Globalement favorable sur l’ensemble du cycle de vie, le bilan carbone d’un panneau solaire photovoltaïque (PV) dépend surtout de sa fabrication, de son lieu de production et de sa longévité.
Le bilan carbone d'un panneau solaire photovoltaïque se situe entre 23 et 44 g de CO₂/kWh sur l'ensemble de son cycle de vie, un niveau très inférieur à celui des énergies fossiles.
La fabrication du module concentre l'essentiel des émissions, notamment via l'extraction du silicium, tandis que la phase d'exploitation n'émet aucun CO₂ pendant 25 à 30 ans en moyenne.
Le lieu de fabrication change tout : un panneau produit en Chine émet près de deux fois plus de CO₂ qu'un panneau fabriqué en France, grâce à un mix électrique moins carboné.
Plus de 95 % de la masse d'un panneau est aujourd'hui recyclée (verre, aluminium), ce qui réduit encore l'empreinte carbone des installations photovoltaïques.
Pour mesurer l’empreinte carbone d’un panneau solaire, il faut raisonner en analyse de cycle de vie (ACV) :
Plusieurs paramètres font varier l’impact environnemental d’un panneau solaire. Le premier est le mix électrique utilisé pour fabriquer le module. Par définition, une production alimentée par des énergies fossiles émet davantage par rapport à une autre alimentée par une électricité peu carbonée.
Le second facteur est la quantité de matière nécessaire pour produire chaque watt-crête (Wc) de puissance. Viennent ensuite le rendement du panneau, sa durée de vie et les distances de transport. À ces données s’ajoutent les étapes d’assemblage, de logistique et de recyclage. Elles pèsent moins en comparaison de la fabrication, mais restent bien intégrées au cycle de vie du panneau photovoltaïque.
L’objectif est d’additionner toutes les émissions sur toute la durée d’usage, puis de les rapporter à l’électricité produite pendant toute sa durée de fonctionnement. Le résultat (autrement dit, l’empreinte carbone) est exprimé en grammes d'équivalent CO₂ par kilowattheure (gCO₂eq/kWh).
Dans la pratique, l’analyse du cycle de vie d’un panneau solaire s’appuie sur des hypothèses standardisées :
Plus de 95 % de la masse d'un panneau photovoltaïque est aujourd'hui recyclée.
Le verre et l'aluminium (qui constituent la majeure partie du poids d'un panneau) sont récupérés pour être réinjectés dans des cycles industriels.
Les composants restants (comme certains polymères), impossibles à recycler mécaniquement, sont énergétiquement valorisés (production de chaleur ou d'électricité) ou sont éliminés de façon sécurisée.
En France, la collecte et le traitement des panneaux photovoltaïques usagés sont entièrement pilotés par l'éco-organisme Soren.
Plus l’installation solaire produit longtemps et efficacement, plus le bilan carbone panneau solaire s’améliore.
L’Agence de la transition écologique (ADEME) situe le photovoltaïque dans une fourchette de 23 à 44 g de CO₂/kWh sur le cycle de vie. Une valeur de 43,9 gCO₂eq/kWh est associée à un mix électrique chinois, 32,3 gCO₂eq/kWh à un mix électrique européen et 25,2 gCO₂eq/kWh à un mix électrique français.
La fourchette varie selon la méthode retenue, l’année de référence et les hypothèses de fabrication. Certaines publications pédagogiques retiennent encore une valeur de 55 gCO₂eq/kWh pour illustrer un ordre de grandeur plus prudent.
Cet écart ne signifie pas que les chiffres se contredisent. Il montre surtout l’évolution de l’empreinte carbone des panneaux solaires avec les progrès industriels, la décarbonation des procédés et l’amélioration des chaînes d’approvisionnement.
La fabrication du module (en particulier l’extraction et la purification du silicium, la production des cellules et l’assemblage final) concentre l’essentiel des émissions de CO2 du panneau solaire. L’exploitation, elle, n’est pas émettrice puisqu’une installation PV ne brûle pas de combustible pour produire de l’électricité.
Le délai nécessaire pour que l’électricité produite compense les émissions initiales de fabrication est appelé temps de retour carbone (TRC). Il varie selon le lieu de fabrication et d’installation (France, Europe...), mais aussi en fonction de l’hypothèse* et de la méthode** retenue*, avec des ordres de grandeur de 1 à 35 ans. Ce délai reste généralement inférieur à la durée de vie d’une installation moderne (25 ans en moyenne).
Sur la base du guide de facteur d’émission de l’Ademe, pour un panneau PV fabriqué/installé en France, le temps de retour carbone est estimé à 19 ans5. Autrement dit, le bilan carbone d’un panneau solaire devient favorable une fois ce temps écoulé.
* À partir de l’énergie grise ou des émissions initiales vs le facteur d’émission
** Jancovici, Hespul ou guide de facteur d’émission de l’Ademe
Pour aller plus loin, découvrez notre article sur la durée de vie des panneaux solaires.
L’origine du module a une influence sur l’empreinte carbone du panneau solaire car la fabrication dépend du mix électrique local. Quand l’électricité utilisée en usine est plus carbonée, le bilan carbone du panneau solaire se dégrade mécaniquement par rapport à un panneau produit dans un système électrique moins émetteur.
À partir des chiffres énoncés précédemment, un panneau fabriqué en Chine présente une empreinte carbone environ 35 % plus élevée par rapport à un module fabriqué en Europe et près de deux fois plus élevée par rapport à un module fabriqué en France.
Choisir un panneau solaire chinois vs européen ou français, ce n'est pas seulement une question de provenance géographique, mais aussi et surtout de chaîne de valeur et d'électricité mobilisée en usine. Quand la fabrication se fait en Europe ou en France, l’empreinte carbone d’un panneau solaire baisse en raison d’un mix électrique moins carboné et, souvent, d’une meilleure maîtrise logistique.
Sur le cycle de vie, le photovoltaïque se situe nettement en dessous des énergies fossiles, même s’il reste au-dessus du nucléaire français. Nous relevons des chiffres, nous l’avons vu, autour de 25 à 44 gCO₂eq/kWh pour le solaire, contre 4 gCO₂eq/kWh pour le nucléaire, et plusieurs centaines pour le gaz (418 gCO₂eq/kWh) ou le charbon (1 060 gCO₂eq/kWh).
Cette comparaison ne dit pas tout : le solaire apporte une production locale, modulable et déployable rapidement.
Pour aller plus loin, consultez notre article sur l’énergie solaire en France.
Plusieurs leviers sont à la portée des usagers pour diminuer l’impact environnemental de leurs panneaux solaires photovoltaïques.
Le premier critère à considérer est l’empreinte carbone déclarée par le fabricant ou par une base de référence fiable. Il est utile d’observer le lieu de fabrication, le type de technologie, le rendement et, si possible, de se baser sur une analyse de cycle de vie du panneau solaire documentée et vérifiable. Il est par ailleurs pertinent de privilégier des panneaux conçus pour durer, avec de bonnes garanties produit et performances.
La logique actuelle de recyclage des panneaux solaires réduit la dépendance à l’extraction de nouvelles matières premières. Elle influence ainsi de manière positive l’empreinte carbone des panneaux photovoltaïques.
Le bilan carbone d’un panneau solaire est faible au regard des sources fossiles, mais il dépend fortement du lieu de fabrication, des matériaux utilisés et de la durée de vie du module. En pratique, un module bien choisi et bien exploité offre une empreinte carbone favorable sur l’ensemble de son cycle de vie.
Le calcul repose sur la quantité d’électricité produite par le panneau, multipliée par le facteur d’émission de l’électricité qu’il remplace. En retirant l’électricité solaire du mix, il est possible d’estimer les émissions évitées sur la durée de vie de l’installation.
À la différence du gaz, du charbon ou du fioul, un panneau solaire n’émet pas de CO₂ pendant son fonctionnement. Les émissions sont concentrées en amont, lors de la phase de fabrication. Au fil des années, elles sont compensées par l'électricité bas carbone produite.
Le bilan carbone panneau solaire Jancovici n’est pas forcément en contradiction avec celui de l’ADEME. Il dépend surtout des hypothèses retenues. L’essentiel est de comparer des ordres de grandeur construits sur le même périmètre d’analyse.
