Définition du flux
Les panneaux photovoltaïques sont inclus dans le champ d’application depuis la transposition de la Directive 2012/19/UE. Ils sont regroupés dans la catégorie 11 et sont considérés comme des DEEE de type ménagers.
En 2015 (source ADEME), les panneaux photovoltaïques représentaient 4% des mises en marché des EEE.
Il existe différentes technologies de panneaux photovoltaïques.
- Les technologies silicium cristallin
Les panneaux photovoltaïques composés de cellules à base de silicium cristallin sont majoritaires (environ 85 % de parts de marché à l’heure actuelle). Ce sont les premiers panneaux qui ont été développés. - Les technologies à couche mince
Ces modules consistent en un support, le substrat (souvent en verre ou en plastique), supportant une fine couche de matériaux semi-conducteurs. Selon le type de matériau utilisé, on distingue les modules :- Silicium amorphe et micromorphe (une combinaison de silicium amorphe et silicium microcristallisé), et tellure de cadmium (CdTe)
- Cuire-Indium/Gallium-Diselenure/Disulfure (CIS/CIGS)
Ces technologies à couche mince représentent environ 15 % de parts de marché actuellement, la grande majorité étant les modules CdTe, Silicium amorphe et micromorphe.
Composition des panneaux photovoltaïques
| Type | Matériaux | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Verre | Aluminum | Autres matériaux (incluant métaux stratégiques) | Autres matériaux (environ 1%) | Métaux stratégiques | Matériaux toxiques | ||
| Silicium cristallin | Monocristallin | 74% | 10% | 16% | EVA, tedlar, silicium, colle | Argent | Plomb |
| Polycristallin | |||||||
| Couches minces | Silicium amorphe | 86% | < 1% | 14% | Glycol, MDI | Indium, Germanium | - |
| CdTe | 95% | < 1% | 4% | EVA | - | Cadmium | |
| CIGS | 84% | 12% | 4% | EVA | Indium, Gallium | Cadmium | |
Source: Cabriss 2015 PV waste collection, selection, and dismantling, materials extraction
Dépollution et recyclage du flux
Parmi l’ensemble des technologies développées jusqu’à aujourd’hui, il existe deux principales méthodes de traitement des panneaux photovoltaïques, le traitement mécanique et le traitement thermique.
Ces 2 méthodes sont précédées par une opération de démantèlement, qui consiste à extraire les câbles, les boitiers de jonctions et les cadres en aluminium.
- Traitement mécanique.
Cette méthode est basée sur le broyage de la fraction laminé suivi d’un criblage, puis d’une série de procédés (overband, courant de Foucault, tri optique,…).
Le procédé de traitement mécanique est actuellement utilisé pour le recyclage des panneaux photovoltaïques de première génération à base de silicium atteignant leur fin de vie, ce qui représentent plus de 90% des déchets collectés. Elle permet des rendements de récupération de plus de 80% du poids d’entrée, composée principalement de verre, métaux ferreux et non-ferreux ainsi que certains matériaux semi-conducteurs utilisés dans les modules photovoltaïques.
Le verre résultant du recyclage des panneaux photovoltaïques est mélangé avec du calcin de verre standard et en partie valorisé en fibre de verre ou produits d’isolation et en partie dans des produits d’emballage en verre. Les métaux et les matières plastiques peuvent être utilisés pour la production de nouvelles matières premières. - Traitement thermique
Le procédé de traitement thermique est basé sur un processus chimique. Les différents matériaux constituant le laminé sont séparés : l’EVA (Ethylène Acétate de Vinyle), les cellules solaires, etc., ce qui permet de récupérer des matériaux précieux tels que Si, Cu, In, Al, Ag ….
Plan de progrès proposés
Un l’éco-label européen concernant les panneaux photovoltaïques est en cours de discussion.
Etude BIO Intelligence Service pour l’ADEME 2010. Etude du potentiel de recyclage de certains métaux rares : partie 2.
Okopol (2007). Study on the development of a take back and recovery system for photovoltaic products.
Cabriss 2015 PV waste collection, selection, and dismantling, materials extraction.