­tudes sur ces chiffres, notam­ment du fait du pro­longe­ment des durées de vie des pan­neaux. Il s’avère en effet que, loin de per­dre 20 % de leur capac­ité au bout de 25 ans, la plu­part des pan­neaux ne perdraient que 8 à 9 % de leurs capac­ités à cet hori­zon, grâce aux avancées tech­nologiques de ces dernières années.

Si toute­fois les puis­sances instal­lées venaient à attein­dre 4 500 gigawatts à l’horizon 2050, comme annon­cé dans le scé­nario « haut » de l’IRENA, alors la valeur de marché des matéri­aux recy­clés pour­rait attein­dre plus de 15 mil­liards de dol­lars par an au niveau mondial.

Cet arti­cle a été pub­lié sur le site : theconversation.fr

À propos de l'auteur

Serge Besanger

Professeur à l’ESCE International Business School, INSEEC U Research Center, OMNES Education.

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