Le photovoltaïque,
une énergie d’avenir 

Une technologie de pointe
au service de tous

A ne pas confondre avec la technologie du solaire thermique qui transforme le rayonnement lumineux en chaleur, le solaire photovoltaïque est une technologie plus complexe qui permet la transformation directe du rayonnement lumineux en électricité.

Pour cela, les cellules photovoltaïques sont constituées d’un matériau semi-conducteur qui, sous l’excitation lumineuse, émet un électron et génère ainsi une tension électrique. Le matériau semi-conducteur utilisé, pour les technologies les plus courantes, est constitué de silicium.

Quel est le principe exact de la transformation du rayonnement lumineux en électricité ?

Chaque cellule photovoltaïque contient en fait des atomes aux propriétés électriques différentes du silicium. Ainsi, la face supérieure est dopée « P », la face inférieure est dopée « N ». Les dopants de type « P » possèdent des électrons en excédent par rapport aux atomes de silicium, et les dopants type « N » des électrons en nombre inférieur à ceux du silicium ; ce sont ainsi ces atomes qui vont respectivement émettre et accueillir des électrons, permettant ainsi la circulation du courant électrique.


A partir de ce phénomène physique, plusieurs technologies photovoltaïques ont été développées à base de silicium :

Le silicium cristallin, obtenu à partir de la cristallisation du silicium métallurgique lors de son refroidissement, existe sous deux formes : le monocristallin qui procure les meilleurs rendements (de 12 à 14%), et le poly-cristallin, moins cher, mais aux rendements légèrement moins bons (9 à 12%).

 

Le silicium amorphe, procure des rendements nettement inférieurs, de 5 à 9% environ. En revanche, cette technologie a la particularité de fonctionner avec un ensoleillement faible et diffus, ce qui permet de l’utiliser dans des régions moins ensoleillées pour lesquelles les modules cristallins ne seraient pas suffisamment rentables. Autre avantage non négligeable, cette technologie silicium amorphe permet l’utilisation de membranes souples et de grande longueur, qui peuvent alors faire office de membranes d’étanchéité notamment en toitures terrasse.


Le courant produit par l’ensemble de ces technologies de pointe, certaines d’entre elles étant toujours à des stades de développement, est continu, ce qui implique de le changer, grâce à un onduleur, en courant alternatif avant d’être injecté sur le réseau.

Une technologie propre
pour l’environnement

Au niveau du bilan énergétique de la technologie photovoltaïque, l’énergie nécessaire à la fabrication des modules correspond au gain réalisé par leur fonctionnement pendant 2 à 4 ans, alors que leur durée de vie moyenne bien supérieure à 30 ans. Un bilan par conséquent plus que positif.

Le calcul exact du bilan carbone n’est néanmoins pas aisé puisqu’il dépend du référentiel pris en compte : le photovoltaïque efface-t-il par exemple une production composée de toutes les filières énergétiques comme le nucléaire, l’hydraulique, et le thermique ou bien, à la marge, celle de centrales thermiques seulement (gaz ou charbon) dont le contenu carbone est très élevé ?

Ainsi, même si fournir des indications chiffrées précises est hautement dépendant des hypothèses prises, le résultat, lui, reste dans tous les cas positif et permet d’affirmer que la filière photovoltaïque est une des solutions pour préserver l’environnement et préparer l’avenir de la planète.

A titre d’illustration, un toit de 1000 m2, sur lequel une centrale (poly-cristalline) de l’ordre de 100 kWc sera installée, permet en moyenne l’économie d’au moins 45 tonnes d’émission de CO2 chaque année, soit 900 tonnes sur 20 ans. Cette économie correspond à la capacité d’absorption de CO2 de l’équivalent de 3500 arbres sur la même période.

 
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Le soleil, une énergie pour tous