L’énergie solaire a un côté obscur : les panneaux sont encore conçus pour être jetés, et nous risquons de créer une montagne de déchets qui emprisonnent des minéraux précieux. Le monde est déjà confronté à 250 millions de tonnes de déchets solaires d’ici 2050, alors que les panneaux installés durant le boom solaire des années 2000 et 2010 arrivent en fin de vie.
Ces panneaux n’ont pas été conçus pour être réparés, rénovés ou démontés. En effet, les processus actuels de recyclage extraient principalement le verre et l’aluminium, tandis que les matériaux ayant la plus grande valeur économique et stratégique, comme l’argent, le cuivre et le silicium de haute qualité, sont généralement perdus dans le processus.
L’industrie dispose désormais d’une fenêtre étroite pour repenser. Sans changement de conception, la transition énergétique risque de déplacer les pressions environnementales plutôt que de les réduire. Construire une technologie bas carbone est essentiel, mais bas carbone ne signifie pas intrinsèquement durable.
Une industrie florissante conçue pour la décharge
La durée de vie moyenne des modules solaires est d’environ 25 à 30 ans. Cela signifie qu’une vague massive d’installations du début des années 2000 arrive maintenant en fin de cycle de vie. Les pays disposant de marchés solaires matures comme l’Allemagne, l’Australie, le Japon et les États-Unis constatent déjà une forte augmentation du nombre de panneaux mis hors service.
Le défi ne réside pas seulement dans l’ampleur des déchets, mais aussi dans la conception même des panneaux. Pour survivre à des décennies d’intempéries, les panneaux solaires sont construits en empilant des couches de verre, de cellules et de plastique, puis en les collant si étroitement avec des adhésifs puissants qu’ils ne forment plus qu’une seule unité inséparable.
Mais cette durabilité a un inconvénient. Parce que les couches sont si étroitement liées, elles sont exceptionnellement difficiles à décoller, nous empêchant effectivement de réparer les panneaux lorsqu’ils cassent ou de récupérer les matériaux lorsqu’ils sont jetés (ces matériaux pourraient générer 15 milliards de dollars (11 milliards de livres sterling) de valeur économique d’ici 2050).
Les limites du recyclage
De toute façon, le recyclage devrait être un dernier recours car il détruit une grande partie de la valeur intégrée. En effet, les processus actuels sont rudimentaires, consistant surtout à broyer les panneaux pour récupérer de l’aluminium et du verre bon marché, tout en perdant les métaux de haute valeur.
Par exemple, bien que l’argent ne représente que 0,14 % de la masse d’un panneau solaire, il compte pour plus de 40 % de sa valeur matérielle et environ 10 % de son coût total. Pourtant, il est rarement récupéré lors du recyclage. Lors du recyclage standard, les panneaux solaires sont broyés. L’argent est pulvérisé en particules microscopiques qui se mélangent aux résidus de verre, de silicium et de plastique, rendant sa séparation trop difficile et coûteuse.
C’est pourquoi les stratégies qui visent à prolonger la durée de vie des panneaux solaires – comme la réparation et la réutilisation – sont bien supérieures au recyclage. Elles préservent la valeur de ces produits et évitent le coût énergétique massif du broyage industriel. Elles maintiennent les matériaux précieux en circulation et réduisent le besoin d’extraire de nouvelles matières premières. Elles peuvent même générer de nouveaux revenus pour les propriétaires. Mais cette vision circulaire n’est viable que si les panneaux solaires sont conçus pour être démontés et réparés.
Concevoir des panneaux pour un avenir circulaire
Passer à une telle approche signifie repenser la conception des panneaux pour qu’ils puissent être réparés, améliorés et finalement démontés sans endommager ou détruire les composants internes. L’idée de concevoir pour le démontage, courante dans d’autres secteurs, devient de plus en plus essentielle pour le solaire aussi.
Au lieu d’adhésifs permanents et de couches entièrement laminées, les panneaux peuvent être construits en utilisant des conceptions modulaires et des connexions réversibles. Des composants tels que les cadres, les boîtes de jonction et les connecteurs devraient être amovibles, tandis que des fixations mécaniques ou des adhésifs intelligents qui ne se libèrent qu’à haute température peuvent permettre de séparer plus facilement le verre et les cellules.
Standardiser les composants et améliorer la documentation soutiendrait davantage les réparateurs, les rénovateurs et les recycleurs tout au long du cycle de vie d’un panneau. En bref, la prochaine génération de panneaux solaires doit être conçue pour durer plus longtemps, être réparable et utiliser moins de matériaux critiques – pas simplement pour maximiser la production d’énergie à court terme.
Les outils numériques peuvent aider
Si vous voulez réparer ou recycler un panneau dans quelques années, vous devrez savoir quels matériaux il contient, quels adhésifs ont été utilisés et comment il a été assemblé. Les outils numériques peuvent aider ici en stockant ces informations, agissant essentiellement comme le carnet d’entretien d’une voiture ou le dossier médical d’un patient.
Un exemple prometteur est le nouveau Passeport Produit Numérique de l’UE. Ces passeports incluront des conseils sur les options de réparation, le démontage, les substances dangereuses, l’historique du cycle de vie et la gestion en fin de vie. Ils seront introduits progressivement pour les groupes de produits prioritaires à partir de 2027, avec une extension attendue vers 2030 pour de nombreux autres produits.
Le Passeport Produit Numérique agit comme une « liste d’ingrédients » statique pour un panneau solaire. Il montre de quoi est fait un panneau et comment il doit être traité. Les jumeaux numériques, en revanche, fonctionnent davantage comme un système de surveillance en temps réel.
Mis à jour en continu avec des données de performance, ils peuvent signaler lorsqu’un panneau sous-performe, est devenu trop poussiéreux ou a besoin d’être réparé. Utilisés ensemble, ces outils peuvent aider les techniciens à identifier quelles pièces peuvent être réparées ou réutilisées et assurer un démontage sécurisé des panneaux solaires en fin de vie.
Cependant, même le meilleur jumeau numérique n’est pas très utile si le panneau lui-même est collé et conçu pour la décharge. Sans panneaux conçus pour être réparés ou démontés, la numérisation n’offrira que des avantages marginaux.
Les outils numériques ont aussi leur propre empreinte environnementale, des capteurs au stockage des données, ce qui rend encore plus important qu’ils soutiennent des conceptions véritablement réparables plutôt que de compenser des conceptions médiocres. Nous devons repenser la conception des panneaux solaires dès maintenant, avant que le boom solaire actuel ne verrouille le problème des déchets de demain.
Rabia Charef, Chercheuse principale associée en Économie Circulaire & Numérisation, Lancaster University
Cet article est republié depuis The Conversation sous licence Creative Commons. Lisez l’article original.
