Trois choses à savoir sur le photovoltaïque

1-    En cinq ans, la puissance photovoltaïque dans le monde a quadruplé

Le photovoltaïque permet de convertir directement la lumière du Soleil en électricité. Contrairement à une idée reçue, il ne capte pas une seule longueur d’onde particulière : il exploite l’ensemble du spectre visible (et même au-delà).
Concrètement, les panneaux sont constitués de semi-conducteurs (dont la conductivité peut être contrôlée par des processus physiques ou chimiques). Lorsque la lumière les frappe, elle libère des charges électriques dans le matériau. Cette mise en mouvement des charges crée une tension : c’est l’effet photovoltaïque.

Aujourd’hui, la puissance photovoltaïque installée dans le monde dépasse les 2 térawatts. Pour donner un ordre de grandeur : en cinq ans, cette dernière a quadruplé. Cette croissance spectaculaire est portée par un coût divisé par dix en une décennie grâce à l’industrialisation massive et à l’automatisation des usines. 

Côté performances, les panneaux commerciaux affichent environ 25 % de rendement : cela signifie qu’un quart de l’énergie solaire reçue est converti en électricité. Les recherches actuelles visent 30 à 35 %, et le potentiel théorique est encore bien plus élevé. Autrement dit : nous sommes loin d’avoir atteint un plafond technologique.

2-    L’énergie photovoltaïque est l’une des sources d’électricité les moins chères et les plus écologiques

Le photovoltaïque est aujourd’hui l’une des sources d’électricité les moins chères à produire. Son fonctionnement est simple : quand il y a du soleil, on produit ; quand il n’y en a pas, on ne produit pas. Contrairement à une centrale thermique ou nucléaire, on peut arrêter une installation solaire instantanément, sans procédure lourde.

Sa limite principale n’est donc pas technique, mais liée à sa variabilité. Le solaire seul ne peut pas tout faire : il doit s’intégrer dans un système combinant stockage (batteries), gestion intelligente du réseau, complémentarité avec l’éolien, l’hydraulique ou d’autres sources. De plus en plus de centrales solaires sont d’ailleurs couplées à des batteries et deviennent capables de fournir de l’électricité en continu comme à Masdar ou au Chili, contribuant à l’essor de la technologie.

Sur le plan environnemental, aucune technologie n’est totalement neutre. Les panneaux nécessitent du silicium, du cuivre, du verre... leur fabrication implique une empreinte carbone. Mais sur l’ensemble de leur cycle de vie, le solaire figure parmi les énergies les moins émettrices. Les recherches actuelles portent aussi sur l’écoconception : utiliser moins de matière, privilégier des matériaux abondants, améliorer la recyclabilité et allonger la durée de vie (les panneaux sont aujourd’hui garantis au minimum 20 à 30 ans). Enfin, le débat sur l’occupation des sols est souvent mal posé. Une grande partie des besoins pourrait être couverte en équipant des surfaces déjà artificialisées : toits, parkings, bords de routes.

3 – Souveraineté industrielle, réglementation : les enjeux du développement du photovoltaïque se jouent à l’échelle de l’Europe

Le développement du solaire est aujourd’hui moins limité par la technologie que par les cadres réglementaires et administratifs. Dans certains pays européens, installer des panneaux sur son toit peut se faire en quelques semaines. En France, les procédures sont plus longues et plus coûteuses.

La filière pose aussi des enjeux de souveraineté industrielle : une grande partie des panneaux est aujourd’hui fabriquée en Chine, mais rien n’empêche de développer une production européenne plus performante et moins carbonée.

Surtout, le photovoltaïque ouvre un débat plus large : quelle part voulons-nous lui donner dans notre mix énergétique ? 15 %, 30 %, davantage ? Techniquement, son potentiel est considérable. L’enjeu est aujourd’hui de construire un système résilient, capable d’absorber les aléas climatiques et les imprévus, tout en réduisant notre dépendance aux énergies fossiles.

Ressources : 
Retrouvez le guide et la BD sur le photovoltaïque 

Jean‑François Guillemoles est directeur de recherche au CNRS et responsable de l’Unité Mixte de Recherche de l’Institut Photovoltaïque d’Île‑de‑France (IPVF) à Paris‑Saclay. Il est également co-directeur du PEPR TASE, sur les énergies renouvelables et leur insertion dans les réseaux d’énergie. Ses travaux portent sur la compréhension et le développement de systèmes et de concepts photovoltaïques à haute efficacité, ainsi que sur la caractérisation et la modélisation des matériaux et dispositifs solaires.