Toute personne qui travaille dans le secteur de l’énergie solaire est intimement conscient des avantages que l’énergie solaire procure dans tous les pays où elle est utilisée. Cette énergie propre et renouvelable stimule les économies locales, contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre et nécessite peu de maintenance pendant la durée de vie de l’investissement par rapport à d’autres formes de production d’énergie.

Ce que de nombreux professionnels du secteur ignorent, c’est la fin de vie de ces panneaux solaires et de leur recyclage.

Le secteur de l’énergie a connu un changement radical et le passage progressif à l’approvisionnement en énergie renouvelable est plus qu’évident. Néanmoins, tout ce qui semble durable ne le reste pas à la fin de son cycle de vie. C’est du moins l’inquiétude la plus courante concernant les panneaux solaires photovoltaïques (PV). Ils constituent une source d’énergie durable, dépendant uniquement du rayonnement solaire, et capables de fournir de l’électricité à nos foyers. Cependant, qu’arrive-t-il aux panneaux solaires lorsqu’ils ne sont plus performants ? Découvrez leur parcours dans le processus de recyclage expliqué ci-dessous.

Quelle est la durée de vie des panneaux solaires ?

Une question que la plupart des gens se posent lorsqu’ils envisagent d’installer des panneaux solaires. Selon des études, la durée de vie des panneaux solaires est d’environ 30 ans avant leur mise hors service.

Pendant la durée de vie des panneaux photovoltaïques, une diminution de 20 % de la capacité de production d’énergie peut se produire. Entre les 10 et 12 premières années, la diminution maximale du rendement est de 10 %, et de 20 % lorsqu’on atteint 25 ans. Ces chiffres sont garantis par la majorité des fabricants.

Pourtant, l’expérience montre qu’en réalité, le rendement ne diminue que de 6 à 8 % après 25 ans. La durée de vie des panneaux solaires peut donc être beaucoup plus longue que celle annoncée officiellement. La durée de vie des panneaux photovoltaïques de haute qualité peut même atteindre 30 à 40 ans, et être encore fonctionnelle par la suite, bien qu’avec une efficacité décroissante.

Mise au rebut des panneaux solaires

D’un point de vue réglementaire, les déchets de panneaux photovoltaïques relèvent toujours de la classification générale des déchets. Une seule exception existe au niveau de l’UE, où les panneaux PV sont définis comme des déchets électroniques dans la directive sur les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE). La gestion des déchets de panneaux photovoltaïques est donc régie par cette directive, en plus d’autres cadres juridiques.

Les fabricants de cellules solaires sont tenus par la loi de respecter des exigences légales et des normes de recyclage spécifiques afin de s’assurer que les panneaux solaires ne deviennent pas une charge pour l’environnement. C’est alors que les technologies de recyclage des panneaux solaires ont commencé à émerger.

Les producteurs de cellules photovoltaïques ont collaboré avec les institutions gouvernementales et ont trouvé quelques moyens de s’attaquer aux déchets induits par le solaire.

En fait, si des processus de recyclage n’étaient pas mis en place, 60 millions de tonnes de déchets de panneaux photovoltaïques se retrouveraient dans les décharges d’ici 2050 ; comme toutes les cellules photovoltaïques contiennent une certaine quantité de substances toxiques, cela deviendrait vraiment une façon peu durable de s’approvisionner en énergie.

L’idée reçue selon laquelle les panneaux solaires ne sont pas recyclables est un mythe. Il s’agit toutefois d’un processus qui a besoin de temps pour être largement mis en œuvre et qui nécessite des recherches supplémentaires pour atteindre son plein potentiel de recyclage adéquat de tous les composants des panneaux solaires. Pour cette raison, il est nécessaire que les unités de conception et de recyclage collaborent étroitement afin que la capacité de recyclage soit assurée par des éco-conceptions réfléchies.

Quels procédés pour le recyclage des panneaux solaires

Il existe deux grands types de panneaux solaires, qui nécessitent des approches de recyclage différentes. Les deux types – à base de silicium et à base de couches minces – peuvent être recyclés à l’aide de procédés industriels distincts. Actuellement, les panneaux à base de silicium sont plus courants, mais cela ne signifie pas que les matériaux des cellules à couche mince n’ont pas une grande valeur.

Les études menées sur le thème du recyclage des panneaux solaires ont débouché sur de nombreuses technologies. Certaines d’entre elles atteignent même une efficacité de recyclage étonnante de 96 %, mais l’objectif est de placer la barre plus haut à l’avenir.

Recyclage des panneaux solaires à base de silicium

Le processus de recyclage des panneaux photovoltaïques à base de silicium commence par le démontage du produit lui-même afin de séparer les parties en aluminium et en verre. La quasi-totalité (95 %) du verre peut être réutilisée, tandis que toutes les parties métalliques externes sont utilisées pour remouler les cadres des cellules. Les matériaux restants sont traités à 500°C dans une unité de traitement thermique afin de faciliter la liaison entre les éléments des cellules. Sous l’effet de la chaleur extrême, le plastique d’encapsulation s’évapore, laissant les cellules de silicium prêtes à être traitées ultérieurement. La technologie de soutien garantit que même ce plastique n’est pas gaspillé et qu’il est réutilisé comme source de chaleur pour un traitement thermique ultérieur.

Après le traitement thermique, le matériel vert est physiquement séparé. 80 % d’entre eux peuvent être facilement réutilisés, tandis que le reste est encore raffiné. Les particules de silicium, appelées wafers, sont décapées à l’acide. Les plaquettes cassées sont fondues pour être réutilisées dans la fabrication de nouveaux modules en silicium, ce qui permet d’obtenir un taux de recyclage de 85 % du matériau en silicium.

Recyclage des panneaux solaires à couches minces

En comparaison, les panneaux à couche mince sont traités de manière plus radicale. La première étape consiste à les passer dans un broyeur. Ensuite, un broyeur à marteaux veille à ce que toutes les particules ne dépassent pas 4 à 5 mm, taille à laquelle le laminage qui maintient les matériaux intérieurs ensemble se brise et peut donc être retiré. Contrairement aux panneaux photovoltaïques à base de silicium, la substance restante est composée de matériaux solides et liquides. Pour les séparer, on utilise une vis rotative, qui maintient les parties solides en rotation à l’intérieur d’un tube, tandis que le liquide s’écoule dans un récipient.

Les liquides passent par un processus de précipitation et de déshydratation pour garantir leur pureté. La substance résultante passe par un traitement métallique pour séparer complètement les différents matériaux semi-conducteurs. Cette dernière étape dépend de la technologie effectivement utilisée lors de la production des panneaux ; toutefois, en moyenne, 95 % du matériau semi-conducteur est réutilisé.

Les matières solides sont contaminées par ce que l’on appelle les matériaux intercalaires, qui sont plus légers en masse et peuvent être éliminés par une surface vibrante. Enfin, le matériau est rincé. Ce qu’il reste est du verre pur, ce qui permet de conserver 90 % des éléments en verre en vue d’un réusinage facile.

Les avantages futurs de la gestion des déchets solaires

Maintenant que nous savons que les panneaux solaires peuvent être recyclés, la question est de savoir quels autres avantages ils apportent à l’économie, le cas échéant. Il est évident qu’une infrastructure adéquate de recyclage des panneaux solaires devra être mise en place pour gérer les grands volumes de modules PV qui seront éliminés dans un avenir proche. Une fois cette infrastructure mise en place, nous assisterons à plusieurs facteurs positifs et à de nouvelles opportunités au sein de l’économie.

Non seulement le recyclage du PV créera davantage d’opportunités d’emplois verts, mais aussi des milliards d’euros en valeur récupérable d’ici 2050. Cet afflux permettra de produire 2 milliards de nouveaux panneaux sans avoir à investir dans des matières premières. Cela signifie qu’il sera possible de produire environ 630 GW d’énergie uniquement en réutilisant des matériaux déjà utilisés.