Orateur(s)
Dr Frédéric Boschini R&D Powder Manager (GREEnMat, ULiège)
Grégory Lewis Ingénieur R&D (Comet Traitements)

Les panneaux photovoltaïques : vers de nouvelles filières de valorisation

Résumé

En phase avec des enjeux d’aujourd’hui, nous ouvrions ce vendredi un autre volet du vaste champ de la transition énergétique, avec la question de la gestion des équipements arrivés en fin de vie. Que faire, par exemple, de l’important et croissant gisement de panneaux photovoltaïques usagés ?

C’est à cette question qu’ont répondu les deux acteurs réunis à la tribune, Gérgory Léwis (Comet Traitements) et Frédéric Boschini (ULiège).  Ceux-ci travaillent ensemble depuis plusieurs années sur le projet SolarCycle, initié dans le cadre d’un projet Plan Marshall soutenu par MecaTech et autour duquel s’est constitué un groupement d’intérêt économique (GIE) à finalité sociale avec Recma (entreprise à finalité sociale sérésienne, impliquée depuis 2012 dans le projet).

Grégory Léwis, Ingénieur R&D chez Comet Traitements, nous a d’abord présenté la situation actuelle du photovoltaïque en Europe ainsi que son cadre législatif. En pleine croissance continue, le parc photovoltaïque européen nécessite de développer des processus de recyclage et de mettre en place une nouvelle filière. C’était l’objet du projet de recherche Solarcycle (2012-2017) que Grégory Léwis n’a pas manqué de nous présenter.

[08:45] Après avoir rappelé l’origine du projet et ses acteurs, Grégory Léwis a énoncé les trois grands axes du projet :

  • la création de centre(s) de regroupement où les panneaux sont stockés et conditionnés en attente de traitement (Recma) ;
  • la conception et la mise en opération de procédés de démantèlement ;
  • le raffinage et la purification des matériaux (Comet Traitements).

[13:40] Grégory Léwis a évoqué plusieurs approches et techniques permettant de séparer les différents éléments à traiter (désencapsulation). Ces procédés font l’objet d’appels à projet européens, pour le silicium (Win2Wal) et les métaux précieux (EU H2020). Il a évoqué comment s’est constitué le GIE à finalité sociale, regroupant Recma et Comet Traitements et capitalisant sur les savoir-faire des deux entreprises pour fournir des solutions complètes en matière de recyclage des panneaux photovoltaïques.

[20:57] Après un rappel des différents composants d’un panneau photovoltaïque, Grégory Léwis a présenté la filière de démantèlement et de traitement mise en place par Solarycle. Seuls les panneaux photovoltaïques de la technologie silicium sont traités dans le cadre du projet mais ils représentent 90% des panneaux photovoltaïques en fin de vie. Les panneaux collectés puis stockés sont démantelés avec aide robotique (Recma). Il faut ensuite libérer les différents composants des feuillets restants (Comet Traitements). Grégory Léwis a expliqué les différentes valorisations possibles des fractions (verre, connecteurs inter-cellules contenant des métaux précieux, concentré métallique fin, fragments de silicium, matériau organique). Le taux actuel de valorisation des panneaux photovoltaïques est de 86%.

[35:28] Grégory Léwis a ensuite précisé que le développement de la filière de recyclage Solarcycle dépendra des volumes à capter et c’est pourquoi il a parlé d’une intégration dans les réseaux PVcycle (français et belge) mais aussi plus locaux. Il a terminé son exposé par les enjeux de Solarcycle, en tant que premier recycleur wallon de panneaux photovoltaïques :

  • développer les volumes issus du marché local ;
  • poursuivre les efforts de recherche ;
  • développer de nouvelles filières de débouchés.

Frédéric Boschini, Docteur en sciences chimiques (ULiège), et R&D powder Manager au sein du laboratoire Greenmat, (ULiège) a ensuite complété le propos en partageant des résultats de recherches en cours concernant, notamment, la valorisation du silicium.

[40:45] Il a commencé par évoquer la réutilisation versus le recyclage (gestion de la récupération des panneaux, garanties pour l’acheteur, coûts). Puis, après un court rappel de la composition d’un panneau photovoltaïque, Frédéric Boschini a parlé de sa valeur économique et expliqué pourquoi mettre le silicium au centre de l’attention. Il a également expliqué pourquoi une solution hybride recyclage/réutilisation est une fausse bonne solution et pourquoi Solarcycle a opté pour le recyclage des panneaux, qu’ils soient faiblement ou fortement endommagés.

[55:51] Frédéric Boschini a ensuite développé plusieurs techniques de démantèlement secondaires. Il a évoqué les problématiques liées au traitement thermique puis les objectifs et avantages du traitement par voie liquide en milieu hydrothermal, choisi par Solarcycle.

[1:05:08] La fin de l’exposé fut consacrée à la valorisation du silicium. Après avoir expliqué pourquoi la revalorisation du silicium dans la filière solaire est une fausse bonne idée, Frédéric Boschini a présenté une valorisation alternative sous la forme de poudre de silicium. Celle-ci peut être utilisée comme matériau d’anode pour batteries Li-ion, ce qui ouvre de nouvelles perspectives. Frédéric Boschini a soulevé quelques problématiques et verrous liés à cette nouvelle application ainsi que la stratégie mise en place pour les résoudre. Il a aussi présenté le procédé de valorisation du silicium comme matériau d’anode et l’évaluation des résultats. Il a ainsi été démontré que les gaufrettes de silicium utilisées dans les panneaux photovoltaïques peuvent être utilisées pour la conception d’un matériau hybride d’anode à haute valeur ajoutée.

Il a refermé son exposé en développant les perspectives pour ce projet.

Retrouvez ci-dessous le replay et les slides de cette rencontre :

Dans un contexte de transition énergétique, la gestion des équipements arrivés en fin de vie est devenue une vraie question. Ainsi, dans la foulée du projet Solarcycle, Comet Traitements et Recma ont décidé de s’associer afin de proposer une solution de recyclage au gisement croissant de panneaux photovoltaïques.

Grégory Lewis, Ingénieur R&D chez Comet Traitements, nous partagera la vision industrielle de la problématique liée à la filière et au recyclage du photovoltaïque.

Frédéric Boschini présentera, quant à lui, les principaux résultats de recherche du laboratoire GREEnMat (ULiège) relatifs à la désencapsulation et à l’extraction des différentes fractions. Cette rencontre sera également l’occasion de mieux cerner les possibilités de valorisation du silicium issu du recyclage comme matériau d’anode pour la conception de batteries Li-ion.

Ensemble, nos deux intervenants identifieront les défis liés à l’extraction et à la purification des différents matériaux contenus dans un panneau photovoltaïque et évoqueront dans quelle mesure les efforts R&D en cours ouvrent la voie vers de nouvelles filières de valorisation dès l’horizon 2024.

Le lien pour accéder à la conférence vous sera communiqué quelques jours avant l'événement.