Connaître l’impact environnemental des technologies photovoltaïques permet de travailler à sa réduction plus efficacement, notamment grâce à l'Analyse du cycle de vie (ACV). Pour cela, il est primordial de pouvoir le caractériser et l'identifier précisément. C'est dans cet objectif que nous développons depuis plusieurs années des outils d'analyse, dont celui mis à l'honneur aujourd'hui : EcoSPV. C’est par ailleurs un axe fort de l’ITE INES.2S, au service de la filière solaire.
L’impact d’une centrale photovoltaïque est l’addition de celui des modules (ou panneaux), majoritaire dans le cas de l’impact carbone ou celui sur la couche d’ozone, et de celui de ce qu’on appelle le « BOS1 ». La participation significative du BOS à certains impacts environnementaux, comme ceux liés à l’écotoxicité ou à la toxicité humaine (avec une part plus de 75% de ce critère), rend l’étude de ce domaine particulièrement importante. D’autant que l’impact des panneaux photovoltaïque se réduit lui au fil des années, avec pour effet de faire augmenter la proportion d’impact environnemental due au BOS dans les centrales. Or les données utilisées dans la littérature pour caractériser l’impact du BOS sont pour la plupart dépassées. Cela se répercute directement sur la qualité et la pertinence des résultats d’Analyse du cycle de vie.
C’est dans ce contexte que notre premier outil d’analyse d’impact dédié aux centrales a vu le jour, couplé à une base de données intégrant des données régulièrement actualisées. Il doit permettre d’obtenir des
résultats d’impacts plus précis, cohérents et personnalisés, sans faire appel, ou très peu, à du temps d’expert.
EcoSPV, un outil facilement paramétrable et interactif
Cette première version prend en compte les composants principaux de l'installation électrique :
- les onduleurs (pour convertir l'électricité en courant continu produite en courant alternatif) ;
- les transformateurs (élevant la tension de l'électricité pour l'adapter à celle du réseau) ;
- les modules photovoltaïques et leurs supports ;
- ainsi que les câbles électriques.
La base de données d’impacts intégrée à l’outil est basée au maximum sur des données primaires, issues de plans ou d’informations de fabricants. Son interface simple d’utilisation et interactive facilite le paramétrage des différents composants et des informations concernant la centrale telles que la localisation ou la puissance installée.
La démarche d'EcoSPV
EcoSPV modélise systématiquement deux centrales en parallèles : la centrale étudiée et la centrale dite de référence, modifiable au besoin.
Cela permet de tester différentes nuances et modifications afin d'en mesurer l’impact. L’outil produit également différents indicateurs, comme le temps de retour énergétique et le temps de retour CO2, et fournit un graphique global avec les impacts en proportion des différents composants et la possibilité de « zoomer » sur un impact particulier.
Les frontières de l'outil EcoSPV
- Sont pris en compte dans l’outil actuel les composants principaux de l'installation électrique : les onduleurs, les transformateurs, les modules photovoltaïques et leurs supports, ainsi que les câbles électriques. Ce sont les composants présumés avoir le plus d’impact environnemental.
- Sont exclus à ce stade le creusement des tranchées de câbles, les boîtiers de jonction, ainsi que les protections supplémentaires pour les câbles souterrains, les câbles reliant les onduleurs aux transformateurs, les boîtiers électriques intégrés aux sous-stations électriques,
toutes les installations auxiliaires, comme les locaux nécessaires aux employées, le SCADA (monitoring), la vidéo-surveillance, le gros œuvre, donc la préparation du terrain en amont (défrichage, viabilisation, terrassement), la clôture d'enceinte de la centrale.
- Par ailleurs, toutes les phases du cycle de vie ne sont pas encore prises en compte.
Seules les phases d'extraction, de fabrication et d'installation rentrent actuellement dans le cadre de cette étude.
EcoSPV vient compléter la suite d’outils dédiés à l’analyse de cycle de vie et essentiels à l’écoconception, développés dans le cadre de l’ITE INES.2S. Nos chercheurs vont poursuivre leurs travaux pour élargir les frontières prises en compte par l’outil à d’autres composants, d’autres types de centrales, et ajouter d’autres étapes du cycle de vie (recyclage, transport, fin de vie).