L’énergie solaire ne représente encore aujourd’hui que 1 % des capacités de production électrique mondiale mais elle semble promise à un avenir radieux. « C’est une énergie en pleine croissance autant au niveau mondial qu’en France où elle croît le plus vite », témoigne William Arkwright, Directeur général d’ENGIE Green. En France, le solaire représente aujourd’hui 15 GW installés, pour l’essentiel, sur les toits de bâtiments tertiaires, sur des ombrières de parkings et dans des friches industrielles ou ferroviaires. La récente loi d’accélération des énergies renouvelable entend bien démultiplier cette capacité de production d’énergie solaire pour dépasser les 100 gigawatts (GW) en 2050.
On l’utilise pour fabriquer de l’électricité ou de la chaleur à partir de deux grands types de technologies : le photovoltaïque et le thermique.
Les panneaux solaires photovoltaïques
Le principe de base est assez simple : les cellules photovoltaïques, pour la plupart fabriquées à partir de silicium, un élément extrait du sable ou du quartz, sont interconnectées. Elles transforment le rayonnement solaire en courant électrique continu, lui-même transformé en courant alternatif par un onduleur. Ce courant peut soit être utilisé dans le cadre d’une autoconsommation domestique ou être réinjecté dans le réseau de distribution d’électricité. « En France, l’ensoleillement est élevé et de bonne qualité, souligne William Arkwright.
Contrairement aux idées reçues, l’énergie solaire peut être produite sur l’ensemble du territoire, au Nord comme au Sud ». Le photovoltaïque a d’abord été utilisé pour des installations de petite taille. On pouvait apercevoir des panneaux sur le toit de refuges isolés de haute montagne ou en bordure d’autoroute par exemple.
Face à l’immense potentiel de ces dispositifs, de véritables centrales ont commencé à voir le jour, sur le toit de bâtiments commerciaux, dans d’anciennes décharges ou carrières, sur des friches industrielles, … Ces parcs géants réunissent des milliers de panneaux photovoltaïques et peuvent produire jusqu’à plusieurs centaines de mégawatts. Dans les Alpes-de-Haute-Provence, les 300 000 panneaux solaires de Gréoux-les-Bains produisent ainsi l’équivalent de la consommation électrique annuelle d’environ 85 000 habitants hors chauffage.
Les panneaux solaires thermiques
Le solaire thermique sert quant à lui principalement à la production d’eau chaude sanitaire, au chauffage et au rafraîchissement de bâtiments, ainsi qu’à la production de chaleur pour l’industrie et les réseaux de chaleur.
Concrètement, les panneaux miroirs captent les rayons du soleil pour chauffer un liquide ou un gaz. L’énergie reçue par ce fluide peut alors être utilisée directement en chaleur ou indirectement pour produire de l’électricité par exemple. Contrairement aux technologies photovoltaïques qui sont à même de produire par tout temps, les technologies thermiques nécessitent un ensoleillement important.
Des installations 100 % recyclables
Contrairement à certaines idées reçues, ces panneaux ne laissent pas de déchets derrière eux. Les centrales solaires ont une durée de vie de 30 à 35 ans. Au terme de celle-ci, l’exploitant est tenu de procéder à son démantèlement et à remettre en l’état le site.
« Sur le solaire, le taux de recyclage est proche de 100 % », se félicite William Arkwright. Avec sa filiale SOREN, un éco-organisme sans but lucratif financé par l’éco-participation des différents acteurs de la filière, ENGIE Green a déjà recyclé plus de 18 000 tonnes de panneaux photovoltaïques entre 2015 et 2021. Les matières premières sont réutilisées pour fabriquer de nouveaux panneaux solaires et ainsi de suite tandis que la fraction restante (environ 10 %) est brûlée et valorisée en énergie.
Une EnR ultra-compétitive
« Le solaire, c’est vraiment une énergie qui a tout pour elle, s’enthousiasme le patron d’ENGIE Green. Elle est adaptable et peut se placer partout, à la verticale comme à l’horizontale, et elle ne perturbe pas la biodiversité ». Et, à 50 euros le MW/h, le solaire est devenu ultra-compétitif.
« En 10 ans, on a réduit les prix du solaire de 90 % », déclare William Arkwright. « Le solaire a toujours battu toutes les prévisions, même les plus optimistes ! ». En 2023, le modèle économique de cette EnR est viable et il est bien rentable d’investir dans des panneaux solaires pour produire de l’électricité ! Et la demande mondiale suit, de manière exponentielle.
« Tous les segments se développent, remarque William Arkwright. L’autoconsommation se relance, et un marché de l’industrie est en train d’émerger ». Le solaire a même donné naissance à une nouvelle activité hybride, l’agrivoltaïsme, qui allie production agricole et production d’électricité, tout en apportant une protection climatique aux vignes, vergers ou élevages (haies brise-vent, ombrières, persiennes…) dans le respect de l’environnement et de la biodiversité.
Un secteur en effervescence
Les technologies et les matériaux utilisés pour le solaire font l’objet d’études et d’innovations permanentes. En Allemagne, des chercheurs viennent de mettre au point des cellules photovoltaïques à base de couches de cristaux ferroélectriques, 1000 fois plus puissantes que celles à base de silicium. En Italie, l’entreprise Dyaqua est l’une des premières à avoir lancé une tuile solaire imitant la terre cuite, le bois ou la pierre. Une alternative performante et esthétique aux traditionnels pavés bleu foncé ou noir, pouvant notamment être installée aux abords des monuments historiques.
En France aussi, les projets innovants sont légion. Pour alimenter en électricité le site de Roland Garros, ENGIE et Heliatek ont installé des films photovoltaïques de nouvelle génération sur les infrastructures en dur, non adaptées au solaire traditionnel et des tentes en textile. Et le pilotage des projets solaires, de plus en plus souvent adossé à des dispositifs d’intelligence artificielle (smarts grids), garantit la maîtrise et la stabilité de la production tout en réduisant toujours plus les risques de déperdition.
Reste la grande question du stockage des surplus générés en cas de fort ensoleillement. Un domaine pour l’heure moins avancé mais qui concentre tout autant d’efforts, et voit sans cesse émerger de nouveaux concepts techniques et économiques. Le solaire a donc encore de quoi continuer à nous électriser, et pour longtemps.
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