Les panneaux solaires photovoltaïques convertissent directement l’énergie radiative du soleil en électricité. Il en existe dif-
férents types. Dans le cadre de la transition énergétique actuelle, les chercheurs continuent à explorer différentes pistes
d’évolution des techniques afin de les rendre plus efficaces et/ou plus respectueuses de l’environnement.
Document 1 : Les panneaux photovoltaïques monocristallins
Un panneau photovoltaïque est constitué de divers matériaux dont l’extraction n’est pas neutre du point de vue
environnemental et social. La production de panneaux solaires, fortement encouragée par les subventions d’Etat, a
explosé ces dernières années.
La très grande majorité des panneaux solaires est constituée de silicium cristallin, élément que l’on extrait du sable
ou du quartz. Ces panneaux monocristallins sont ceux qui présentent les taux de rentabilité les plus élevés. Leur
fabrication étant complexe, ils coûtent cher.
En Chine, des scandales de rejets massifs dans l’atmosphère de poudre de silicium (matière première de la cellule
photovoltaïque, disponible en abondance), et de pollution causée par les opérations de raffinage du silicium ont été
dénoncés et documentés au cours des dix dernières années.
Aujourd’hui, au terme de leur durée de vie optimale (estimée à environ 25 ans) les panneaux photovoltaïques, qu’ils
aient été construits en Chine ou en Europe, sont recyclables entre 95 et 99% pour la plupart des constructeurs.
D’après les sites Greenpeace.fr et engie.fr
Document 2 : Des cellules photovoltaïques biologiques
La photosynthèse est une réaction biochimique produisant de l’énergie chimique à partir de la lumière solaire. Cette
conversion repose sur des complexes moléculaires appelés photosystèmes. Ces derniers sont composés de protéines et
d’un pigment appelé chlorophylle. En réaction à l’absorption de photons, les photosystèmes éjectent des électrons.
Voilà de l’électricité...
Andreas Mershin du Massachusetts Institute of Technology (MIT), en collaboration avec ses partenaires, est parvenu
à créer une cellule photovoltaïque biologique. À partir d’algues vertes, ils ont d’abord extrait des photosystèmes.
Après quelques modifications, ils sont ensuite parvenus à les associer à un semi-conducteur. Les électrons éjectés par
les complexes moléculaires en présence de lumière sont ainsi utilisés pour la production de courant électrique.
Ce procédé utilise des matériaux biologiques renouvelables sans nécessiter de composés chimiques toxiques ni une
fabrication coûteuse en énergie. La fabrication de panneaux solaires biologiques serait également bon marché et facile
à mettre en place dans de nombreux laboratoires. Pour de tels panneaux solaire, l‘énergie électrique annuelle produite
par unité de surface atteint actuellement 81 · 10−6 W·h·cm−2 (Watts heure par centimètre carré). Cette valeur est bien
en-deçà des 106 · 10−4 kW·h·cm−2 développés en moyenne par des cellules photovoltaïques en silicium monocristallin
en condition standard.
D’après SCIENTIFIC REPORTS du 2 février 2012
Document 3 : Quelques valeurs
Consommation annuelle moyenne
Surface moyenne de toiture
Maison basse consommation de
100 m2
5000 kWh
120 m2
Consommation annuelle moyenne
Superficie
Ville de Paris
31 500 · 109 W·h
105,4 km2
Superficie
France métropolitaine (Source
INSEE, 2016)
543 965 km2
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