Le recyclage des panneaux solaires en France et dans le monde

La production des panneaux solaires nécessite des matériaux comme le silicium, l’aluminium et parfois des métaux rares. Ces éléments, essentiels à leur fonctionnement, impliquent malheureusement des procédés industriels énergivores et producteurs d’émissions de CO2. 

Cependant, l’empreinte carbone liée à la fabrication d’un panneau solaire baisse année après année. En 2022, un panneau photovoltaïque produit en Chine émettait en moyenne 44g de CO2 par kWh produit au cours de sa vie (source : ADEME). Ce chiffre, déjà inférieur aux 55 gCO₂/kWh enregistrés en 2013, continue de baisser grâce aux progrès technologiques et à l’utilisation croissante d’énergies renouvelables dans les processus de fabrication.

Par ailleurs, un panneau solaire peut compenser relativement rapidement sa  "dette énergétique" , c’est-à-dire l’énergie nécessaire pour sa fabrication par rapport à l’énergie qu’il produira tout au long de sa vie. 

En effet, les technologies modernes permettent aujourd’hui aux panneaux solaires de compenser cette dette énergétique en seulement 2 à 4 ans de production solaire. La durée de vie d’un panneau solaire étant d’environ 30 ans, il génère bien plus d’énergie qu’il n’en consomme.

Une fois en service, une installation de panneaux solaires est l’une des meilleures sources d’énergie à faible impact environnemental. Contrairement aux énergies fossiles, les panneaux solaires n’émettent aucun gaz à effet de serre pendant leur fonctionnement. 

Après 30 ans d’utilisation, un panneau arrive au bout de sa vie. Dans les années 1970 et 1980, les premiers panneaux solaires commercialisés  contenaient des matériaux non renouvelables, comme le Tellurure de cadmium. Cela compliquait leur recyclage et augmentait leur impact environnemental. Heureusement, ces substances nocives ne sont plus utilisées aujourd’hui.

Grâce aux progrès réalisés en matière de conception, de production et de recyclage des panneaux solaires, le photovoltaïque reste un pilier incontournable de la transition énergétique.

Chez Ensol, nous installons chez nos clients un panneau solaire de dernière génération fabriqué par Dualsun (une marque française). Doté d’une puissance importante et d’un excellent rendement, ce modèle de panneau solaire émet moins de CO2 qu’un panneau solaire standard.

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La structure et la composition d’un panneau solaire permettent de recycler une grande partie de  ses matériaux. Cependant,  sa recyclabilité repose sur des procédés techniques avancés, une logistique bien organisée et des acteurs engagés dans cette démarche.

Les panneaux solaires sont composés de matériaux variés qui peuvent être valorisés :

• Verre trempé : utilisé pour protéger les cellules photovoltaïques, le verre est l’un des matériaux les plus simples à recycler. Une fois broyé et purifié, il peut être réutilisé dans des vitrages industriels ou pour produire de nouveaux panneaux solaires.

• Cadre en aluminium : l’aluminium, recyclable à l’infini sans perte de qualité, est un élément prisé pour sa facilité de traitement et sa valeur économique.

• Cellules photovoltaïques en silicium : les couches fines de silicium cristallin constituent le cœur technologique du panneau. Bien que leur recyclage soit techniquement possible, il nécessite des procédés avancés pour extraire le silicium purifié.

• Argent : une autre ressource précieuse des panneaux solaires,  utilisée pour les connexions électriques.

Contrairement aux idées reçues, les cellules photovoltaïques peuvent être traitées pour récupérer le silicium. De même, le recyclage chimique permet d’extraire efficacement l’argent et d’autres métaux rares. Bien que ces techniques soient encore coûteuses, elles ouvrent la voie à une récupération quasi complète des matériaux, augmentant la durabilité des panneaux solaires.

Malgré les progrès réalisés, le recyclage des panneaux solaires à l’échelle mondiale a encore plusieurs défis à relever :

1. Coût élevé des technologies avancées : recycler certains matériaux, comme l’argent ou les polymères plastiques reste cher, limitant parfois la rentabilité des procédés actuels.

2. Infrastructures inégales : si l’Europe est bien structurée grâce à des organismes comme Soren, d’autres régions, notamment en Asie et en Afrique, manquent de réseaux dédiés. Cela mène parfois à  l’abandon des panneaux en décharge ou à leur incinération.

3. Sensibilisation limitée : de nombreux consommateurs ignorent encore que leurs panneaux peuvent être recyclés ou ne savent pas comment accéder aux services disponibles,

4. Hétérogénéité des technologies : la diversité des types de panneaux (silicium cristallin, couches minces, etc.) complique le développement de procédés universels capables de traiter tous les modèles de panneaux existants

Alors qu’avant 2017, les panneaux solaires français devaient être envoyés en Belgique pour être recyclés, la situation a considérablement évolué. En 2023, la France accueille la première usine au monde capable de recycler intégralement les panneaux solaires. Située près de Grenoble, cette installation utilise des procédés peu polluants pour valoriser tous les composants des panneaux photovoltaïques.

Avec l’essor massif des installations photovoltaïques dans le monde, le recyclage des panneaux solaires devient un enjeu crucial. En France, la directive européenne 2002/96/CE relative aux Déchets d'Équipements Électriques et Électroniques (DEEE), impose aux fabricants de mettre en place des filières de collecte et de recyclage adaptées. 

En France, Soren, anciennement connu sous le nom de PV Cycle, joue un rôle central dans le recyclage des panneaux solaires. Cet éco-organisme à but non lucratif, fondé en 2007, coordonne un réseau de plus de 200 points de collecte répartis sur tout le territoire.

En 2024, Soren a collecté plus de 5 000 tonnes de matériel photovoltaïque en France, soit environ 250 000 panneaux solaires. Malheureusement, 40% des panneaux désinstallés échappent aux circuits de recyclage français car ils sont exportés vers des pays avec des filières de réemploi plus ou moins contrôlées.

Le recyclage des panneaux solaires repose aujourd’hui sur trois grandes techniques, chacune adaptée à différents composants et niveaux de complexité :

1. Le recyclage par broyage :cette méthode consiste à broyer les panneaux pour séparer les matériaux comme le verre, l’aluminium et les polymères plastiques. Bien que largement utilisée, elle présente des inconvénients, notamment une forte consommation d’énergie et une récupération imparfaite des fragments de silicium.

2. Le recyclage par délamination : ce procédé, plus avancé, utilise des outils spécifiques pour séparer les différentes couches du panneau, notamment les cellules photovoltaïques encapsulées. Depuis 2021, une innovation développée par le CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives) a permis de diviser par deux l’impact environnemental de ce processus. Grâce à un fil diamanté microscopique de 600 à 700 micromètres de diamètre, les cellules de silicium peuvent être extraites avec une grande précision.

3. Le recyclage chimique : encore en phase de développement, cette méthode utilise des solvants pour dissoudre les plastiques et isoler les métaux rares comme l’argent et le silicium. Bien qu’efficace, elle reste coûteuse et énergivore, mais offre des perspectives intéressantes pour atteindre un taux de recyclage proche des 100 %.

Malgré ces avancées, plusieurs défis persistent pour optimiser le recyclage des panneaux solaires :

1. Gestion des volumes croissants : avec 78 millions de tonnes de panneaux solaires à traiter en 2050, les infrastructures mondiales de recyclage doivent se préparer à gérer de grands volumes.

2. Réduction des coûts : certaines méthodes, notamment le recyclage chimique, restent coûteuses. Des investissements dans la recherche et le développement sont nécessaires pour rendre ces procédés plus accessibles.

3. Sensibilisation des utilisateurs : informer les particuliers et les professionnels sur l’importance de recycler leurs panneaux et leur offrir des solutions simples et accessibles est essentiel pour augmenter les taux de collecte.

4. Harmonisation des pratiques : bien que la France se distingue par ses efforts, une coordination internationale est indispensable pour garantir une gestion cohérente et durable des déchets solaires.