Recycler un panneau photovoltaïque : filière, collecte et matériaux

Le recyclage des panneaux solaires en France valorise près de 95 % d'un panneau photovoltaïque en fin de vie : verre, cadre en aluminium, cuivre et silicium issu de la fabrication des cellules. L'éco-organisme Soren organise la collecte gratuite, par point d'apport ou enlèvement sur site.

Comment recycler un panneau solaire, étape par étape ?

Le recyclage d'un panneau solaire commence par un démontage mécanique, se poursuit par la séparation des couches collées entre elles et se termine par l'affinage de chaque matériau récupéré. Un module à base de silicium cristallin, qui représente l'immense majorité du parc installé en France, est un sandwich : une plaque de verre trempé en façade, un film d'encapsulant (souvent de l'EVA), les cellules de silicium reliées par des rubans de cuivre étamé, un second film d'encapsulant, une feuille plastique arrière, le tout serti dans un cadre en aluminium et complété par un boîtier de jonction et ses câbles.

Le traitement des panneaux suit en pratique quatre étapes :

1. Le démontage : retrait du cadre en aluminium, du boîtier de jonction et des câbles, qui partent chacun dans leur filière de métaux.
2. La séparation du laminé : le reste du module (verre, cellules, films) est broyé, ou délaminé par un procédé thermique ou mécanique qui décolle le verre sans le casser en trop petits morceaux.
3. Le tri : le verre est trié optiquement pour retirer les impuretés, les fractions métalliques sont isolées par courants de Foucault et par densité.
4. L'affinage : le silicium et les métaux précieux des cellules (argent surtout) sont extraits par voie chimique ou thermique pour retrouver une pureté exploitable.

Réaliser ces quatre étapes sur une même ligne reste rare : les opérateurs se spécialisent également, certains dans le démontage, d'autres dans l'affinage. Les deux premières étapes suffisent pour atteindre un taux de valorisation élevé, car le verre et l'aluminium pèsent l'essentiel du panneau. Les deux dernières font toute la différence en valeur : un kilo d'argent récupéré vaut bien plus qu'une tonne de calcin, et c'est sur ce terrain que les procédés progressent le plus vite.

Où jeter des panneaux solaires usagés ?

Un panneau solaire usagé ne se jette pas : il se dépose dans un point d'apport agréé ou il est enlevé sur site par la filière de collecte, gratuitement dans les deux cas. Le site de Soren permet de trouver le point de collecte le plus proche, en général un distributeur de matériel solaire, un installateur partenaire ou une déchèterie équipée. L'outil « Que faire de mes déchets » de l'ADEME renvoie lui aussi vers ces solutions pour les particuliers.

Trois situations se présentent le plus souvent :

• Remplacement par un professionnel : l'installateur qui pose de nouveaux panneaux reprend généralement les anciens et les remet à la filière. Il est utile de faire préciser cette reprise sur le devis, avec la mention de l'organisme de collecte.
• Quelques modules chez un particulier (kit de balcon, abri de jardin, panneau cassé par la grêle) : le dépôt en point d'apport est la voie normale. Certaines déchèteries ne les acceptent pas, d'où l'intérêt de vérifier avant de se déplacer.
• Gros volume (toiture d'exploitation agricole, ombrière, centrale solaire) : une demande d'enlèvement sur site se fait en ligne auprès de Soren, qui fixe un seuil minimal de l'ordre d'une quarantaine de panneaux pour se déplacer.

Les panneaux cassés demandent un minimum de précautions : gants épais, transport à plat, verre brisé laissé dans le module plutôt que ramassé à la main. Un module fendu reste aussi électriquement actif tant qu'il reçoit de la lumière : les connecteurs se débranchent installation coupée, jamais en plein soleil sur une chaîne raccordée.

Quels matériaux sont recyclables dans un module photovoltaïque ?

Presque tous les matériaux d'un module photovoltaïque cristallin sont recyclables, mais pas avec la même facilité ni la même valeur. Le verre domine en poids et se recycle bien, l'aluminium du cadre est une matière première recherchée, le cuivre suit la filière classique des câbles. Le silicium et l'argent, présents en faible quantité, concentrent l'essentiel de la valeur et de la difficulté technique.

Ces proportions sont celles d'un module rigide classique, telles que les décrivent l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) et le programme photovoltaïque de l'Agence internationale de l'énergie dans leur rapport de 2016 sur la fin de vie des panneaux. Elles varient d'un fabricant à l'autre : les modules biverre n'ont pas de face arrière plastique, les modules souples n'ont ni verre ni cadre. Le chiffre de 95 % annoncé par la filière est un taux en masse : il mesure ce qui est récupéré, pas la valeur de ce qui est récupéré.

Qui paie le recyclage des panneaux solaires ?

Le recyclage des panneaux solaires est financé à l'avance par l'acheteur du panneau neuf, au travers d'une éco-participation incluse dans le prix de vente et reversée par le fabricant ou l'importateur à l'éco-organisme. Depuis la transposition en droit français de la directive européenne 2012/19/UE, par un décret d'août 2014, les panneaux photovoltaïques sont classés parmi les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE). Leurs producteurs sont soumis au principe de responsabilité élargie du producteur : ils doivent organiser et financer la collecte et le traitement des modules qu'ils mettent sur le marché.

Pour le détenteur, la conséquence est simple à retenir : le dépôt et l'enlèvement ne lui coûtent rien, quelle que soit la marque du panneau et même si son fabricant a disparu entre-temps. Le montant de l'éco-participation dépend du barème de l'éco-organisme et du type de module ; il figure sur la facture d'achat du matériel. Les seuls frais qui peuvent rester à la charge du propriétaire sont ceux de la dépose : démonter des modules sur une toiture demande un échafaudage ou une nacelle, et ce travail se facture comme n'importe quelle intervention de couvreur ou d'installateur.

Le même principe vaut pour les onduleurs, qui suivent la filière générale des DEEE. Un propriétaire qui renouvelle toute son installation peut donc faire reprendre l'ensemble sans payer le traitement, à condition de confier chaque élément à la bonne filière.

Quelle est la durée de vie des panneaux avant recyclage ?

La durée de vie d'un panneau photovoltaïque dépasse couramment 25 à 30 ans, ce qui explique pourquoi les volumes à recycler restent faibles aujourd'hui. Les fabricants garantissent la puissance sur cette durée, avec une perte annuelle de l'ordre de quelques dixièmes de point : un module ne s'arrête pas d'un coup, il produit un peu moins chaque année. La dégradation annuelle et la garantie de puissance des modules donnent le repère pour juger si un panneau arrive réellement au bout de son cycle de vie.

Dans les faits, beaucoup de panneaux sont retirés avant leur fin de vie technique, pour trois raisons :

• un sinistre (grêle, tempête, incendie) qui casse le verre ou abîme les cellules ;
• un défaut de série ou une dégradation accélérée, comme le phénomène de PID qui fait chuter le rendement de certains modules en quelques années ;
• un remplacement volontaire par des modules plus puissants, quand une toiture limitée en surface peut produire bien plus avec les nouveaux panneaux.

Le cas du PID, cette dégradation induite par le potentiel électrique, est parlant : un module touché peut souvent être régénéré ou déplacé plutôt que recyclé, si le diagnostic est fait tôt. Le recyclage n'est donc pas la seule issue d'un panneau qui produit moins, et ce n'est pas toujours la première.

Réemploi et seconde vie : avant le recyclage, la réutilisation

Un panneau solaire qui produit encore une part importante de sa puissance d'origine peut être réemployé plutôt que recyclé, et la réglementation sur les déchets place le réemploi avant le recyclage. Des structures spécialisées testent les modules démontés (mesure de puissance sous simulateur, inspection par électroluminescence ou thermographie), puis les revendent pour des usages moins exigeants : site isolé, pompage agricole, abri, projet associatif ou installation dans un pays où le panneau neuf reste rare.

Cette seconde vie a ses limites. Un module d'occasion n'a plus de garantie fabricant, son rendement est inférieur à celui des modèles récents et il peut être difficile à associer à des panneaux neufs sur une même chaîne. Il faut aussi que la production reste suffisante pour justifier la pose : un panneau réutilisé qui produit peu immobilise une surface qui produirait davantage avec un module neuf. En pratique, le réemploi est intéressant pour des modules de moins de dix à quinze ans retirés pour une raison étrangère à leur état, par exemple le démontage d'une toiture refaite.

La filière agréée accepte aussi bien les panneaux destinés au réemploi que ceux destinés au recyclage : les modules collectés sont triés, et ceux qui fonctionnent encore peuvent être orientés vers la réutilisation.

Quels sont les impacts environnementaux du recyclage photovoltaïque ?

Le recyclage photovoltaïque réduit l'impact environnemental du panneau à deux niveaux : il évite d'envoyer en décharge un déchet volumineux qui contient du plomb ou du cadmium selon les technologies, et il remet en circulation des matières dont l'extraction et la production pèsent lourd en énergie. Le silicium de qualité solaire, en particulier, demande une purification très énergivore ; le récupérer à une pureté suffisante pour fabriquer de nouvelles cellules changerait le bilan carbone d'un module.

Le bilan énergétique d'un panneau se lit sur l'ensemble de son cycle de vie. Le temps de retour énergétique, c'est-à-dire la durée de fonctionnement nécessaire pour produire l'énergie consommée par sa fabrication, se compte en années, loin des 25 à 30 ans de service. Ce temps dépend fortement de l'ensoleillement du site et du facteur de charge de l'installation, rapport entre l'énergie réellement produite et celle que fournirait le module à pleine puissance en permanence. Le recyclage ne joue qu'à la marge sur ce calcul aujourd'hui, mais son poids augmentera quand les matériaux récupérés retourneront dans la production de nouveaux panneaux.

Le recyclage a aussi ses propres impacts : transport des modules, énergie des fours et des broyeurs, produits chimiques de l'affinage. Les procédés de délaminage à froid ou à basse température cherchent justement à réduire cette consommation tout en gardant un verre plus pur.

La filière de recyclage des panneaux en France et dans le monde

La filière française de recyclage des panneaux solaires repose sur un organisme unique, Soren, anciennement PV Cycle France, agréé par les pouvoirs publics pour la collecte des panneaux photovoltaïques usagés. Soren passe des contrats avec des opérateurs de traitement. Le premier site français dédié aux panneaux photovoltaïques a été mis en service en 2018 par Veolia à Rousset, dans les Bouches-du-Rhône, et d'autres capacités se sont ajoutées depuis, notamment des lignes capables de récupérer le silicium et l'argent.

Plusieurs acteurs industriels travaillent sur cette récupération fine. La jeune entreprise grenobloise ROSI (ROSI Solar) a développé des procédés pour extraire le silicium et l'argent des cellules usagées avec une pureté suffisante pour un nouvel usage industriel. Aux États-Unis, First Solar, qui fabrique des modules en couches minces au tellurure de cadmium, recycle ses propres panneaux depuis le milieu des années 2000 et réutilise le semi-conducteur récupéré dans sa production.

À l'échelle mondiale, les volumes vont changer de dimension. Le rapport de 2016 de l'IRENA et de l'Agence internationale de l'énergie estimait que les déchets photovoltaïques cumulés pourraient atteindre de 60 à 78 millions de tonnes de panneaux d'ici 2050, à mesure que la production mondiale des années 2010 et 2020 arrivera en fin de vie. Ce gisement, qui contient des millions de tonnes de verre et d'aluminium et des quantités notables d'argent et de silicium, fait du recyclage un enjeu d'approvisionnement autant que de gestion des déchets.

Démanteler une centrale solaire : un recyclage à grande échelle

Une centrale solaire en fin d'exploitation pose le recyclage des panneaux à une tout autre échelle qu'une toiture de maison : des dizaines de milliers de modules, des structures en acier ou en aluminium, des câbles enterrés et des postes de transformation. L'exploitant d'une centrale photovoltaïque au sol sur son terrain s'engage dès l'autorisation sur le démantèlement et la remise en état du site, et les panneaux suivent la filière agréée par enlèvement sur site.

Les appels d'offres de la Commission de régulation de l'énergie (CRE) pour les grandes installations intègrent depuis plusieurs années un critère d'empreinte carbone des modules, évaluée sur leur fabrication. Ce critère pousse les développeurs vers des panneaux produits avec une électricité moins carbonée et, indirectement, vers des fournisseurs attentifs à la fin de vie. Le renouvellement anticipé des modules d'une centrale (repowering) génère aussi des volumes importants d'un coup, souvent des panneaux encore fonctionnels qui alimentent le marché du réemploi.

Pour une installation de cette taille, le calendrier se prépare : inventaire des modules, tri entre panneaux réutilisables et panneaux à recycler, organisation de la collecte par lots, traçabilité par bordereau de suivi des déchets.

Ce qui résiste encore au recyclage d'un panneau

Le point faible du recyclage d'un panneau photovoltaïque reste la récupération des matériaux minoritaires et des plastiques. Le verre et l'aluminium se recyclent bien, mais le verre issu d'un broyage est souvent trop chargé en impuretés pour redevenir du verre plat solaire : il part vers la laine de verre ou l'emballage. Les films d'encapsulant et la face arrière, parfois fluorés, sont difficiles à séparer proprement et finissent le plus souvent en valorisation énergétique.

Certaines technologies demandent un traitement spécifique. Les modules en couches minces au tellurure de cadmium contiennent un métal toxique qu'il faut confiner et récupérer. Les soudures de nombreux modules anciens contiennent du plomb. Les cellules récentes réduisent la quantité d'argent, ce qui améliore le coût de fabrication mais rend sa récupération moins rentable.

La solution passe aussi par l'écoconception : modules sans fluor, encapsulants qui se décollent à basse température, cadres et boîtiers démontables sans outil, marquage des matériaux. Les fabricants qui travaillent ces points facilitent le travail des recycleurs des années 2050, et les acheteurs peuvent déjà s'en enquérir. Interroger l'installateur sur la composition des modules et sur leur reprise en fin de vie fait partie des questions à poser avant de signer.

Panneau cassé par la grêle, fabricant disparu et module importé

Un panneau solaire cassé par la grêle se recycle-t-il ?

Un panneau solaire cassé se recycle exactement comme un panneau intact, par dépôt en point d'apport ou enlèvement sur site. Le verre brisé reste maintenu par l'encapsulant ; il suffit de transporter le module à plat avec des gants et de signaler la casse au point de collecte. En cas de sinistre, l'assureur demande souvent des photos avant la dépose.

Que faire d'un panneau dont le fabricant a disparu ?

Un panneau dont le fabricant a disparu est repris par la filière agréée comme les autres, sans frais pour le détenteur. La responsabilité élargie du producteur est mutualisée au sein de l'éco-organisme, précisément pour couvrir les marques qui ont quitté le marché.

Peut-on recycler un panneau acheté à l'étranger ou en ligne ?

Un panneau acheté à l'étranger ou sur une place de marché en ligne peut être déposé dans un point de collecte en France. Le vendeur qui met des panneaux sur le marché français est tenu d'adhérer à un éco-organisme ; quand il ne l'a pas fait, le détenteur n'en est pas pénalisé pour autant au moment du dépôt.

Un panneau solaire souple se recycle-t-il de la même façon ?

Un panneau solaire souple suit la même filière de collecte, mais son traitement diffère car il n'a ni verre ni cadre : il est composé surtout de polymères, ce qui rend la récupération plus difficile et la part valorisée plus faible qu'avec un module rigide.