Les impacts positifs et négatifs de la technologie solaire photovoltaïque sur l'environnement

Dans ce cours, vous allez :

  • Apprendre les principes fondamentaux de l'ingénierie du cycle de vie et des analyses du cycle de vie (ACV). Vous comprendrez comment les ACV sont menées et pourquoi.

  • Explorer la riche histoire du solaire photovoltaïque, de sa découverte en 1839 à aujourd'hui.

  • Découvrir les limites planétaires - les neuf facteurs qui définissent la capacité de la Terre à nous soutenir. Vous verrez combien de ces limites nous avons déjà dépassées et ce que nous pouvons faire pour redresser la situation.

  • Apprendre comment sont fabriqués les modules solaires en silicium cristallin, depuis l'extraction des matières premières jusqu'au contrôle de la qualité des modules assemblés.

  • Acquérir une compréhension approfondie de la fabrication des modules solaires à couches minces.

  • Voir l'ACV de la technologie solaire photovoltaïque afin de déterminer son impact sur la santé humaine, l'eau douce, le changement climatique, les écosystèmes et l'utilisation des sols.

  • Découvrir comment les impacts du solaire photovoltaïque se comparent à ceux d'autres centrales électriques basées sur des ressources renouvelables et non renouvelables.

  • Voir comment des scientifiques ont combiné les cadres d'ACV et de Limites Planétaires pour optimiser un réseau électrique national afin de limiter le changement climatique au moindre coût.

  • Découvrir si l'énergie solaire photovoltaïque est incluse dans ce mix technologique optimisé et pourquoi.

  • Apprendre à quel point les déchets solaires photovoltaïques devraient croître au cours des 30 prochaines années. Voyez comment ces matériaux peuvent être recyclés.

Contenu

Dans le cadre de cette formation, nous aborderons les questions suivantes

  • Introduction au changement climatique

    Quelles sont les causes du réchauffement de la planète ?

    Comment l'ingénierie du cycle de vie peut-elle contribuer à la lutte contre le changement climatique ?

  • Le solaire photovoltaïque : son passé, son présent et son avenir

    Comment la technologie solaire photovoltaïque a-t-elle évolué au fil du temps ?

    Quelle proportion de l'électricité actuelle est fournie par le solaire photovoltaïque ?

    Quel rôle le solaire PV jouera-t-il à l'avenir ?

  • L'analyse du cycle de vie et les limites planétaires : Les principes fondamentaux

    Qu'est-ce qu'une analyse du cycle de vie (ACV) ?

    Quelles sont les limites planétaires ?

    Quels paramètres environnementaux examinent-ils ?

    Quels sont les liens entre les indicateurs de l'ACV, les objectifs de développement durable des Nations Unies et les limites planétaires ?

  • La fabrication des modules PV

    Comment sont fabriqués les modules solaires en silicium cristallin et à couches minces ?

  • L'analyse du cycle de vie du solaire PV

    Le solaire photovoltaïque est-il une technologie verte ?

    Comment se compare-t-il aux autres technologies de production d'électricité renouvelables et non renouvelables ?

  • Le rôle du solaire PV dans le réseau électrique idéal

    Pourrions-nous créer un réseau électrique national qui combinerait les différentes technologies de génération d'énergie d'une manière qui nous permettrait de respecter les limites planétaires ?

    Combien cela coûterait-il ?

    Quel rôle le solaire photovoltaïque jouerait-il dans cette solution ?

  • Le recyclage des déchets solaires photovoltaïques

    Quelle quantité de déchets le solaire PV devrait-il produire au cours des 30 prochaines années ?

    Ces déchets peuvent-ils être recyclés ?

Caractéristiques

  • Durée : 4 heures

    Cette formation permet aux participants de suivre 4 heures de perfectionnement professionnel.

  • Niveau: Débutant

    Cette formation est destinée aux débutants dans le domaine du solaire photovoltaïque. Les participants plus avancés bénéficieront de cette discussion sur l'analyse du cycle de vie du photovoltaïque et de ses résultats par rapport au cadre des limites planétaires.

  • Clientèle visée

    Ingénieurs • Les passionnés de l'énergie solaire ayant une formation technique

  • Prérequis

    Aucun

  • Format : 100% en ligne, asynchrone

    Commencez instantanément et apprenez à votre rythme • Leçons en format vidéo • Accéder à la formation pendant 2 ans à partir de votre ordinateur ou de votre appareil mobile

  • Certificat partageable : Oui

    Obtenez une attestation de formation indiquant que vous avez suivi 2 heures de perfectionnement professionnel

L'énergie solaire photovoltaïque est-elle vraiment écologique? 

Apprenez comment déterminer les impacts environnementaux du solaire PV (ou de toute autre technologie, d'ailleurs)

dans cette formation.


Si vous effectuez une recherche sur l'internet sur le thème " la durabilité des systèmes solaires photovoltaïques ", votre navigateur affichera une multitude d'articles vantant les mérites de cette technologie comme étant verte, propre et prête à mener notre monde vers un avenir durable. Toutefois, vous tomberez également sur des articles dont le titre ressemble à celui-ci,


"L'énergie photovoltaïque est-elle vraiment durable ? "


D'où la question suivante : "Comment évaluer l'impact environnemental d'une technologie de manière systématique et objective ?" Nous répondons à cette question en utilisant la technologie solaire photovoltaïque comme exemple.


Lire la suite

Dans cette formation de 4 heures, nous allons déterminer si l'énergie solaire photovoltaïque est durable ou non en répondant à ces questions :


1. Comment faire en sorte que nos activités humaines ne dépassent pas la capacité de la planète à nous soutenir ?


2. Comment pouvons-nous utiliser les analyses du cycle de vie pour déterminer les impacts environnementaux d'une technologie ?


3. Comment pouvons-nous déterminer si les incidences environnementales d'une technologie sont suffisamment faibles pour nous permettre de l'exploiter sans dépasser les Limites Planétaires ?


4. Comment sont fabriqués les modules solaires ?


5. Comment les impacts environnementaux du solaire photovoltaïque se comparent-ils à ceux des autres technologies de génération d'électricité ?



Voici un résumé de quelques points clés.


Comment faire en sorte que nos activités humaines ne dépassent pas la capacité de la planète à nous soutenir ?


En 2009, Johan Rockström a dirigé un groupe de 28 scientifiques de renommée internationale pour proposer neuf limites planétaires. Il s'agit des limites des processus du système terrestre dans lesquelles l'humanité peut continuer à se développer et à prospérer pendant des générations.


Les 9 limites planétaires

 Limites planétaires

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Comment pouvons-nous utiliser les analyses du cycle de vie pour déterminer les impacts environnementaux d'une technologie ?


L'ACV est une technique utilisée pour déterminer les impacts environnementaux associés à toutes les étapes de la vie d'un produit, depuis l'extraction des matières premières jusqu'à l'élimination ou le recyclage, en passant par les étapes de transformation des matériaux, de fabrication, de distribution, d'exploitation, de réparation et d'entretien.


Cette figure montre les étapes du cycle de vie incluses dans la méthode d'ACV. Les entrées font référence aux matériaux et à l'énergie consommés au cours de chaque étape du cycle de vie, et les sorties représentent les émissions, telles que les gaz à effet de serre, les métaux lourds, les SOx, les NOx, etc.


Schéma de l'ACV

Analyse du cycle de vie (ACV)


L'ACV prend en compte les intrants matériels et énergétiques à toutes les étapes de la production des modules solaires et les processus utilisés pour fabriquer ce que l'on appelle en anglais le "Balance of System", également appelé BoS.


BoS désigne tous les éléments associés au système PV, autres que les modules solaires eux-mêmes. L'ACV considère alors également l'énergie et les matières premières utilisées pour produire ces éléments, comme le cuivre utilisé pour fabriquer les câbles.


Ces données sont ensuite utilisées pour calculer les valeurs des indicateurs de l'ACV qui, en fin de compte, déterminent les effets de la technologie sur la santé humaine, les écosystèmes, les ressources et le changement climatique.


Relation entre l'ACV et les impacts

Liens entre les indicateurs de l'ACV et les impacts


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Comment pouvons-nous déterminer si les incidences environnementales d'une technologie sont suffisamment faibles pour nous permettre de l'exploiter sans dépasser les Limites Planétaires ?


Les indicateurs de l'ACV peuvent être liés à 5 grands objectifs de développement durable, communément appelés ODD, à savoir :

ODD 3, Santé et bien-être de l'homme

ODD 6, Eau propre et assainissement

ODD 13, Action pour le climat

ODD 14, La vie sous l'eau, et

SDG 15, Vie sur terre


Les indicateurs d'ACV peuvent également être liés aux limites planétaires, comme indiqué ci-dessous.


Relier les indicateurs ACV aux ODD et aux limites planétaires

Liens les indicateurs de l'ACV, les ODD et les limites planétaires


Si nous étudions une technologie qui doit être mise en œuvre à l'échelle nationale, comme un réseau électrique national par exemple, les limites planétaires peuvent être mises à l'échelle pour définir les limites que le pays doit respecter afin de s'assurer que sa stratégie respectera la capacité de la Terre à nous soutenir.


Cependant, nous ne pouvons pas faire cela pour connaître l'impact d'un processus ou d'un produit spécifique à plus petite échelle sur la Terre. L'ACV aide à calculer les impacts, mais ne fournit pas d'indications sur la question de savoir si ceux-ci sont trop élevés ou suffisamment faibles par rapport au "système terrestre".


C'est là qu'intervient une nouvelle approche appelée la "comptabilité planétaire." Lorsqu'elle sera pleinement développée, la comptabilité planétaire reliera les limites planétaires à des quotas sur lesquels nous pourrons agir. Elle sera constituée de dix budgets mondiaux, incluant ceux du carbone, de l'azote, de l'eau et des terres forestières, répartis entre la population mondiale en unités mesurables.


Ainsi, les nations, les villes, les entreprises et même les particuliers pourront comprendre à quoi ressemble leur impact.


Comptabilité planétaire

Comptabilité planétaire



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Comment sont fabriqués les modules solaires ?

Dans cette formation, nous plongeons dans les processus de fabrication des modules solaires en silicium cristallin et à couches minces.


Le processus de fabrication des modules en silicium cristallin se déroule en trois étapes : l'étape des plaquettes, l'étape des cellules et l'étape des modules.  Ceci est vrai pour les PV solaires en silicium monocristallin et en silicium multicristallin. Toutefois, comme vous pouvez l'imaginer, l'étape de cristallisation est très différente pour ces deux technologies. La figure ci-dessous résume le processus de fabrication. Dans le cours, nous abordons chaque étape présentée ici de manière très détaillée.


Processus de fabrication des modules solaires en silicium cristallin
Fabrication des modules solaires en silicium


 

La production de modules solaires à couches minces est très différente. Elle se compose essentiellement d'une alternance d'étapes de dépôt de couches minces et de gravure. La gravure consiste à séparer le film semi-conducteur continu qui a été déposé lors d'une étape précédente, en cellules solaires distinctes connectées en série. Dans ce cours, nous abordons les processus de fabrication des deux technologies PV à couches minces les plus populaires, à savoir les cellules solaires au tellurure de cadmium (CdTe) et au séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS). Le déroulement général du processus est illustré ci-dessous.


 

Processus de fabrication des modules solaires à couches minces


Fabrication de modules solaires à couches minces


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Comment les impacts environnementaux du solaire photovoltaïque se comparent-ils à ceux des autres technologies de génération d'électricité ?

Le graphique ci-dessous montre les scores normalisés de l'ACV pour diverses technologies de production d'électricité. Le score de chaque indicateur ACV est pondéré en fonction de l'étendue de son impact, de sa réversibilité et de son effet sur les limites planétaires respectives. Ainsi, un poids moindre est accordé aux effets d'eutrophisation et de toxicité, tandis qu'un poids plus important est attribué au changement climatique. Plus le score est faible, plus la technologie est propre.


Scores normalisés et pondérés de l'ACV pour diverses technologies de production d'électricité

Technologies classées par leurs scores ACV

 

Nous constatons que le PV à couches minces est la 4e technologie la plus propre, après l'hydroélectricité efficace, le nucléaire et le CSP à tour.  Nous constatons également que l'énergie éolienne arrive juste après les couches minces et est environ deux fois plus propre que le PV multicristallin.


Toutefois, notre analyse ne s'arrête pas là. Nous sommes conscients qu'il ne suffit pas de déterminer quelles technologies ont les "meilleurs scores d'ACV".  Une fois que l'ACV nous permet d'identifier les technologies les plus propres, la question devient : "Leurs impacts environnementaux sont-ils suffisamment faibles pour permettre à l'humanité de respecter la capacité de la Terre à nous soutenir ?"


Nous devons également nous rendre compte que les ressources énergétiques nécessaires pour alimenter les technologies présentées dans le graphique ne sont pas réparties uniformément sur la Terre. Le coût est également une question à prendre en compte.


Dans ce cours, nous explorons ces sujets en répondant aux questions suivantes.

  • Existe-t-il une combinaison de technologies énergétiques qui nous permettrait de rester à l'intérieur des limites planétaires ?
  • Combien cela coûterait-il ?
  • Quel rôle le solaire photovoltaïque jouerait-il dans cette combinaison ?


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Exemple d'une leçon vidéo

Témoignages

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Programme de la formation

  • 2

    Introduction au changement climatique

  • 3

    Le solaire photovoltaïque : son passé, son présent et son avenir

    • Aperçu

    • Le solaire photovoltaïque : son passé, son présent et son avenir (21 min)

    • Exercise

  • 4

    L'analyse du cycle de vie et les limites planétaires : Les principes fondamentaux

    • Aperçu

    • L'ACV et les limites planétaires : Les principes fondamentaux (22 min)

    • Exercise

  • 5

    La fabrication des modules PV en silicium

    • Aperçu

    • La fabrication des modules PV en silicium (27 min)

    • Exercise

    • Aux nouvelles ! (6 min)

  • 6

    La fabrication des modules PV à couches minces

    • Aperçu

    • La fabrication des modules PV à couches minces (38 min)

    • Exercise

    • Cellules solaires ultrafines : vers le photovoltaïque de demain (6 min)

  • 7

    L'énergie solaire photovoltaïque est-elle durable ?

    • Aperçu

    • L'ACV du solaire PV (29 min)

    • Exercise

    • Controverse (8 min)

  • 8

    Le rôle du solaire PV dans le réseau électrique idéal

    • Aperçu

    • Le rôle du solaire PV dans le réseau électrique idéal (13 min)

    • Exercise

    • La Chine, un absent de taille à la COP26 (4 min)

  • 9

    Le recyclage des déchets solaires photovoltaïques

    • Aperçu

    • Le recyclage (12 min)

    • Exercise

  • 10

    Obtenez votre attestation de formation

    • Instructions

    • Examen (10 questions)

  • 11

    Faites-nous part de vos commentaires

    • Sondage (3 questions)

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Formatrice

Ingénieure chimiste

Marianne Salama, ing., MBA

Madame Salama est présidente et fondatrice d'iPolytek, une entreprise dont la mission est d'offrir des formations sur les dernières avancées en ingénierie et de relier ces innovations aux enjeux les plus pressants de notre temps: le changement climatique, la qualité de l'eau et de l'air, et le développement durable.

Madame Salama est ingénieure chimiste avec plus de 18 années d'expérience dans le domaine du traitement de l'eau et de l'air à l'ozone. Elle a travaillé pour des entreprises de haute technologie, notamment Ozomax, CAE et IBM. Elle est diplômée de l'Université McGill (B. Ing.) et titulaire d’une maîtrise en administration des affaires (MBA) de John Molson School of Business. Membre de l’Ordre des ingénieurs du Québec (OIQ) et l'International Society of Sustainability Professionals, Madame Salama écrit sur divers sujets, incluant les technologies environnementales, les ressources renouvelables et la transition énergétique.

« Pour moi, l’ingénierie consiste à rendre le monde meilleur — une idée, une conception, un projet à la fois. »

Foire aux questions

  • Est-ce que vos cours ont été approuvés par l'Ordre des ingénieurs du Québec (OIQ)?

    L’Ordre ne procède à aucune reconnaissance ou accréditation d'activités de formation, de formateurs et de fournisseurs d'activités de formation.

  • Combien de temps ai-je pour terminer la formation ?

    Vous avez deux ans pour compléter le cours une fois que vous l'avez acheté.

    Votre facture indiquera la date à laquelle votre inscription au cours expire. Vous recevrez une notification par courriel 30 jours avant la date d'expiration de votre inscription.

  • Quelle est votre politique de remboursement?

    En raison de la nature numérique de nos cours, nous n'effectuons aucun remboursement. Nous vous encourageons à prévisualiser nos cours et à télécharger gratuitement les notes de cours avant de faire votre achat.

    Nos cours ont été conçus pour répondre aux exigences du RÈGLEMENT SUR LA FORMATION CONTINUE OBLIGATOIRE DES INGÉNIEURS établies par l'Ordre des ingénieurs du Québec (OIQ). L’Ordre ne procède à aucune reconnaissance ou accréditation d'activités de formation, de formateurs et de fournisseurs d'activités de formation.

    Il incombe à l'ingénieur de déterminer si une activité respecte les exigences établies par l'Ordre. Il incombe également à l'ingénieur de maintenir et de soumettre des attestations de formation continue à l'OIQ.

Formation continue OIQ

Ce cours a été conçu pour répondre aux exigences de formation continue établies par l'Ordre des ingénieurs du Québec (OIQ). L’Ordre ne procède à aucune reconnaissance ou accréditation d'activités de formation, de formateurs et de fournisseurs d'activités de formation. 


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Pour plus de renseignements, consultez ce document publié par l'OIQ: Tableau synthèse des activités de formation continue.

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