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Energie grise dans un système photovoltaïque

Mis à jour le 13/12/2012

On appelle " énergie grise" l'énergie nécessaire pour permettre la consommation de l'énergie utile.

Cellules photovoltaïques en film mince

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Si l'on prend l'exemple du chauffage à mazout, la mesure du niveau du réservoir constitue la seule indication de la consommation d'énergie qui est fournie. Mais à cette consommation directement perceptible s'ajoutent les éléments suivants:

  • production du carburant (extraction et transport du pétrole, raffinage, désulfuration, livraison),
  • construction de la chaudière à mazout (fabrication, chauffage et éclairage des usines correspondantes),
  • construction des infrastructures (réservoir à mazout et cheminée, énergie électrique pour l'exploitation de la chaudière et des pompes de circulation),
  • entretien du système de chauffage (pièces de rechange, ateliers de service technique, ramoneur, contrôle officiel des valeurs d'émission),
  • élimination ou recyclage (chaque étape du processus produit des déchets).  

La somme de l'énergie consommée pour ces besoins annexes est appelée "énergie grise" et il faut une certaine quantité afin de produire de l'énergie utile. Cependant, le rapport entre l'énergie grise et l'énergie utile est positif pour les énergies renouvelables et négatif pour tous les autres supports énergétiques.


Energie grise liée à l'installation d'un système photovoltaïque

Les cellules photovoltaïques mono et polycristallines sont fabriquées à partir de tranches de silicium cristallisé. La purification et la cristallisation de silicium sont les parties du procédé de fabrication qui demandent le plus d'énergie. Ensuite, il faut couper le cristal en tranches et les assembler en module.

Le calcul de l'énergie consommée pendant ce procédé est complexe car l'industrie photovoltaïque récupère une partie du silicium de l'industrie micro-électronique, et d'autres facteurs concernant le conditionnement entre en jeu. L'énergie nécessaires pour la fabrication et l'installation d'un système photovoltaïque raccordé au réseau est estimée à environ 600 kWh/m².

Dans le cas le modules photovoltaïques amorphes, très peu de matériau semi-conducteur est utilisé et c'est la fabrication du support de la couche mince qui demande la plus grande quantité d'énergie. L'énergie nécessaires pour la fabrication et l'installation d'un système photovoltaïque raccordé au réseau est estimée à environ 420 kWh/m².

La croissance constante du marché mondial encourage l'industrie photovoltaïque à améliorer les performances des modules et des procédés de fabrication industrielle. Ainsi la part d'énergie grise diminue par rapport à la productivité globale.

L'énergie grise incorporée dans les systèmes photovoltaïques
mesurées en années de production, suivant les techniques
actuelles et les techniques prévisibles dans un avenir proche,
d'après le NREL, Ministère de l'Énergie des Etats-Unis

En septembre 2011, le fabricant international d'origine norvégienne, REC, a mis au point un procédé propriétaire novateur de réacteur à lit fluidisé (FBR), qui permet de réduire de manière significative la quantité d'énergie requise pour la production de silicium polycristallin solaire.
Avec cette technologie unique, REC devient la première société à produire des modules photovoltaïques de qualité solaire dotés d'une durée d'amortissement énergétique d'une seule année.


Eolien en comparaison du photovoltaïque

Les éoliennes les plus performantes produisent jusqu'à 35 fois plus d'énergie qu'il a fallu consommer pour leur fabrication.

D'après une étude en avril 2005 du fabricant Vestas au Danemark, l'éolienne off-shore V90 de 3 MW produit l'énergie nécessaire pour sa fabrication dans 6,8 mois, et elle est conçue pour fonctionner 20 ans. Pendant ces 20 ans, elle doit produire 280.000 MWh et ainsi évite l'émission de 230.000 tonnes de CO2 (par rapport aux émissions d'une centrale thermique au charbon utilisée au Danemark, et en France pendant l'hiver).

De plus, la plupart des composants de l'éolienne peuvent être recyclés en fin de vie.

Article mis à jour le 13/12/2012

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