Beaucoup d’informations sur l’énergie photovoltaïque circulent dans la population, parfois polémiques comme dans le débat entre les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire remis à l’ordre du jour depuis le discours de 2022 à Belfort du président de la République où il confirmait le virage nucléaire de la stratégie énergétique de la France ! Nous allons vous aider à faire la part du vrai et du faux parmi ces informations en s’appuyant sur vos représentations, à vous de jouer…
»L’ensoleillement en France n’est pas assez fort pour qu’une politique nationale autour de l’énergie photovoltaïque soit intéressante, comme en Espagne par exemple ! »
Les panneaux photovoltaïques convertissent l’énergie radiative reçue du soleil en énergie électrique et plus l’énergie incidente est importante plus l’énergie électrique le sera aussi bien sûr !
L’Espagne bénéficie d’une irradiation solaire annuelle moyenne entre 1600 et 1800 kWh/m²/an, supérieure à celle de la France qui se situe plutôt entre 1200 et 1400 kWh/m²/an (voici un outil permettant une détermination très précise, localité par localité : global solar atlas). Et l’Espagne a produit, en 2023, 37 TWh d’énergie photovoltaïque contre 23 TWh en France !
Cependant, en se penchant sur le cas de l’Allemagne avec son ensoleillement moyen encore plus faible ( irradiation moyenne entre 1000 et 1200 kWh/m²/an), et ses plus de 61 TWh produit en 2023, soit presque deux fois plus que l’Espagne et presque trois fois plus que la France, on comprend bien que l’ensoleillement moyen ne peut expliquer le retard de la France dans l’énergie photovoltaïque.
L’Allemagne, en décidant d’installer une capacité de 81 GW (fin 2023) de puissance photovoltaïque contre 25 GW en Espagne et 20 GW en France, est ainsi le leader européen en production d’énergie photovoltaïque !
La France a tout de même battu son record d’installation en 2024 en augmentant de 4,6 GW sa capacité mais cela reste tout de même bien inférieur aux 16 GW d’augmentation en Allemagne, s’approchant à présent des 100 GW de capacité !
»Il ne fait pas assez chaud en France pour développer les panneaux solaires ! »
Attention aux confusions ! Les termes »panneaux solaires » peuvent parfois être utilisés pour désigner les panneaux photovoltaïques mais aussi les panneaux solaires thermiques à fluide caloporteur !
Ces derniers transforment l’énergie solaire en chaleur transférée en partie à un fluide caloporteur qui à son tour pourra chauffer un ballon d’eau chaude sanitaire dans une maison par exemple. Il n’y a pas de production d’électricité comme avec les cellules photovoltaïques.
Et justement, ces cellules, elles, ont besoin d’ensoleillement, oui, mais pas de fortes températures car elles abaissent de manière assez significative leur rendement ! Étant bien sûr exposées au soleil, leur température peuvent augmenter fortement jusqu’à diminuer leur rendement de 10 %.
Les panneaux photovoltaïques ont donc besoin de soleil mais pas de chaleur pour bien fonctionner ! Pour y remédier, il existe des innovations permettant une bonne ventilation ou encore des panneaux hybrides où sont couplés photovoltaïque et thermique pour lesquels la température des cellules photovoltaïques est abaissée par l’absorption de la chaleur par le fluide caloporteur.
»Le photovoltaïque est une fausse bonne idée car on ne sait pas quoi faire des panneaux en fin d’utilisation, ça utilise des terres rares et ce sera une pollution de plus ! »
La grande majorité des panneaux photovoltaïques sont constitués de semi-conducteurs en silicium qui captent les photons pour libérer des électrons (70 à 80 % du panneau), de verre trempé pour protéger les cellules tout en laissant passer le rayonnement solaire et d’un cadre en aluminium. Des films plastiques sont aussi utilisés pour par exemple protéger de l’humidité et des métaux conducteurs pour le circuit électrique. Ainsi ce sont près de 95 % de l’ensemble qui peut être valorisé par recyclage !
Ainsi la France a mis en place une filière de recyclage qui permet de traiter plus des trois-quarts des panneaux en fin de vie. Elle est assurée par l’éco-organisme Soren qui coordonne la collecte gratuite des panneaux usagés sur l’ensemble du territoire via un réseau de points d’apport volontaires et des enlèvements sur site pour les volumes importants .
Il n’y a pas de terres rares dans les panneaux photovoltaïques, cependant on peut trouver des éléments stratégiques dans certains panneaux dit à couches minces mais qui sont très peu courants au contraire des panneaux au silicium dont les cellules sont fabriquées à partir de la silice du sable ou du quartz et qui constituent plus de 95 % des panneaux utilisés !
»Les panneaux sont fabriqués en Chine, il faut des années ne serait-ce que pour compenser leur empreinte carbone ! »
La plupart des panneaux utilisés en France est importée, notamment de Chine où la source d’énergie utilisée pour leur fabrication est principalement du charbon, responsable d’une empreinte carbone plus de 3 fois supérieure que pour une fabrication locale, moins carbonée en France et à cause du transport aussi bien sûr. Cependant au bout d’environ 1 an pour les panneaux français et un peu plus de deux ans pour les panneaux chinois, l’empreinte carbone est compensée, ce qui reste bien plus faible que les 25-30 ans ou plus d’utilisation (voir le dernier paragraphe sur les origines des fausses informations!)
Dans le cadre du « Pacte Solaire » lancé en avril 2024, qui vise à doubler le rythme de déploiement des capacités d’énergie solaire d’ici 2030, un certains nombre de gigafactories sont en projets en France pour 2026.
»Il faudrait recouvrir une énorme partie de la France pour répondre à la consommation d’électricité française et consommer beaucoup trop de terres agricoles ! »
Si les rendements des cellules photovoltaïques étaient aux alentours des 15 % dans les années 2000, ils se rapprochent à présent des 25 %. Ainsi, sachant que l’irradiation moyenne en France est de 1 200 kWh/m²/an, un panneau de 1 m² doit pouvoir produire environ 0,20 x 1200 kWh = 240 kWh en une année en France.
Or en 2023, selon RTE, la consommation brute d’électricité en France est d’environ 445 TWh/an, ce qui correspondrait à une surface moyenne telle que 445 TWh/240 kWh = 1,854 Gm² = 1854 km², soit presque 20 fois la surface de Paris ou un peu moins que la moitié du département des Hautes Pyrénées pour assurer 100 % d’énergie photovoltaïque.
Des choix ont été faits comme la loi de 2023 qui impose l’installation de panneaux solaires sur les parkings extérieurs de plus de 1 500 m², qui, avec des hypothèses optimistes, pourrait couvrir environ 5 % des 1854 km² nécessaires.
Environ 3% des maisons individuelles sont munies de panneaux photovoltaïques, or une estimation laisse à penser un pourcentage envisageable de 30 % des maisons en France, ce qui pourrait produire environ 64 TWh/an, soit environ 14,5 % de la consommation électrique totale de la France.
Même sans toucher aux terres agricoles sensibles, la France a de quoi couvrir bien plus que 60 % de sa consommation électrique avec le solaire comme on peut le voir dans le document suivant.
L’agrivoltaïsme peut concilier la production électrique et une activité agricole en dessous comme dans des serres par exemples pour la production de légumes ou de fruits. Une surface d’un hectare par commune serait susceptible de produire la nourriture pour 120 habitants soient 4,2 millions d’habitants.
Plusieurs pays comme l’Espagne et l’Allemagne ont réussi en 2024 a passé au dessus des 60 % d’énergie électrique produite par des sources renouvelables, sur la voie des 80 % visée pour 2030. Leur part d’énergie photovoltaïque était entre 15 et 20 % dans leur mix énergétique mais en forte croissance sans chercher une part de 100 % !
»Le photovoltaïque, comme la plupart des énergies renouvelables, ne peut pas être une solution puisque c’est une source d’énergie bien trop intermittente ! Pas d’énergie photovoltaïque la nuit par exemple ! »
Plusieurs pays ont monté leur part d’énergies renouvelables dans des proportions très majoritaires dans leur mix énergétique en combinant plusieurs techniques afin de pallier au problème d’intermittence des ses sources d’énergies souvent dépendantes du soleil ou du vent.
Le stockage de l’énergie est possible dans :
- des STEP où l’eau des barrages est turbinée lors des moments de demande d’énergie électrique puis pomper pour remplir à nouveau le barrage lors des moments d’excédents énergétiques (plus de production que de demande).
- dans des batteries qui se comportent comme des piles lors de la demande et en accumulateur lors de la recharge ou des super condensateurs.
- dans un système de stockage Power to gaz comme avec la production de dihydrogène dans les moments d’excédent énergétique puis son utilisation dans une pile à combustible lors de la demande.
L’interconnexion européenne est aussi une solution en permettant des transferts entre les régions en fonction de leur situation excédentaire ou de besoin (pour en savoir plus : https://www.rte-france.com/acteur-majeur-europe-electricite/les-interconnexions-service-europe-electricite-solidaire )
La flexibilité de la demande (https://www.rte-france.com/wiki-energie/flexibilite-electrique-cle-voute-transition-energetique) peut-être aussi pilotée par exemple en encourageant les industriels, entreprises et particuliers à décaler leur consommation (chauffage, véhicules électriques, froid industriel…)(pour en savoir plus :
Production décentralisée et autoconsommation (https://www.connaissancedesenergies.org/questions-et-reponses-energies/que-designe-lautoconsommation-energetique )permettent de favoriser une résilience locale avec une gestion plus locale de l’offre et de la demande tout en évitant en plus des pertes en ligne et des besoins de transport et de stockage à grande échelle ! (Pour en savoir plus sur le transport de l’électricité et ses pertes : https://www.youtube.com/watch?v=Vp_XUi22fTI).
»Le photovoltaïque ça coûte trop cher ! »
Le prix des panneaux solaires photovoltaïques a connu une baisse significative depuis 2010. Selon un rapport de l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), les prix des modules ont diminué de 90 % entre 2010 et 2019, contribuant à une réduction de 82 % du coût total de l’énergie photovoltaïque sur la même période.
Ces réductions de coûts sont attribuées à plusieurs facteurs, notamment l’augmentation de la production à grande échelle, les avancées technologiques, la concurrence accrue sur le marché et la baisse des coûts des matières premières.
En conséquence, le photovoltaïque est devenu l’une des sources d’énergie les plus compétitives, tant pour les installations à grande échelle que pour les particuliers. Cependant cette baisse est à nuancer selon le pays de fabrication et l’empreinte carbone associée aussi !
»Les prix des panneaux ont chuté ces dernières années et on peut même se les placer nous-mêmes ! »
Les prix ont baissé et certains peuvent être installés facilement comme les petites installations appelées »plug and play ».
Cependant il est souvent conseillé de faire intervenir un professionnel agréé pour une sécurité électrique optimale et des installations plus importantes avec revente sur le réseau.
Il est aussi à savoir qu’un panneau photovoltaïque présente un rendement maximal pour un domaine de valeurs de résistance du circuit de charge bien précis comme on peut le constater sur le document suivant :
On est souvent surpris sur le nombre de fausses informations qui peuvent circuler et dont on est même parfois persuadé de leur véracité ! Comment l’expliquer ?
Plusieurs explications bien sûr, des intérêts différents, des erreurs d’interprétation, des erreurs de calculs …
Nous vous en présentons ici une très médiatique ! Cela dure moins de 2 minutes mais c’est très intense, alors nous allons vous aider à décrypter en espérant que les sénateurs de la commission d’enquête, eux aussi, aient été aidé avant de prendre des décisions stratégiques !
Commission d’enquête sénatoriale sur le coût réel de l’électricité : https://www.youtube.com/watch?v=UVLZVAMsur0
L’empreinte carbone du kWh en Chine serait aux alentours de 500 g/kWh de CO2 pour 50 g/kWh en France mais nous prendrons les valeurs données à la commission de 800 g/kWh en Chine et 130 g/kWh en France.
La production d’un panneau photovoltaïque d’un m² demande environ 300 kWh/m² d’énergie, ce qui engendre un rejet de CO2 de :
- 800 g/kWh x 300 kWh/m² =240000 g/m² = 240 kg/m² en Chine, plus un peu moins de 5 kg pour le transport jusqu’en France.
- 130 g/kWh x 300 kWh/m² =39000 g/m² = 39 kg/m² en France
Sachant qu’en moyenne en France, un m² de panneau photovoltaïque produit par an 150 kWh/an/m² alors en deux ans d’utilisation le panneau aura compensé l’énergie qui avait été nécessaire à sa fabrication. Mais faut-il vraiment attendre trente ans pour compenser les rejets de CO2 comme dit à la commission ?
Sachant qu’un kWh d’origine fossile a une empreinte carbone d’environ 750 g/kWh, comprise entre 500 g/kWh (gaz naturel) et 1000 g/kWh (charbon), alors en deux ans d’utilisation, les 300 kWh produit de manière photovoltaïque en France permettront d’économiser 300 kWh qui aurait été produit à partir d’origine fossile, soit : 300 kWh x 750 g/kWh = 225000 g de CO2 évités, soit environ ce qui avait été nécessaire en Chine pour produire le panneau ! En deux ans tout est compensé et le panneau peut produire ensuite sur plus de vingt ans de l’énergie renouvelable sans empreinte carbone !
Alors pourquoi deux ans au lieu de trente ans comme calculé dans la commission ? Au lieu des 750 g/kWh liés aux sources d’origines fossiles évités, ce sont les 130 g/kWh du mix énergétique moyen français qui ont été pris, qui, accompagnés d’une série d’arrondis, augmentent bien sûr énormément »la durée de retour sur carbone »! De plus, depuis 2012 l’évolution a été remarquable, puisque ce ne sont plus trois ans mais deux ans nécessaires pour compenser l’énergie nécessaire à sa fabrication. Cette vidéo est obsolète mais continu à être très visionnée (22000 vues ces quatre dernières années sur uniquement cette chaine youtube !).
Attention, le fait qu’une production française est écologiquement bien plus intéressante est évident (empreinte carbone, transport), socialement aussi par ailleurs (emplois), malheureusement le coût de production est encore trop peu concurrentiel, et les gigafactories annoncées pas encore mises en service !
A suivre …