Photovoltaïque : définition, enjeux et impacts – France Nature Environnement

Sortir des énergies fossiles et fissiles : oui, mais comment ? Construire une société plus sobre en énergie est possible, à condition de réduire nos consommations, de renforcer l’efficacité énergétique des procédés technologiques et de privilégier le recours aux énergies renouvelables, dont l’énergie solaire. En tant qu’énergie de flux, elle constitue en effet un gisement immense et illimité dans le temps (par opposition aux énergies de stock que sont les fossiles et les fissiles), disponible partout, permettant une plus grande autonomie énergétique, la réduction des émissions de GES, la relocalisation de l’économie et des créations d’emplois.
France Nature Environnement décrypte les enjeux et les impacts du développement de cette énergie sur la nature, l’environnement et la transition énergétique des territoires.schéma de fonctionnement d'un panneau photovoltaïque 
L’énergie solaire est l’énergie la plus répandue et la mieux répartie dans le monde. Son gisement est considérable : le rayonnement solaire qui parvient sur la Terre en un an représente plus de 10 000 fois la consommation mondiale d’énergie, toutes formes et usages confondus. Et la France est bien pourvue, elle dispose du 5e gisement européen. Cette énergie est utilisée à la fois pour produire de l’électricité (solaire photovoltaïque) et de la chaleur (solaire thermique).
La filière solaire photovoltaïque s’est fortement développée en France depuis 2009. Bien que la part de l’électricité photovoltaïque dans la consommation brute d’électricité soit encore faible, 3.1 % en 2021 (14 GW installés, 14.8 TWh produits) en France, cette part progresse très vite et le gisement solaire potentiel mobilisable français est très important. L’ADEME a ainsi identifié un gisement potentiel sur friches et parkings conséquent (entre 10 et 50 GW), à mettre en regard avec les objectifs de la Programmation Pluriannuelle de l’Energie : 20,1 GW en 2023, entre 35-44 GW en 2028, dont 25 GW au sol, ce qui implique un rythme d’installation de 2-3 GW par an (vs 1 GW ces dernières années). Le gisement en toiture est également important.
 
La production d’énergie photovoltaïque repose sur une technologie robuste et modulable qui s’adapte à de nombreuses situations, en plus d’être une énergie fiable, mature technologiquement, prévisible et compétitive, dont les coûts ne font que baisser contrairement à ceux du nucléaire. Elle tient avec l’éolien une place prépondérante dans tous les travaux de prospectives énergétiques de référence pour la production d’électricité d’origine renouvelable. Elle participe pleinement à notre indépendance énergétique en se substituant à des énergies importées (énergies fossiles, uranium). La filière relocalisant de plus en plus ses usines de fabrication en France ou en Europe, ceci participe à notre  souveraineté énergétique.
L’énergie solaire photovoltaïque n’émet pas directement de polluants ni de GES lors de la transformation de l’énergie solaire en électricité. Ses émissions indirectes sont relativement faibles, en fonction de la technologie, du pays de fabrication des panneaux, du taux d’ensoleillement, et se situent entre 20 et 80 gCO2eq/kWh, en comparaison avec les énergies fossiles (entre 350 et 1000 gCO2eq/kWh). La majorité des panneaux installés en France proviennent d’usines de fabrication en Chine. La valeur par défaut est de 43,9 gCO2eq/kWh, en attendant qu’une filière de production se mette en place en France et en Europe.
Les panneaux solaires ont un temps de retour énergétique (Energy Payback Time, ou EPBT) très court : il faut moins de 18 mois dans le Nord de l’Europe et moins de 12 mois dans le Sud pour qu’un système photovoltaïque (comprenant les panneaux, le ou les onduleurs, la structure support, les liaisons et protections électriques…) produise autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer, le transporter, l’installer et le recycler. Tout au long de sa vie (au moins 25-30 ans), il aura donc produit plus de 15 à 20 fois la quantité d’énergie nécessaire à sa production.
En France, les premiers systèmes photovoltaïques ont été installés dans les années 1990 et le recyclage de modules en fin de vie interviendra donc à grande échelle à partir de la décennie 2020. Les fabricants de panneaux photovoltaïques et d’onduleurs ont l’obligation règlementaire d’assurer la collecte et le recyclage de leurs équipements (directive DEEE). C’est l’éco-organisme Soren qui est charge de cette filière. La majorité des matériaux qui composent les panneaux sont courants (verre, aluminium, cuivre) et les filières de recyclage sont déjà en place. Les modules à base de silicium cristallin qui représentent plus de 95 % des panneaux installés sont presque entièrement recyclables.
Contrairement à certaines idées reçues, les technologies solaires photovoltaïques actuellement commercialisées (technologies « monocristalline » et « polycristalline ») n’utilisent pas de terres rares. Certaines technologies en couches minces, minoritaires sur le marché, utilisent en revanche des métaux qui peuvent être « critiques », comme le tellure, le cadmium, l’indium ou encore l’argent.
La production d’électricité à partir de panneaux photovoltaïques est par nature variable, uniquement le jour et davantage lorsque la météo est ensoleillée. Cependant, la ressource solaire est répartie sur tout le territoire français, ce qui joue positivement en faveur d’un foisonnement à l’échelle nationale, d’autant plus si le réseau est bien maillé, permettant ainsi la mutualisation des productions régionales pour une production nationale « lissée ».
La production photovoltaïque est aussi saisonnière, avec une production 3 fois plus élevée en été qu’en hiver, et ainsi complémentaire de la production éolienne, plus importante en hiver qu’en été. Foisonnement et complémentarité des productions éoliennes et solaires permettent d’avoir au niveau national une production d’électricité continue et pas du tout « intermittente » comme certains l’affirment pour décrédibiliser les EnR. De plus, les technologies de stockage de l’électricité qui se développent permettront dans les années à venir de fournir l’électricité au moment où l’on en a besoin.
Par le biais des concertations autour des plans ou des projets, la mise en place de gouvernance partagée ou d’outils financiers, le photovoltaïque permet aussi aux acteurs locaux de se réapproprier les questions énergétiques et de s’impliquer dans la mise en œuvre concrète de la transition énergétique sur leur territoire. Par ailleurs, elle contribue au développement territorial, par exemple à travers les retombées fiscales, la création d’emplois et les possibilités d’investissement participatif (plus d’informations à ce sujet sur le site Énergie Partagée).
Locale, disponible partout, elle participe à la sécurité des approvisionnements en énergie. Selon une étude de l’ADEME, le coût de production pour les centrales solaires au sol issues des appels d’offres CRE (Commission de régulation de l’énergie) est compris entre 45 €/MWh (pour les sites de plus de 10 MW) et 81 €/MWh (pour les centrales de moins de 2,5 MW), ce qui rend cette énergie très compétitive par rapport aux énergies fossiles et au nouveau nucléaire (dont le dernier prix connu est aux environs de 110 €/MWh pour la centrale de Hinkley Point au Royaume-Uni). Le coût total de production de l’électricité par les systèmes en toitures est plus élevé et dépend fortement de la région, de la puissance et du type d’installation, mais il continue de baisser.
 
Améliorer l’acquisition des données pour renforcer les connaissances. À ce jour, peu d’études sont disponibles en France pour éclairer les impacts des parcs solaires au sol sur la biodiversité. Pour une meilleure prise en compte des enjeux, France Nature Environnement demande la mise en place par les services de l’État d’un suivi solide, qui permette d’objectiver le niveau d’impact des parcs solaires au sol sur la biodiversité et d’organiser le recensement des bonnes pratiques. 
Engager une démarche d’information et de concertation le plus tôt possible. La concertation avec les populations doit avoir lieu très en amont des projets, idéalement au moment où le territoire se saisit de l’ensemble des enjeux pour planifier le déploiement du solaire. Cette concertation nécessite d’avoir mené au préalable des actions d’information technique et de sensibilisation, voire de formation, pour que les acteurs impliqués dans les démarches de concertation comprennent l’ensemble des enjeux du projet et partagent une même culture.
Favoriser l’implication des collectivités et de la population. Les projets « à gouvernance locale » sont à promouvoir. Les revenus générés par le parc solaire doivent servir la collectivité dans l’accomplissement de sa transition énergétique et écologique (faciliter la mise en œuvre d’autres projets de production renouvelable, de sobriété, d’efficacité énergétique par exemple). Un projet de parc solaire au sol doit s’inscrire dans un projet de transition énergétique au niveau d’une intercommunalité, tout en tenant compte des enjeux de solidarité énergétique entre territoires.
 
France Nature Environnement participe aux groupes de travail du ministère de la Transition écologique sur les enjeux de développement du photovoltaïque, participe à des travaux de recherche avec l’Office français de la biodiversité et échange avec les acteurs de la filière pour favoriser un développement exemplaire des parcs, intégrant rigoureusement les enjeux environnementaux. 
En 2022, France Nature Environnement a publié le Photoscope, outil de dialogue environnemental et d’analyse des projets de parcs.
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