Comme tous les appareils électroniques, les panneaux solaires photovoltaïques ont une durée de vie. Pour les panneaux haut de gamme, cette durée peut atteindre 40, voire 50 ans. Dans tous les cas, il arrive bien un moment où ces plaques ne fonctionnent plus. Il faut s’en débarrasser d’elles et la meilleure option consiste à les recycler.
Dans le souci de préserver l’environnement et réduire l’empreinte carbone, il est utile de récupérer les différents matériaux quientrent dans la fabrication de ces panneaux. Il s’agit du verre, du silicium, de l’aluminium et d’autres métaux rares. En France, 5 000 tonnes de panneaux solaires ont été collectés en 2019. À titre prospectif, les panneaux qui attendront leur fin de vie d’ici à 2030 sont estimés à 151 000 tonnes. La question du recyclage des panneaux solaires devient d’actualité. Avant d’évoquer les solutions durables vers lesquelles il faut se tourner pour le recyclage des panneaux, rappelons celles qui existent déjà, sans oublier les enjeux de cette action.
Quels sont les différents enjeux du recyclage des panneaux solaires ?
Lorsque les modules photovoltaïques arrivent en fin de vie, il faut les recycler. Cette action implique une récupération et un traitement des composantes précieuses de ces panneaux pour réduire le volume des déchets électroniques qui encombrent les décharges. Sur le plan social, les enjeux du recyclage des panneaux solaires sont à la fois économiques et environnementaux.
Les enjeux du recyclage des panneaux solaires sur le plan économique
Au fil des années qui passent, le volume des déchets générés par le solaire continue d’augmenter. Étant donné que la réglementation oblige les industriels de la filière solaire à prendre en charge le recyclage des panneaux, il est possible que ce marché évolue en créant des emplois, notamment en R&D. Acheter de nouvelles matières premières est une option plus coûteuse que le recyclage. Les fabricants de panneaux sont amenés à revoir le design des panneaux et à investir un peu plus dans la recherche pour parvenir à des processus de recyclage plus écologiques et moins énergivores.
Certaines entreprises sont capables de recycler jusqu’à 500 tonnes de panneaux annuellement lorsque les composants sont facilement dissociables. Pour l’heure, deux options s’offrent aux fabricants de modules photovoltaïques. Pour la première option, chaque entreprise doit gérer son unité de recyclage. La seconde consiste à adhérer à un organisme (à l’instar de PV Cycle) pour cotiser à hauteur de son volume de production.
La revente des matières premières recyclées de ces modules constitue une source considérable de financement. Si dans le même centre de traitement, des produits organiquement semblables aux panneaux solaires (écrans plats par exemple) sont recyclés, le bénéfice sera plus important.
Les enjeux du recyclage des panneaux photovoltaïques sur le plan environnemental
Étant à la base une énergie propre, l’énergie solaire fait face au défi de l’éco responsabilité sur toute la ligne. De manière incontestable, le processus de production de l’énergie solaire en électricité se fait sans émission de pollution. Notons que les procédés impliqués dans la fabrication et le traitement des panneaux solaires en fin de vie sont susceptibles d’impacter l’environnement.Grâce au recyclage, cet impact négatif est limité.
Pendant le recyclage, on procède à un traitement des déchets toxiques présents dans les panneaux solaires. Les matières de l’ordre du tellure de cadmium, du plomb et du silicium sont dangereux pour l’environnement. Contrairement à l’aluminium et au verre qui peuvent fondre, ceux-ci ont besoin de procédés plus pointus pour être recyclés.
Le recyclage donne également l’opportunité de réutiliser les matières premières obtenues pour fabriquer de nouveaux panneaux photovoltaïques. Cela participe à limiter l’impact polluant lié à la production ou à l’extraction desdites matières. En réutilisant des matières, on sollicite moins de ressources naturelles. Si on prend l’exemple du verre recyclé, il est possible de faire une économie d’énergie de 100 kg de fioul par tonne lorsqu’on opte pour du verre recyclé. En recyclant de l’aluminium, on parvient à réaliser une économie d’énergie de 95 % par rapport à la production d’aluminium de première fusion.
Quelles sont les solutions de recyclage des panneaux photovoltaïques ?
Petits rappels sur la composition d’un panneau solaire
Avant d’évoquer les solutions de recyclage des panneaux solaires, rappelons leur composition. En général, le panneau solaire est constitué de ces différents éléments :
- Cadre métallique fait en aluminium ;
- Joint en caoutchouc qui protège le dispositif des intempéries ;
- Plaque solide en verre pour la protection du contenu de la plaque ;
- Plusieurs cellules photovoltaïques qui captent la lumière du soleil ;
- Une membrane qui recouvre la face arrière ;
- Des connecteurs, des câbles, un boîtier en plastique.
Parmi ces composants, nombreux sont faits à base de matériaux recyclables. C’est le cas de l’aluminium et du silicium dont la réutilisation peut permettre de fabriquer de nouveaux panneaux. D’autres métaux conducteurs comme le cuivre et l’argent peuvent aussi être valorisés. Dans l’ensemble, 94 % de matière peut être récolté sur un panneau usé.
Les techniques de recyclage actuelles
En fonction de la technologie qu’elle utilise et de son état de vétusté, le recyclage des panneaux va varier. De manière générale, 2 méthodes permettent de recycler les modules photovoltaïques, à savoir le broyage et la délamination.
Avec la méthode de recyclage par délamination, le procédé repose sur un principe relativement simple. Le panneau est coupé à l’aide d’une lame dans sa longueur afin de séparer les cellules photovoltaïques de la plaque de verre. Ce faisant, on réussit à récupérer les deux éléments intacts.
Une fois les panneaux solaires usés envoyés dans le centre de traitement, on procède ainsi :
- On commence par un pré-démantèlement qui permet de retirer le boîtier de jonction ainsi que les câbles qui vont être recyclés avec d’autres petits appareils ménagers ;
- Le cadre en aluminium est extrait et envoyé en fonderie ;
- La plaque laminée passe à son tour sous une presse pour être aplatie ;
- Avec une lame chauffée à 300 °, on sépare le verre des cellules solaires ;
- Les cellules photovoltaïques sont soumises à un traitement à haute température afin d’isoler les métaux ;
- Ces métaux sont triés par un traitement chimique qui va séparer l’argent, le silicium, les connecteurs métalliques…
Avec la méthode de recyclage par broyage, l’objectif est de fragmenter les modules usés pour en tirer les composantes. Lorsque les panneaux recyclables sont envoyés en centre de traitement la procédure est la suivante :
- On commence toujours par un pré-démantèlement afin d’extraire les câbles et le boîtier de jonction qui va être recyclé avec d’autres petits appareils ménagers ;
- Le cadre en aluminium est extrait et envoyé en fonderie ;
- Les plaques laminées sont broyées pour former des particules ;
- Vient ensuite le triage de ces particules suivant différentes technologies dans le but d’en tirer le verre, le cuivre, les résidus d’aluminium, l’argent, les déchets de poussière, les feuilles métallisées.
Les solutions d’avenir
En France comme dans plusieurs pays européens, il y a une véritable filière du recyclage des panneaux photovoltaïques. La mission de ces dernières est d’atteindre les objectifs fixés à l’échelle européenne (taux de 85 % de collecte et de 80 % de recyclage des matières présentes dans un panneau). Le recyclage permettait dernièrement de récupérer à peine 70 % du module. On parvient aujourd’hui à récupérer jusqu’à 90 %, voire plus des panneaux usés.
D’autres initiatives sont mises en place pour améliorer cette situation. Plusieurs fabricants proposent des programmes de collecte de leurs panneaux en fin de vie pour faciliter leur recyclage. Il en est de même des nouvelles technologies qui prennent corps afin de rendre le recyclage plus efficace et économiquement viable.