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Nombre de rapports sur le climat s’accordent à dire que la réduction globale des émissions de CO2 passera par l’électrification massive de nos usages.
Dans son étude Futurs Énergétiques 2050, le gestionnaire du réseau de transport d’électricité français RTE a évalué la faisabilité de 6 scénarios énergétiques différents, allant de la sortie totale du nucléaire en 2050 au déploiement accéléré de nouveaux réacteurs nucléaires (EPR et SNR). Dans chacun de ces scénarios, le photovoltaïque est largement mis en avant.
Au regard de la capacité actuellement installée sur le territoire français, la puissance projetée du photovoltaïque est multipliée par 7 dans le scénario le plus favorable au nucléaire et atteint un facteur de 21 dans le cas d’une sortie totale de l’atome.
Quelle que soit la projection retenue, le photovoltaïque a donc vocation à être développé de manière accrue sur l’ensemble de notre territoire et sous toutes ses formes pour atteindre nos objectifs énergétiques.
Le photovoltaïque au sol est, pour le moment, la méthode la plus efficace pour produire de l’énergie à partir du soleil.
En effet, le coût d’une installation photovoltaïque en toiture est environ 3 fois plus cher qu’une installation au sol qui s’affranchit par ailleurs des contraintes liées à la structure de la charpente et au revêtement de la couverture.
Le gisement solaire
La topographie
(ombres portées et pente)
La présence de zones humides
Les classements environnementaux ou patrimoniaux
Les possibilités de raccordement électrique
La compatibilité avec les documents d’urbanisme
La nature des sols (argile, roche, calcaire…)
La qualification des parcelles (site dégradé, zone naturelle, zone agricole…)
Dans l’absolu, toute zone de plus de 3 hectares, disposant d’une pente de moins de 15% et libre de boisement peut faire l’objet d’une installation.
Cependant, le marché de l’électricité est structuré par le principe de l’appel d’offre. La CRE – commission de régulation de l’énergie – sélectionne un certain nombre de projets proposés par les sociétés de développement et les classe selon une grille de notation. Les projets sélectionnés au cours d’une période cadrée par appel d’offre obtiennent un contrat de rachat d’électricité par EDF pour une durée de 20 ans. Ce dispositif permet ainsi de pérenniser le développement des installations dans le temps.
Les zones U ou AU (urbanisées ou à urbaniser), des zones destinées à la construction définies dans le plan local d’urbanisme.
Les zones N (naturelles) dédiées à la production d’énergie. Ce sont les zones présentant un faible potentiel agronomique et/ou écologique.
Les zones A (agricoles) dès lors que plus aucune activité agricole n’est exercée depuis plus de 5 ans.
Les terrains dégradés : les terrains déjà artificialisés par l’Homme au cours du temps. Il s’agit notamment d’anciennes carrières, de décharges ou déchetteries désaffectées, de délaissés ferroviaires ou autoroutiers, d’anciennes zones industrielles etc.
Vous possédez un terrain qui semble respecter les critères ? Découvrez si vous pouvez réaliser un premier diagnostic de faisabilité de projet photovoltaïque.
Une étude d’impact préalable est nécessaire à la réalisation de tout projet photovoltaïque au sol d’une puissance de plus de 250 KWc (KiloWatt Crête). Celle-ci est complétée d’une enquête publique. À l’issue des études, un arrêté préfectoral est délivré par le Préfet pour autoriser l’implantation d’un projet photovoltaïque.
Les objectifs de l’étude d’impact :
Elle apporte la connaissance de l’intérêt patrimonial des habitats et de la flore et de l’utilisation du site par les espèces animales (fonctionnalités des habitats). Ces expertises sont le moyen pour le porteur de projet de s’assurer de l’absence d’espèces patrimoniales et/ou protégées qui peuvent remettre en cause le projet.
Les études relatives au paysage permettent de caractériser les unités paysagères, d’appréhender les dynamiques du paysage, de mesurer les pressions liées à la réalisation du projet et de définir comment accompagner les transformations éventuelles engendrées sur le paysage.
Certaines particularités locales peuvent entraîner d’autres types d’expertises : relevés topographiques, expertise hydrogéologique, inventaire du patrimoine bâti ou archéologique, évaluation des risques sanitaires pour les sites pollués, etc.
D’autres études relèvent de cas particuliers : études d’éblouissement dans le cas de présence d’un aéroport à proximité du projet. Etude de danger si le projet est à proximité directe d’une voie routière fréquentée. Etude agricole si le projet est situé dans une zone en friche ou que le projet ambitionne de mêler agriculture et production d’énergie de manière vertueuse. Étude hydraulique afin d’anticiper l’impact de la centrale sur l’écoulement de l’eau en surface.
Un projet photovoltaïque au sol est un projet de territoire. Il est donc soumis à l’avis des citoyens locaux, avec la mise en place d’une enquête publique, pendant laquelle, durant une période donnée, tous les habitants du secteur, mais aussi les communes limitrophes, peuvent donner leur avis. Cette étape est prise en compte par le préfet lors de l’étude de la demande de permis de construire.
Toujours à ce titre, le projet est examiné au regard des conditions techniques régionales. Certains départements ont des attentes strictes concernant la lutte contre les incendies, nécessitant la présence de citernes sur le site ou de défrichement autour de la centrale. L’insertion de la puissance électrique de la centrale doit aussi être appréciée au regard des réseaux électriques du secteur, notamment les postes sources. Le projet est également présenté à différents organes décentralisés de l’État (département ou région), parmi lesquels :
Ces différents acteurs donnent leur avis, permettant ainsi de guider la décision du Préfet vers une autorisation ou non du projet de centrale photovoltaïque.
3 conditions évoquées au-dessus doivent être réunies pour obtenir l’autorisation d’un projet photovoltaïque :
Si ces trois éléments sont réunis, le projet est officiellement autorisé et la construction peut commencer. Le porteur de projet va alors :
La construction peut alors commencer, jusqu’à injection des premiers KWh sur le réseau électrique français.
Structure la plus répandue dans les projets photovoltaïques au sol. Solution technique la moins onéreuse et la plus facilement réversible, utilisée sur des sols meubles.
Variante du pieux battu avec ancrage béton dans le sol. Généralement mise en oeuvre dans les anciennes carrières où la roche empêche le battage des pieux.
Blocs de béton ou blocs grillagés remplis de pierres posés directement en surface. Privilégié dans le cas d’anciennes décharges réhabilitées avec la pose d’une bâche sur laquelle les gabions sont posés directement mais sans percement.
Utilisé sur les plans d’eau, ils permettent de produire de l’électricité tout en diminuant l’évaporation et l’augmentation de la température.
La production d’une centrale photovoltaïque dépend de plusieurs critères tels que l’ensoleillement du site, l’orientation des panneaux ou encore la technologie utilisée. Pour ces raisons, les chiffres varient fortement d’une installation à une autre.
À titre d’exemple, le projet photovoltaïque de la Chalotterie, situé sur la commune de Herry (8), est aménagé en pieux battus sur une parcelle de 21 hectares et assure la couverture électrique de près de 3000 personnes. Un espacement est nécessaire entre les rangées de panneaux pour tout projet photovoltaïque. Ainsi, le projet de Herry compte 1150 tables, ce qui représente un total de plus de 75 000 m² de surface de panneaux solaires, soit une occupation des sols de 40 %.
Une centrale photovoltaïque nécessite peu d’entretien une fois mise en service. Les panneaux sont nettoyés annuellement, à une fréquence dépendant de leur environnement. L’entretien des surfaces végétalisées peut être fait mécaniquement ou par un élevage ovin. Le suivi de la production sur le long terme permet d’identifier la nécessité de procéder à une maintenance. Les éventuels panneaux hors services sont identifiés par caméra thermique et changés si besoin. Les interventions de maintenance sont réalisées par des entreprises locales qui assurent une intervention rapide dans le cadre de contrats de maintenance conclus avec notre société.
L’aménagement d’une centrale photovoltaïque au sol donne lieu à une redevance pour la présence de l’installation sur le terrain. Tout au long du cycle d’exploitation, un montant annuel est versé dû au propriétaire comme à l’exploitant agricole pour la location de la parcelle. En complément, une rétribution pour l’entretien ou l’exploitation agricole du terrain est versée.
A la fin de vie des panneaux (30 ans pour les plus récents), la centrale est démantelée au frais de la société d’exploitation qui en est propriétaire. Le démontage des clôtures, panneaux, structures et raccordements ne prennent que quelques semaines. Le terrain est restitué dans son état initial au propriétaire, sans que l’installation n’ait porté atteinte à la valeur agronomique des sols. Ces derniers peuvent ainsi être de nouveau plantés ou cultivés si une nouvelle centrale n’est pas envisagée.
Le silicium en tant que tel est un matériau neutre et entièrement recyclable qui ne génère pas de déchets nuisibles à l’environnement. En revanche, le processus de cristallisation utilise d’autres entrants (gaz, argon, eau) dont il faut tenir compte dans l’impact environnemental de la fabrication de panneaux solaires.
Le recyclage et la valorisation se développent : soit en boucle fermée pour la fabrication de nouvelles cellules, soit dans des circuits traditionnels de réutilisation sur les marchés du verre, du cuivre, de l’argent ou encore du cadmium. Les panneaux font l’objet de traitements pour séparer leurs éléments : câbles de jonction, châssis, verre, conducteurs, couches de silicium. Le matériau des couches de silicium peut connaître plusieurs cycles de vie. Les 10 % de polymères sont quant à eux incinérés en cimenterie notamment.
Si le recyclage du silicium en vue de fabriquer de nouvelles cellules est possible, il reste coûteux par rapport aux prix du marché qui ont grandement baissé. C’est pour cela qu’il est plus souvent fondu en lingots pour d’autres usages industriels.
Pour inciter au recyclage et à la valorisation, les législations ont évolué. Ainsi, l’Union Européenne impose depuis 2012 une collecte de 65 % du poids de l’équipement mis sur le marché depuis 3 ans par le fabricant, 80 % des panneaux doit être réutilisé ou recyclé depuis 2018.
Une filière se structure en France, près de 300 000 panneaux solaires ont été recyclés à 95 % en 2019, une unité de traitement existe dans le Rhône et une seconde est à l’étude. A l’échelle mondiale, la prospective annonce un potentiel de 1600 GW installés dont 18 GW issus de panneaux recyclés en 2030, et de 4500 GW installés dont 630 GW issus de panneaux recyclés en 2050.
Concernant la dette énergétique globale, des études menées par les fabricants de panneaux solaires ont déterminé qu’il fallait deux ans d’exposition solaire de la plaquette de silicium pour récupérer toute l’énergie dépensée à la fabrication des cellules photovoltaïques, de la cristallisation jusqu’à la formation de la cellule. Bien qu’important, ce chiffre reste faible au regard de la durée de vie des panneaux qui produisent de l’énergie durant 20 à 30 ans.
