Le coté obscur de l’énergie solaire

Un des plus grands problèmes auxquels fait face l’humanité à l’heure actuelle est lié à l’énergie. Nous en consommons beaucoup et en sommes dépendants pour vivre. Or, nos sources d’énergie sont limitées et leur provenance est souvent controversée. L’énergie nucléaire est considérée dangereuse par une grande partie de la population (Fukushima a grandement alimenté cette peur). Les combustibles fossiles ont la fâcheuse tendance à produire d’énormes quantités de gaz à effet de serre en plus d’être non renouvelables (du moins, avec un rythme de renouvellement plus faible que notre taux de consommation). L’hydroélectricité s’affiche comme étant verte, mais la réalité est que cette source d’énergie est très dommageable pour l’environnement. De plus, le potentiel hydroélectrique est limité ailleurs dans le monde; au Québec, nous avons la chance d’avoir un bassin hydrologique exceptionnel, ce qui n’est pas le cas ailleurs. Les autres types d’énergies tels que l’énergie éolienne, marémotrice et hydrolienne, ne sont pas assez stables pour être économiquement rentables. Une solution potentielle serait la méthanisation des déchets domestiques, cette méthode permettant de régler deux problèmes avec une solution, soit la gestion des matières résiduelles et la génération d’énergie. Par contre, la technologie coûte très cher et peu de villes ou d’industries sont prêtes à investir.
 
Une autre solution miracle s’offre à nous, soit l’énergie solaire. C’est facile de vanter cette source d’énergie puisque la source est quasi infinie (enfin pour les cinq milliards d’années Ã  venir). Il est donc facile de croire que l’énergie solaire est la solution ultime à nos problèmes énergétiques, mais est-ce vrai? La réponse n’est pas aussi claire qu’on pourrait le penser. En effet, malgré le fait que la ressource principale soit gratuite et infinie, l’énergie solaire a un prix environnemental non négligeable à payer.
 
Deux problèmes environnementaux sont soulevés quant à l’énergie solaire. Le premier concerne la fabrication des cellules photovoltaïques qui forment les panneaux solaires et le deuxième, la durabilité de ces cellules à long terme. Un article publié en 2008 dans la revue Environment, Science & Techology par des chercheurs de l’American Chemical Society (ACS) trace un portrait du cycle de vie des cellules photovoltaïques (CP). Selon l’article, la génération d’électricité à partir de CP produirait jusqu’à 90 % moins de gaz à effet de serre (GES) que les combustibles fossiles. Leur analyse s’avère un peu trop optimiste et l’interprétation de leurs résultats d’analyse est discutable.
 
La grande question à se poser quant à la valeur énergétique des CP est de savoir s’ils peuvent produire plus d’énergie dans leur cycle de vie qu’il en requiert pour les produire. Mais si on remonte à la source, les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques faites à partir de minerais. La première étape de leur production est donc l’extraction du sable de quartz dans une mine (déjà une consommation de carburant fossile par la machinerie). Par la suite, ces sables doivent être purifiés pour être transformés en silicone de grade électronique (voyez les références pour connaître le cycle de transformation du quartz). Cette purification se fait en chauffant le quartz à des températures variant entre 800 et 1200 ^oC (suivant la technique utilisée). Ce sont donc de grandes quantités d’énergies qui sont requises pour fabriquer ces matériaux. La source d’électricité va affecter la quantité de GES émise pour la production; ainsi, une usine alimentée au charbon produira plus de GES qu’une usine au gaz naturel.
 
D’autres types de CP sont fabriqués avec du tellurure de cadmium (CaTe). Le cadmium est un dérivé issu de la fusion entre le zinc (Zn) et le cuivre (Cu), tandis que le tellurure est un résidu issu du raffinement du cuivre. Ce dernier doit être extrait avec de l’acide sulfurique pour être utilisé par la suite. Je vulgarise très grossièrement les processus de fabrication ici, car je désire simplement vous démontrer que la fabrication de CP n’est pas simple et requiert des produits dangereux ainsi qu’une grande quantité d’énergie.
 
Revenons donc à nos moutons… Je ne suis pas ici pour dire que l’énergie solaire n’est pas bonne; je veux seulement relativiser nos connaissances. Peu importe le scénario, l’énergie solaire produit moins de GES que les combustibles fossiles. Je vous épargne les chiffres et les calculs (allez voir l’étude pour les détails), mais je vous explique tout de même quelques observations qui ont été faites par le journal lowtechmagazine. Tel que mentionné plus tôt, l’étude de l’ACS utilise des conditions idéales d’ensoleillement annuel et des sources énergétiques « propres Â» comme on peut en retrouver en Europe, et dans ces conditions, les émissions de GES issues des CP sont 10 fois moins importantes que celles des combustibles fossiles. Si on considère les conditions nord-américaines, avec une production éclectique typique des États-Unis (le charbon), on réduit le ratio à 4 fois moins de GES que les carburants fossiles (toujours très bon!). Si on réduit l’espérance de vie des panneaux de 30 à 15 ans, on réduit encore une fois de moitié, ce qui fait que la production de 1 kW d’électricité solaire ne réduit que de moitié la quantité de GES produite par une source fossile.
 
Une des recommandations de lowtechmagazine serait d’utiliser l’énergie solaire pour fabriquer de nouvelles cellules photovoltaïques. Cela réduirait grandement l’impact environnemental lié à cette production. Une chose dont l’étude ne traite pas est le recyclage éventuel des panneaux à la fin de leur cycle de vie. Comme on l’a vu plus tôt, les cellules sont composées de métaux lourds et toxiques (dans le cas du cadmium). On parle d’énergie supplémentaire pour s’en débarrasser proprement dans 15-30 ans. Ce qui nous amène à nous demander si les gadgets solaires sont une bonne idée. Pour un gadget ayant un cycle de vie de quelques années (cellulaires, ordinateurs, etc.), il est plus avantageux environnementalement d’utiliser des combustibles fossiles que des CP.
 
Donc, l’énergie solaire offre certainement des possibilités. Avec le temps, les avancées technologiques vont bien sûr améliorer ses capacités et les modes de fabrication, mais pour l’instant, il ne faut pas vanter les mérites de cette technologie avant de connaître tous les impacts qui y sont liés. Je reste un fervent amateur de l’énergie solaire (j’ai hâte de charger ma Tesla avec des panneaux solaires!), mais je comprends également que rien n’est gratuit.

Références :

http://www.983flyfm.com/theflyfm/wp-content/uploads/2011/01/Solar-Panels.jpg


http://www-istp.gsfc.nasa.gov/istp/outreach/workshop/thompson/facts.html
 
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/es071763q
 
http://www.lowtechmagazine.com/2008/03/the-ugly-side-o.html