Le démantèlement et le recyclage des panneaux solaires

Le démantèlement et le recyclage des panneaux solaires

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Le démantèlement et le recyclage des panneaux solaires

La croissance du photovoltaïque et ses enjeux

Face à la pression croissante pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, atténuer le changement climatique et diversifier les sources d'énergie, le photovoltaïque se positionne au cœur d'une transition énergétique mondiale. Cette technologie exploite l'énergie du soleil de manière propre et renouvelable, offrant une alternative durable aux sources d'énergie traditionnelles. 

Si l’installation des panneaux solaires doit être réalisée dans le strict respect de règles mises en place (Sécurité Incendie, respect du PLU, gestion des eaux pluviales, respect des bâtiments de France, ...) alors son démantèlement en possède également. L’énergie solaire est en effet une énergie verte, une solution écologique et durable, mais qui produit tout de même des déchets. C’est un paramètre qui doit être pris en compte au moment de se lancer dans une aventure photovoltaïque. 

La tendance actuelle montre une augmentation du recyclage des panneaux solaires et ce dernier devient ainsi un enjeu crucial dans l'industrie du photovoltaïque. La législation joue un rôle clé en établissant des normes pour l'installation et la reprise des panneaux solaires. Quelles sont alors les obligations imposées par la loi en matière de recyclage dans le secteur photovoltaïque ?

L’état actuel du marché solaire en France

Selon les données disponibles, le pays a connu une augmentation significative du nombre d'installations au cours des dernières années, démontrant un intérêt croissant pour cette source d'énergie renouvelable. À la fin du T4 2023, la France a franchi une étape remarquable avec plus de 830 000 installations photovoltaïques raccordées au réseau électrique1. 

Les panneaux solaires ont une durée de vie d'environ 25 à 30 ans, allant jusqu’à 40 ans avec un très bon entretien mais aussi pour les gammes les plus solides. En d’autres termes, plus votre panneau solaire sera haut de gamme, plus sa durée de vie sera longue. 

En principe, un panneau solaire ne cesse pas brusquement de produire de l'énergie. Sa diminution de puissance est graduelle. Les garanties de rendement habituelles sont les suivantes : 

  • 90 % de performance sont assurés au cours des douze premières années,
  • 80 % après 25 ans d'utilisation, avec deux renouvellements d’onduleurs. 

Lors de la réalisation du plan d'affaires d'une installation photovoltaïque, il est souvent émis l'hypothèse d'un renouvellement d'onduleurs tous les 10 ans.

Il est important de noter que même au-delà de cette période de garantie de 25 ans, le panneau solaire continue de fonctionner. Il revient à l'utilisateur d'évaluer si le rendement actuel de ses panneaux solaires est toujours adéquat pour couvrir ses besoins énergétiques, ou s'il est préférable de les remplacer.

En 2030, il est estimé que 151 000 tonnes de panneaux photovoltaïques auront atteint la fin de leur cycle de vie utile en France.

Le démantèlement de panneaux solaires, en quoi ça consiste ?

Le démantèlement est le processus de désinstallation d’un système photovoltaïque en fin de vie ou endommagé. Cela implique le retrait de tous les composants du système, allant des panneaux solaires aux câbles électriques, en passant par les structures de support.

Le démantèlement des installations photovoltaïques repose sur plusieurs principes essentiels visant à assurer une gestion responsable des équipements en fin de vie. 

La conception : Tout d'abord, il est crucial de planifier le démantèlement dès la conception des installations, en intégrant des éléments facilitant le retrait et la récupération des panneaux solaires. 

Un autre principe fondamental est la prise en compte de l'impact environnemental, en veillant à minimiser les déchets générés pendant le processus de démantèlement.

Enfin, le recyclage est un aspect clé du démantèlement des installations photovoltaïques, avec l'objectif de récupérer et de réutiliser autant de matériaux que possible. Cela implique la séparation et le traitement approprié des composants tels que les cellules solaires, les cadres en aluminium et les câbles. On considère aujourd’hui que 94 % des matériaux d’un panneau solaire sont recyclables, contre 70 % il y a encore quelques années. Les premiers panneaux solaires étaient peu recyclables, car ils contenaient des matières non renouvelables, par exemple le Tellurure de cadmium.

Quelles sont les réglementations et normes en vigueur ?

L’installation des panneaux solaires photovoltaïques en France est soumise à de nombreuses réglementations : respect des règles d’urbanisme, mise en place par un professionnel reconnu du secteur, demande d’un permis de construire selon la puissance des panneaux installés… 

Pour le démantèlement aussi, l’entreprise installatrice et le fabricant sont soumis à des réglementations. 

Les opérations de collecte, couvertes par la directive européenne relative aux déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) , sont à la charge des fabricants des panneaux photovoltaïques. 

En France, ces fabricants ont une obligation de collecte et de traitement imposée par un décret du 19 août 2014. Ils doivent confier ces éléments à un organisme spécialisé dans le recyclage de ces dispositifs, et s'il y a lieu, doivent acquitter les frais de recyclage imposés par cet organisme. SOREN (ancien PV CYCLE) est l’éco-organisme à but non lucratif agréé par les pouvoirs publics pour organiser la collecte et le traitement des panneaux photovoltaïques usagés. 

Les constructeurs des panneaux solaires sont chargés d’effectuer gratuitement la collecte des panneaux usagés des particuliers.

Le saviez-vous ? Ces opérations sont financées par une écotaxe payée à l'achat du panneau.

Le recyclage des panneaux solaires

La gestion des déchets provenant de l'élimination des panneaux solaires pose un défi croissant. Ils contiennent divers matériaux dont la disposition inappropriée peut entraîner des impacts environnementaux néfastes. La recherche de solutions efficaces pour le recyclage et la récupération des composants des panneaux solaires en fin de vie devient ainsi impérative pour minimiser l'empreinte écologique de cette technologie et garantir une transition énergétique véritablement durable.

Lors du démantèlement d’un panneau, un processus d’économie circulaire est mis en place. Les opérations de traitement consistent à séparer les matériaux et composants afin de les réinjecter dans le circuit productif. 

Le démantèlement et le recyclage des panneaux solaires

La composition des panneaux photovoltaïques et le recyclage de chaque composant

Les panneaux solaires sont composés d'un agencement de cellules photovoltaïques conçues pour convertir l'énergie solaire en électricité. Ces cellules photovoltaïques, exposées aux influences de l'environnement, bénéficient d'une protection assurée par diverses couches de matériaux qui constituent le panneau solaire. 

Les matériaux composant les panneaux solaires sont recyclables à 85% voir 95%. Si les cellules sont principalement composées de Silicium, matériau semi-conducteur, ils possèdent également : 

  • Du silicium : pourra être recyclé et réutilisé jusqu’à quatre fois dans les panneaux;
  • Un cadre en aluminium, qui peut être réemployé à l’infini, soit pour produire une nouvelle génération de panneaux, soit dans la production d’autres objets;
  • Du verre : le verre est un matériau qui peut d’ailleurs être recyclé à l’infini, en étant fondu à nouveau. Il peut être réemployé pour produire de nouveaux panneaux ou être utilisé dans une autre filière; 
  • Du plastique : le recyclage du plastique se fait de la même manière que pour le plastique utilisé par les ménages français;
  • Du cuivre : utilisé pour les connexions du système, ce matériau dispose d’un traitement spécifique, puis est fondu et réutilisé;
Le démantèlement et le recyclage des panneaux solaires

Si les ingrédients sont revisités en fonction du fabricant, la recette des panneaux solaires est généralement la même pour tous. En effet, en fonction de la composition, les panneaux peuvent offrir des performances et technologies différentes présentes sur le marché. 

Le processus de recyclage des panneaux solaires

  1. La première étape consiste à séparer le cadre en aluminium, qui constitue plus de 10 % du poids des panneaux, du reste de l’ensemble. C’est l’un des métaux les plus rentables sur le marché des matières premières recyclées : il peut par exemple être utilisé pour produire des canettes ;
  2. Vient le tour du découpage du panneau en plaquettes et de son broyage. Cette étape permet d’isoler ses divers matériaux : le verre, le silicium, le plastique et les métaux ;
  3. Les câbles et le boîtier électrique sont ensuite récupérés et réorientés vers les autres lignes de traitement des DEEE (Déchets d’Équipements Électriques et Électroniques), dans le but de valoriser le cuivre qui bénéficie d’un marché très mature;
  4. C’est enfin au tour du laminé photovoltaïque (cellules solaires et plaques de verre utilisée en face avant des panneaux) d’être traité.

Les perspectives pour le recyclage photovoltaïque

D'après le rapport de l'IRENA, à l'horizon 2030, le recyclage mondial des panneaux solaires pourrait engendrer la réutilisation de plus de 900 000 tonnes de verre, plus de 100 000 tonnes de polymères, 75 000 tonnes d'aluminium et 29 500 tonnes de silicium. Les quantités pour d'autres composants seraient relativement moins importantes : 7 200 tonnes de cuivre, 390 tonnes de divers autres métaux (zinc, nickel, plomb, cadmium, gallium, indium, sélénium et tellure), 310 tonnes de semi-conducteurs et 90 tonnes d'argent.

Ces matériaux recyclés représentent une valeur économique estimée à 450 millions d'euros. Ils pourraient permettre la fabrication de 60 millions de nouveaux panneaux solaires. Si la puissance installée de panneaux solaires dans le monde atteignait 4 500 GW en 2050, ces chiffres pourraient être multipliés par 30.

Le démantèlement et le recyclage des panneaux solaires

L’impact environnemental des panneaux solaires

L’impact environnemental n’est pas le même durant tout le cycle d’une installation solaire.

    • La fabrication : la production des panneaux solaires nécessite l'utilisation de matériaux comme le silicium, le cadmium, le tellurure de cadmium, le cuivre, l'aluminium, etc. L'extraction et le traitement de ces matériaux peuvent avoir des conséquences environnementales, notamment en termes de consommation d'énergie et de pollution des sols et de l'eau.
    • L'émission de Co2 : Bien que l'électricité produite par les panneaux solaires ne génère pas directement de gaz à effet de serre pendant son fonctionnement, leur fabrication, leur transport et leur installation peuvent émettre du CO2. Cependant, cette empreinte carbone est généralement compensée en quelques années par les émissions évitées grâce à la production d'électricité sans émission de CO2. 
    • L’utilisation des terres : Les grandes installations solaires nécessitent des surfaces considérables. Bien que cela puisse être fait sur des terres déjà perturbées (comme des sites miniers abandonnés), cela peut également entraîner une pression supplémentaire sur les terres agricoles ou les habitats naturels si elles sont situées sur des terres précieuses.
    • Et le recyclage. 

Élimination respectueuse des panneaux solaires

Dans une logique de transition énergétique, les entreprises feront tout pour optimiser au maximum l’utilisation des panneaux solaires de façon efficace. Cependant, lorsque ni la réutilisation sur de nouvelles installations, ni le recyclage ne sont possibles, on procède à une destruction de manière la plus respectueuse possible car, parfois, les panneaux contiennent des matériaux nocifs pour l’environnement. 

Afin de minimiser les risques de substances dangereuses, privilégiez des fournisseurs français ou européens car les normes et réglementations sont plus strictes. 

Des alternatives au recyclage ?

Le recyclage des panneaux solaires photovoltaïques n’est pas la seule solution lorsqu’ils arrivent en fin de parcours. D’autres voies sont possibles.

Une seconde vie possible avant le recyclage ?

Même si les panneaux solaires ne sont plus efficaces à la production d'électricité à grande échelle, ils peuvent encore être utilisés pour des applications moins exigeantes en énergie. Par exemple, les panneaux solaires en fin de vie peuvent être réutilisés pour alimenter des systèmes de pompage d'eau, des éclairages extérieurs, des systèmes de surveillance à distance, etc. Cette réutilisation prolonge la durée de vie des panneaux et réduit la demande de nouveaux panneaux.

Enfin, dans certains cas, lorsque la réutilisation n’est pas possible, il peut y avoir des processus de récupération d’énergie à partir de certains composants. 

Certains artistes et artisans récupèrent les panneaux solaires en fin de vie pour créer des œuvres d'art ou des produits design. Les panneaux solaires peuvent être transformés en panneaux décoratifs, en mobilier extérieur, en abris de jardin, en sculptures, etc.

La question du reconditionnement peut-elle se poser ?

Dans certains cas, les panneaux solaires en fin de vie peuvent être rénovés pour restaurer leur efficacité. Cela peut impliquer le remplacement des cellules solaires défectueuses ou endommagées, le nettoyage ou le remplacement des composants électriques, ou même l'application de nouvelles technologies pour améliorer les performances des panneaux.

C’est ce que la start-up SOLREED propose. Elle est partie du constat que la moitié des panneaux solaires en cours de recyclage pourraient être réparés. Prolonger de 15 ans la durée de vie d'un panneau réparé éviterait l'émission de 1,8 tonne de CO2 par unité, en retardant son recyclage et en épargnant la fabrication d'un module neuf. Cela contribue à rendre l'énergie solaire plus économique et écologique à long terme.

Dans l'ensemble, bien que les panneaux solaires aient des impacts environnementaux, ils sont généralement considérés comme l'une des options les plus propres et les plus durables pour la production d'électricité à grande échelle, en particulier lorsqu'ils sont utilisés en combinaison avec d'autres sources d'énergie renouvelable et des mesures d'efficacité énergétique.

Sources :