La préservation des ressources et la durabilité de la filière de l’énergie solaire passent inexorablement par le recyclage des panneaux photovoltaïques. Près de 95 % des éléments qui les composent sont récupérables. D’ailleurs, le retour énergétique et carbone est assuré durant les premières années de fonctionnement et de production. Alors, choisissez des panneaux solaires pour l’électricité de votre domicile ou de votre entreprise afin de réduire votre empreinte écologique et votre facture d’électricité.
L’importance du recyclage des panneaux solaires
La plupart des composants des panneaux solaires ne sont pas renouvelables, raison pour laquelle leur recyclage a une portée hors norme sur l’écosystème. Cet acte permet de réutiliser le silicium cristallin, le verre, l’aluminium, le cuivre et le plastique, et de limiter les nouvelles extractions.
Le cycle de vie d’une installation photovoltaïque
Le cycle de vie normal d’un panneau solaire est subdivisé en trois phases principales, dont :la fabrication de ces dispositifs photovoltaïques ;la période de fonctionnement ;le processus de recyclage des panneaux solaires en fin de vie.
Pour cette dernière partie, les usines de recyclage exploitent différentes technologies. Elles traitent les composants mécaniquement, chimiquement, thermiquement et par broyage.
Les enjeux environnementaux et économiques
L’énergie solaire est renouvelable, ce qui n’est pas forcément le cas des panneaux. Au contraire, la fabrication de ces dispositifs est une source de pollution alarmante et a un impact considérable sur l’avenir de la planète. Compte tenu de l’envergure de leurs effets, le recyclage est la solution salvatrice qui pourrait transformer la situation.
Du point de vue environnemental, la récupération des éléments et leur réutilisation diminuent le rejet des déchets, limitent les nouvelles extractions et réduisent la consommation des ressources. Or, les ordures et les travaux relatifs à l’exploitation des gisements et des carrières favorisent le rejet de gaz, ce qui augmente considérablement le taux de carbone diffusé dans la nature.
Pour l’heure, les usines de recyclage des panneaux solaires usagés n’ont pas forcément un bilan positif. Mais, la situation n’est pas pour autant alarmante, puisque ces entreprises ont un avenir prometteur qui se profile à l’horizon. L’optimisation des tarifs, les progrès technologiques et l’augmentation exponentielle de la demande garantissent un futur plein de promesses.
Le cadre réglementaire en Belgique
Le recyclage des panneaux en Belgique est bien réglementé au niveau national et toutes les parties prenantes sont concernées par ces prescriptions. Les différentes étapes de la valorisation des composants sont gérées par un organisme spécialisé et désigné par l’État, PV CYCLE. Ce dernier agit dans le cadre de la directive concernant les DEEE (Déchets d’équipements électriques et électroniques). Les producteurs, fournisseurs et installateurs d’énergie solaire doivent inclure le recyclage des panneaux dans leur mode de fonctionnement. Ces derniers ont pour obligation de déclarer la quantité des panneaux distribués sur le marché. La récupération dans les 88 points de collecte et le traitement sont confiés à PV CYCLE moyennant une contribution des utilisateurs et des professionnels (par exemple la taxe hors TVA par panneau mis en place).
La composition d’un panneau photovoltaïque
Les équipements photovoltaïques sont constitués de nombreuses pièces. Chaque élément qui forme ces panneaux est essentiel, car il garantit la durabilité, la performance et le bon fonctionnement de ces dispositifs. Les principaux composants des panneaux sont :
- la matrice formée par :
- la diode by-pass ;
- les conducteurs ;
- les cellules photovoltaïques ;
- une boîte de jonction ;
- la feuille de soutien structurel ;
- les couches EVA (éthylène-acétate de vinyle) ;
- le verre de protection bien armé ;
- le châssis ou le cadre métallique ;
- les connecteurs MC4 ;
- les câbles de sorties ;
- le boîtier de dérivation ;
- la jointure d’étanchéité.
Les principaux matériaux utilisés
Les composants des panneaux photovoltaïques sont fabriqués avec des éléments sélectionnés avec grand soin. Les principaux matériaux retrouvés dans ces dispositifs sont :
- le silicium cristallin pour la fabrication des cellules ;
- l’argent ou le cuivre pour la conduction ;
- le caoutchouc pour les joints ;
- le plastique pour la matrice cellulaire ;
- l’aluminium pour le cadre ;
- le verre pour la surface des panneaux.
Le rôle de chaque composant
Chaque élément qui constitue les panneaux photovoltaïques joue un rôle particulier et se complète pour assurer les diverses fonctionnalités de ces dispositifs.
- Les deux couches de cellules, chacune chargée négativement (plus de phosphore) et positivement (plus de bore), captent les rayons UV. Au contact de la lumière, le silicium cristallin produit un courant continu. Il va être acheminé aux onduleurs qui vont le transformer. Le courant alternatif obtenu est l’électricité solaire utilisée dans les foyers et les bâtiments.
- Le boîtier de dérivation contient les fils électriques et évite ainsi les problèmes de surintensité.
- La feuille arrière ou de fond est constituée de membranes qui protègent et servent de soutien aux cellules. Elle évacue aussi la chaleur, ce qui pallie les surchauffes.
- L’encapsulant EVA est formé par deux couches de polymère qui enveloppent les cellules. Elles servent surtout d’isolation et retiennent l’humidité et l’air à l’extérieur, pour que ces derniers ne puissent pas pénétrer à l’intérieur et les atteindre.
- Le verre qui revêt la surface supérieure préserve les cellules des intempéries, des saletés et des chocs.
- La jointure optimise l’étanchéité des dispositifs, car la bande en caoutchouc empêche l’eau de pluie de passer à travers les interstices et de s’infiltrer à l’intérieur.
- Le cadre métallique, appelé aussi châssis, est le support qui maintient le panneau et assure sa stabilité.
- Les connecteurs MC4 sont les pièces qui permettent de brancher les panneaux aux onduleurs. Ces derniers transforment le courant continu en alternatif, utilisable par les bâtiments et les différents appareils.
- Les câbles de sortie sont les fils qui rattachent les panneaux aux onduleurs et qui transportent le courant continu. Ils sont sertis de connecteurs MC4.
- Lorsque deux ou plusieurs champs photovoltaïques doivent être reliés, la boîte de jonction est l’élément dont il faut disposer.
Les éléments recyclables et non-recyclables
Bien que le taux de recyclage des composants des panneaux solaires soit près de 95 %, certaines pièces ne sont ni récupérables, ni réutilisables. La connectique est l’élément qui ne peut plus être retraité.
Inversement, les métaux conducteurs, le cadre en aluminium, le verre, le silicium cristallin, le film plastique, l’argent et le cuivre sont recyclables.
Les techniques de recyclage actuelles
Plusieurs méthodes peuvent être exploitées pour traiter et récupérer les éléments réutilisables des panneaux. Cette diversité des processus permet d’alléger au mieux les effets néfastes des travaux de transformation et autres. Le mode utilisé dépend essentiellement de l’état des panneaux.
Le processus de démantèlement
Le démantèlement est la phase initiale qui précède les deux autres techniques au choix. Il consiste à débarrasser les panneaux du cadre en aluminium, des fils électriques, de la boîte de connexion, des joints, de la colle et du plastique. Les professionnels ont souvent recours à un traitement thermique afin de détacher les métaux, le silicium cristallin et le verre.
La méthode par broyage mécanique
Après le démantèlement, les panneaux sont morcelés avant d’être broyés à plusieurs reprises. Les trois opérations qui se succèdent sont les séparations :aéraulique ;densimétrique ;par courant de Foucault.
Ces méthodes permettent de récupérer les éléments qui suivent :
- les plastiques ;
- les connecteurs ;
- le verre trempé ;
- l’argent ;
- le silicium.
La technique de délamination thermique
Une lame brûlante, préalablement chauffée à 300 °C, est insérée entre les cellules photovoltaïques et le verre. Le but est de séparer ces deux éléments.
La valorisation des matériaux récupérés
Les éléments récupérés sont réintroduits dans l’industrie et servent de matières premières pour de nouveaux panneaux ou d’autres produits. Le recyclage leur permet de conserver leur valeur.
Comment recycle-t-on le silicium ?
Une fois le silicium cristallin isolé, il subit des traitements de purification. Le matériau obtenu sert de matière première dans la conception de panneaux solaires et d’autres produits. Le silicium peut être recyclé jusqu’à quatre fois.
La réutilisation du verre et de l’aluminium
Ces deux éléments peuvent être récupérés autant de fois et recyclés à l’infini, ce qui fait leur atout majeur. L’aluminium sert de matière première dans la fabrication de vélos, de capsules, de canettes et de boîtes de conserve. Quant au verre, il permet de produire des fibres (pour l’isolation des combles par exemple), des isolants, des bocaux et des bouteilles.
Le traitement des métaux précieux
Une petite quantité d’argent et de cuivre compose les divers types de panneau.
L’isolation de l’argent s’effectue par le système de broyage par flottaison ou par séparation densimétrique. Le fluide transporteur disperse les particules, ce qui permet de récupérer ce métal précieux.
L’extraction du cuivre se fait par séparation aéraulique. Les différents éléments se détachent et ceux ayant la même masse se mettent à part, facilitant ainsi la récupération de ce métal.
Est-ce qu’il existe des entreprises de recyclage de panneaux solaires ?
Le recyclage des panneaux photovoltaïques étant bien encadré dans l’Hexagone, il est confié à Soren (PV Cycle France). Cet organisme à but non-lucratif se charge du traitement et de la collecte. Soren ne travaille pas seul, car pour pouvoir répondre à toutes les demandes, il collabore avec Veolia qui possède une importante usine à Aix-en-Provence.
Les solutions pratiques pour les propriétaires
Pour inciter les utilisateurs des panneaux solaires à ne pas les jeter n’importe où et à devenir plus responsables, plusieurs dispositifs ont été instaurés. Le but est de faciliter leur quotidien et de les impliquer dans le processus de recyclage.
Où déposer ses panneaux usagés ?
Plus de 200 points de collecte sont installés sur le territoire national. Les utilisateurs n’ont qu’à rapporter les panneaux solaires usagés ou en fin de vie à l’adresse la plus proche de chez eux. Pour les aider, Soren a créé un système de géolocalisation permettant aux particuliers de trouver facilement les points de collecte à proximité.
Les coûts et démarches administratives
Le dépôt des panneaux à recycler dans les points de collecte est entièrement gratuit. Les particuliers ont déjà contribué au financement des traitements lors de l’achat. L’éco-participation payée au moment de l’acquisition est une redevance destinée au recyclage.
Le suivi du processus de recyclage
Les personnes, qui veulent avoir la garantie que leurs panneaux solaires usagés sont bien traités, ont la possibilité de suivre l’avancement du processus. Un système de traçabilité et un accompagnement ont été mis en place par Soren afin de rassurer les usagers.
L’avenir du recyclage photovoltaïque
Le recyclage des panneaux photovoltaïques peut être considéré comme un secteur porteur, dans la mesure où des milliers de dispositifs vont arriver à leur fin de vie d’ici à quelques années. Ces tonnes de déchets doivent être traitées et réutilisées. Cependant, le coût élevé de l’ensemble du processus reste un défi.
Les recherches et les innovations dans le but de simplifier encore plus le recyclage continuent, comme le fil inventé par le Commissariat à l’énergie atomique (CEA). Ce brin diamanté sert à couper le silicium. Le développement des solutions de ce genre met l’avenir du recyclage photovoltaïque sur la bonne voie.
