Force est de constater à quel point l’ignorance sur le sujet est importante. Pire, la quantité d’idées fausses est sidérante. Le but du présent article est d’essayer de rectifier un maximum de choses. Je vais essayer de faire court (ce qui peut entraîner des imprécisions) et de donner un maximum de liens vers des sites plus complets.  

 

1-Définitions, physique et fonctionnement

 

Commençons par le commencement. Il existe deux types de panneaux solaires : l’un thermique pour produire de la chaleur, l’autre photovoltaïque pour produire de l’électricité (il existe également des systèmes thermodynamiques). Le présent exposé ne s’occupe que du second cas et pour le distinguer du premier, son appellation officielle est « module ».

 

Une installation photovoltaïque est donc constituée de modules (posés au sol pour les grandes centrales ou fixés en toiture), d’un onduleur (ou plusieurs) qui transforme le courant continu des modules en courant alternatif compatible avec le réseau électrique public et d’un ensemble d’organes de protection et de coupure. Notez que le compteur permettant de calculer la production n’est pas nécessaire au fonctionnement de l’ensemble.

 

Un module est constitué d’un ensemble de cellules photovoltaïques mises en série. La cellule est l’élément unitaire de production, elle fonctionne grâce à l’action de la lumière (les photons) qui met en mouvement les électrons : c’est l’effet photovoltaïque mis en évidence par Becquerel (1839, ça ne date pas d’hier !). Voir Wiki pour une description complète : http://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_photovolta%C3%AFque

 

Chaque module a des caractéristiques qui lui sont propres (tension, courant, coefficients de température, …) et en particulier sa puissance. La puissance se mesure en Wc (Watt crête) qui correspond à la puissance que l’on obtient dans des conditions normalisées (STC Standard Test Conditions), à savoir : une irradiance de 1000 W/m², une température de la cellule de 25°C et un coefficient d’atmosphère de 1,5. Chaque module est donc soumis à un « flash test » en sortie de la chaîne de production pour déterminer sa puissance. Les conditions de test sont rarement atteintes dans la vie de tous les jours ce qui fait dire à certains que cette puissance est fausse. Pourtant, c’est exactement comme pour la plupart des produits dont les caractéristiques sont données par rapport à un référentiel fixe et connu de tous.

 

L’onduleur est chargé de transformer le courant continu qui vient des modules en courant alternatif pour le réseau électrique public. Son rôle est multiple et complexe : il doit surveiller en permanence le réseau, faire en sorte que le courant injecté ne pollue pas le réseau (fréquence, harmoniques, courant résiduel, tension, …). En particulier, l’onduleur doit s’arrêter si on a une coupure du réseau pour des raisons évidentes de sécurité. Donc, même s’il y a du Soleil, si le réseau est absent, il n’y aura aucune production électrique photovoltaïque !

 

Les organes de sécurité et de coupure : l’installation doit disposer de sectionneurs permettant d’isoler l’installation en amont et en aval de l’onduleur. On peut également avoir des parafoudres ainsi que des protections différentielles côté réseau.

 

Le courant produit doit être utilisé sinon il est perdu. Il est consommé par le premier consommateur qu’il trouve. Un producteur de courant est par conséquent le premier consommateur de son propre courant puis viennent les voisins immédiats. Ne croyez pas que le courant va aller bien loin ! C’est cette propriété qui rend la production décentralisée intéressante : fini les pertes sur les réseaux. En outre, ce genre d’installation ne requiert aucun système de stockage : il n’y a donc pas de batteries !

 

Lorsque vous êtes producteur de courant sur le réseau, vous avez trois possibilités de monnayer votre production : soit vous la vendez en totalité, soit vous la consommez et ne vendez que le surplus, soit enfin vous la consommez en totalité (c’est ce qu’on appelle abusivement « auto-consommation », s’il y a un peu de surplus, il va gratuitement sur le réseau). Il faut bien comprendre que physiquement, les trois cas sont identiques : le courant est toujours consommé par le consommateur le plus proche. Ce n’est donc qu’une affaire de contrat de vente et d’argent. Le tarif du kWh produit étant très largement supérieur à celui consommé, la plupart des personnes ont fait des installations avec des contrats de vente en totalité. Je rappelle qu’il n’y a pas de revente ou de tarif de rachat (cette erreur classique est savamment entretenue par les détracteurs dans le but de faire croire à des coûts cachés intermédiaires)  : on est producteur, on VEND son courant à un certain tarif d’ACHAT.

 

La production s’exprime en kWh par an (ne pas confondre avec la puissance instantanée en W qu’affiche généralement l’onduleur). Moyennant une étude du site (en particulier les masques et les ombres portées), on est capable d’avoir une estimation assez précise du productible annuel. L’union Européenne fournie un service gratuit très efficace basé sur des dizaines d’années de relevés météo et satellite : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=fr&map=europe . Le productible est d’environ 1300 kWh/kWc par an dans le sud à 900 kWh/kWc par an dans le nord de la France. Une carte du productible mensuel est donné sur ce site : http://www.photovoltaique.info/Carte-interactive-de-productible.html. On peut observer les productions de milliers de producteurs sur ce site : http://www.bdpv.fr/index.php

Un petit mot sur les différents systèmes de pose des installations : les modules peuvent se poser de bien des façons : au sol, en façade, en toiture, en brise-soleil, en garde-corps, … De même qu’un kWh se moque du prix auquel il est vendu, il se moque également de la pose du module qui l’a produit. On conçoit qu’une pose au sol est plus facile qu’une pose en toiture, par conséquent il est normal que le prix du kWh soit plus faible dans le premier cas que dans le second (le coût du kWh peut se calculer en estimant la production d’énergie sur la durée de vie de l’installation en divisant par le coût initial plus la maintenance). Là où il y a un problème, c’est quand on crée artificiellement une différence de prix pour favoriser une technique par rapport à une autre. C’est ce qui c’est passé en France où on a créé un système de pose dit « intégré à la toiture ». C’est le seul pays au monde à avoir doté ce type d’installation d’un tarif d’achat surdimensionné dont le résultat fut de confiner le marché sur une niche. Le pire dans l’histoire, c’est qu’il n’y a eu aucune étude préalable, aucun produit disponible pour répondre à ce type d’installation. Le résultat de cette improvisation est désastreux : surcoût, malfaçons (étanchéité dégradée, poses aléatoires, risque accru d’incendie), pertes de production (surchauffe des modules), maintenance difficile, … Cela a largement contribué à la mauvaise réputation du photovoltaïque en France.

 

Enfin juste quelques chiffres : fin 2012, en France, on est autour des 3,2 GWc de puissance installée. L’Allemagne a installé 32 GWc, l’Italie était à 12,7 GWc fin 2011 (http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_energy_in_the_European_Union). Je rappelle que l’ambitieux objectif de la France est d’atteindre la fantastique puissance de 5,4 GWc en 2020 ! L’Allemagne installe quasiment en un mois notre quota annuel ! Un rapport de l’EPIA : http://files.epia.org/files/Global-Market-Outlook-2016.pdf

 

 

2 - Questions – Réponses

 

On peut classer les questions et les idées reçues en trois catégories : la méconnaissance, le principe du « deux poids-deux mesures » et celui de l’exagération. En voici un florilège :

- Ça ne marche pas !
Il n’y a rien à répondre à cet argument !!
 

 

- Le PV (photovoltaïque) ne restitue même pas l’énergie qu’il a fallu pour le construire.
De nombreuses études montrent pourtant que le temps nécessaire se situe entre 3 et 5 ans. C’est ce qu’on appelle l'énergie grise, c'est un débat classique. Un des critères qui fait polémique est l’irradiance du lieu ou va se trouver le module. Il est clair que le retour ne sera pas le même pour un module installé au pôle Nord et un autre à l’équateur. J'ai donné une fourchette élevée pour faire plaisir à tout le monde, en fait le temps peut même être plus court. On peut trouver quantité d'articles scientifiques sur le sujet. Quelques liens :
http://energybulletin.net/node/17219
http://www.recgroup.com/en/media/newsroom/rec-produces-first-pv-modules-with-one-year-energy-payback-time-and-leading-low-carbon-footprint/
http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35489.pdf

Une recherche avec les mots « Energy Pay-Back Time » fournit quantités d’articles. 

 

- La durée de vie d’un module est d’une dizaine d’années et il perd 1% tous les ans. Techniquement, une cellule photovoltaïque est quasi-inusable. Mais avec le temps, tout ce qui entoure la cellule va un peu se dégrader, ce qui va petit à petit diminuer le rendement du module. Généralement, on donne 80% de la puissance nominale à 25 ans. Sa durée de vie est supérieure à 30 ans. Voir par exemple un cas réel : http://www.enerzine.com/1/14068+quc-%C2%A5rendement-des-modules-photovoltaiques-apres-20-ans+.html. Ceci étant, tout produit se dégrade, pourquoi voudrait-on que le photovoltaïque échappe à cette règle ? 

 

- Le rendement est mauvais.
Les cellules ont actuellement un rendement de 22%, soit un module autour de 19% (soit pour le système complet environ 14%). Ce n’est certes pas beaucoup par rapport à 100% (pour info, le rendement du futur EPR est de 36%, celui des centrales à fioul/charbon de 40% et presque 60% pour les centrales à gaz à cycle combiné). Mais est-ce vraiment un problème ? On semble oublier un peu vite que la source primaire (le Soleil pour ceux qui ne suivent pas !) ne nécessite aucun transport, aucun raffinage, est inépuisable, sans danger, sans pollution, sans déchet, sans bruit, disponible partout sans guerre, équitable. La question du rendement est donc à mettre en perspective avec tous les avantages que l’on vient de citer. Par ailleurs vu les propriétés de la source primaire, il est plus intéressant d’avoir un moyen de conversion de l’énergie pas chère même de faible rendement plutôt que l’inverse. Le gouvernement souhaite a tout prix développer des technologies « innovantes », des modules de deuxième, troisième, … génération (ça rappelle le discours sur le nucléaire) soi-disant pour développer une industrie « Française ». Ces « produits innovants » coûtent cher et ne sont, par conséquent, pas compétitif avec les produits Chinois standard (et d’excellente qualité) car quel est l’intérêt de payer 10% plus cher un produit qui n’a que 1% de rendement en plus ?
 

 

- Le module se salit vite et rapidement ne fonctionne plus ?
La saleté sur les modules, c’est également une idée reçue. En fait, on donne toujours comme inclinaison minimale au moins 10° de pente pour un nettoyage « naturel ». Dans la pratique, tous les toits en France ont généralement au moins 15° de pente. Sauf bien sur les toitures plates sur lesquelles, grâce à notre stupidité française, on met les modules à plat au lien de les incliner. Sinon, faire un nettoyage annuel n’est franchement pas la mer à boire. On confond aussi avec le solaire thermodynamique dont la propreté des miroirs est essentiel. A noter qu’il existe des produits permettant un meilleur auto-nettoyage mais je ne sais pas ce qu’ils valent (a priori, ils sont utilisés sur les grands immeubles qui ont d’importantes surfaces vitrées). 
 

 

- Les modules ne résistent pas à la grêle ou au vent.
En fait, il résiste particulièrement bien à ce genre d’agression. Le recul sur les différents incidents climatiques que l’on a eu le prouve bien. Bien sûr avec des grêlons de la taille d’une balle de tennis, on aura des dégâts, de même que votre voiture sera toute cabossée.
 

 

- Le photovoltaïque augmente le déficit de notre balance commerciale, tous les modules sont fabriqués à l’étranger (pour ne pas dire la Chine).
C’est vrai en grande partie ! Tout comme l’achat des ordinateurs, des iPhone, … Mais petite différence avec les autres produits, l’énergie produite est bien utilisée en France et évite donc l’achat de matières premières à l’étranger ! En France, on a juste quelques assembleurs de modules. Par ailleurs, pourquoi n’en fabriquerions-nous pas ? Comment se fait-il que notre seul fabricant (Photowatt) ait été poussé à la faillite ?
 

 

- Le bilan carbone est mauvais.
On obtient cette affirmation en partant du principe que le module est fabriqué en Chine qui produit son électricité à partir du charbon et en rajoutant le transport. Pourquoi pas. Mais n’en est-il pas de même pour tous les autres produits qu’on importe ? Par ailleurs, on oublie de dire que beaucoup d’usines Chinoises ont installé sur leurs toits des MWc de modules. Il serait bon également de ne pas oublier nos déchets nucléaires dont on ne sait que faire. Voir également la précédente remarque.
 

 

- Les modules ne sont pas recyclables.
Pourquoi diable ne le seraient-ils pas ? C’est du verre et de l’aluminium à plus de 95%. La filière de recyclage existe déjà, par exemple
http://www.pvcycle.org/
 

 

- La fabrication des modules est polluante.
On utilise le même silicium que celui qui équipe tous les ordinateurs, pourquoi jeter l’anathème sur le PV ? Par ailleurs, le recyclage du PV est beaucoup plus simple que celui d’un ordinateur. En plus, il serait également intéressant de voir la pollution engendrée par la construction d’une centrale électrique quel que soit son combustible.
 

 

- La matière première pour les modules va manquer.
Le Silicium fait partie des éléments les plus abondants sur Terre. Concernant les ressources en Silicium, voir cet article
http://fr.wikipedia.org/wiki/Silicium. Donc même si on peut le trouver de façon plus ou moins pur, on n’est pas près d’en manquer. A noter également que le niveau de pureté à atteindre pour faire des cellules photovoltaïques est beaucoup moins important que pour les processeurs. Là encore, de nombreux progrès sont possibles, par exemple pourquoi ne pas utiliser le principe du four solaire (je dis bien le principe) comme Odeillo : http://fr.wikipedia.org/wiki/Four_solaire_d%27Odeillo
.
Concernant l’Aluminium. C’est un faux problème. Actuellement, on l’utilise pour les cadres des modules car c’est léger et qu’il est facile de faire des profilés en alu. Mais faut savoir qu’on peut faire des installations « frameless » (sans cadre). De plus, rien n’interdit d’utiliser d’autres matériaux. Concernant les « Terres Rares », il y a confusion, elles sont utilisées dans la construction des éoliennes (pour les aimants permanents), pas pour les modules.
 

 

- Il faudrait recouvrir toute la France pour produire assez d’énergie pour sa consommation.
C’est l’argument typique pour éviter de réfléchir à la question de manière sérieuse. Car il est bien évident que présenter les choses sous cet angle n’a pas plus de sens que de poser la question : combien faudrait-il de centrales nucléaires pour couvrir la totalité des besoins mondiaux. Le photovoltaïque comme n’importe quelle autre énergie ne couvrira jamais tous nos besoins.
 

 

- Ça ne marche pas la nuit !
C’est vrai !
 

 

- La production d’énergie est intermittente, c’est une énergie « fatale » (ce terme est employé par les anti-énergies renouvelables pour bien faire peur).
C’est vrai ! Mais intermittent ne veut pas dire imprévisible. En effet, on est en mesure de prévoir exactement les conditions météos des quelques jours qui vont suivre, et par la même, de déterminer la production que l’on va avoir. Cela permet ainsi de parfaitement rationaliser et coordonner tous les moyens de production. Dans un futur proche, on pourra également contrôler le démarrage d’un certain nombre d’appareils ainsi que d’utiliser des stockages tampons. Le développement du SmartGrid améliorera également grandement les choses :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Smart_grid. Voir aussi par exemple le projet NiceGrid : http://www.nicegrid.fr/
 

 

- C’est une énergie qui coûte cher.
C’est vrai actuellement mais contrairement à toutes les autres formes d’énergie fossile, son coût ne fait que baisser dans le temps. Pourquoi ne s’indigne-t-on pas du coût du nouvel EPR qui dépasse maintenant les 8 milliards d’Euro (en faisant abstraction des futurs coûts de maintenance, de démantèlement, de traitement et de stockage des déchets sans parler des risques) ? Pourquoi ne jouons-nous jamais cartes sur table en mettant bien en évidence tous les points positifs et négatifs ? 
 

 

- C’est une énergie subventionnée.
C’est vrai mais il en est toujours de même pour toute nouvelle énergie. On semble oublier un peu vite qu’actuellement encore plus de la moitié des subventions vont au nucléaire. 
 

 

- Cela coûte très cher à EDF qui est obligé d’acheter le courant.
C’est faux, cela ne coûte rien à EDF. C’est l’ensemble des consommateurs qui paie le surcoût pour aider la filière via la CSPE (et cela ne représente même pas 1% de son assiette). En fait, c’est EDF qui est le premier bénéficiaire de la CSPE car c’est lui qui a la plus grosse puissance installée ! 
 

 

- Ce n’est pas rentable financièrement.
A court terme, c’est certainement vrai. Mais à long terme, sachant que le coût d’une installation photovoltaïque ne fait que baisser d’années en années, que la parité réseau est déjà pratiquement atteinte dans certains pays, que par ailleurs les coûts des autres énergies fossiles ne peuvent qu’augmenter (raréfaction des matières premières, entretien du matériel de plus en plus coûteux, règles de sécurité de plus en plus strictes, …), il ne fait aucun doute que l’énergie photovoltaïque deviendra une énergie bon marché dans très peu de temps. Lisez par exemple :
http://www.photovoltaique.info/Parite-avec-le-reseau,203.html
 

 

- On ne peut pas installer une puissance supérieure à 3 kWc, 9 kWc, …
En fait, on peut installer la puissance que l’on veut ! C’est seulement certaines conditions qui varient : autorisations, TVA de 7% si la puissance est inférieure à 3kWc, tarifs d’achat différents en fonction de la puissance et du mode de pose.
 

 

- Les revenus sont imposables.
Jusqu’à présent, les installations de moins de 3 kWc sont exemptées d’imposition. Les installations de plus de 3 kWc bénéficient d’un abattement forfaitaire de 71% dans le cadre du BIC non pro (régime micro-entreprise)
(http://www.photovoltaique.info/Fiscalite.html).
 

 

- Le stockage de l’énergie coûte cher.
C’est vrai. Je n’en ai pas parlé car c’est un vaste sujet qui nécessiterait un article entier. Là encore, la recherche progresse à grand pas. Il existe des dizaines de moyens de stocker l’énergie (batterie, hydrogène, volant d’inertie, pompage/turbinage STEP, gaz comprimé, …) avec dans chaque cas des avantages et des inconvénients.

 

- Pourquoi faire du photovoltaïque.
C’est peut-être la question la plus intéressante ! En effet, il est légitime de se la poser vu qu’en l’état actuel des choses, c’est encore une énergie qui coûte chère. Hé bien justement, c’est une partie de la réponse à la question. Ce n’est pas en attendant que son coût va baisser ! Si on regarde depuis 10 ans le coût du photovoltaïque, il a pratiquement été divisé par 10 (on peut remercier les Allemands et les Chinois !). D’ici 2020, le photovoltaïque sera à parité réseau (et même en deçà) dans la quasi-totalité des pays. La deuxième partie de la réponse est que c’est une énergie produite par le citoyen, pour le citoyen. Disponible en tout point de la Terre, produite et consommée pratiquement au même endroit, renouvelable indéfiniment, propre, sans maintenance, sans danger. Quoi de plus logique que d’avoir quelques modules sur son toit pour compenser une partie de sa consommation électrique ? Sur le toit d’une école, d’un gymnase, d’un super-marché, d'un parking, ... ?

 

 

En conclusion, le photovoltaïque n’est pas une chose horrible. Ce n’est pas non plus la solution à tous les problèmes. C’est une technologie parfaitement au point et qui va encore se perfectionner si on veut bien lui en donner les moyens. Son principal avantage est qu’elle est accessible à tout le monde (une énergie citoyenne), où qu’il se trouve sur la planète et pour un coût qui ne cesse de diminuer. C’est cet avantage fondamental qui fait peur à certains grands groupes (et gouvernements) et qui vaut au photovoltaïque cette vaste campagne de dénigrement et de désinformations.

Un dernier mot : produire de l’énergie, c’est bien, mais la consommer avec discernement, c’est mieux. Evitons les gaspillages, isolons correctement nos maisons, utilisons des matériels moins énergivores (ampoules basse consommation, électroménager A+, …).
Un bon kWh est un kWh non produit ! 
 

 

Liens Internet (ordre alphabétique) :

- ADEME : http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=12615
- CLER : http://www.cler.org/
- EPIA : http://www.epia.org/
- Energeia, étude des coûts du kWh : http://energeia.voila.net/nucle/reacteurs_trop_chers.htm
- Forum HESPUL : http://www.photovoltaique.info/
- Forum PV : http://forum-photovoltaique.fr/index.php
- GPPEP : http://www.gppep.org/
- HESPUL : http://www.hespul.org/
- Info Energie : http://www.infoenergie.org/
- Negawatt : http://www.negawatt.org/
- OutilSolaire : http://www.outilssolaires.com/
- PVResources : http://www.pvresources.com/Introduction.aspx
- SER : http://www.enr.fr/
- WIKI centrale nucléaire, EPR : http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucl%C3%A9aire ; http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%
9acteur_pressuris%C3%A9_europ%C3%A9en


Grand merci Lionel, cet article répond vraiment aux questions que nous nous posons tous.
Amis lorguais, si vous souhaitez une réunion publique sur ce thème lors de laquelle vous serez les principaux acteurs par vos questions et commentaires, faites nous le savoir, avec le concours de Lionel, nous l'organiserons. Merci.

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