Sortir des énergies polluantes pour un monde plus durable, tel est l’objectif vital que nous nous sommes fixé pour préserver notre belle planète. Les sources renouvelables prennent une place centrale dans la stratégie déployée. L’une d’entre elles concentre toutes les attentions : le soleil. L’énergie photovoltaïque que notre étoile nous envoie est en effet colossale et peut alimenter facilement toute la Terre (et même plusieurs), mais encore faudrait-il réussir à suffisamment capter cette manne. Alors, pour fournir en énergie le monde entier, combien faudrait-il installer de panneaux solaires ?
Un calcul difficile à établir
La réponse semble pourtant simple : on prend l’énergie consommée par la planète sur une année, on la divise par la valeur moyenne de production d’électricité d’un panneau photovoltaïque et le tour est joué. Facile certes, mais pas très intéressant… Le plus passionnant se révèle quand on cherche à affiner cette opération pour comprendre les enjeux du solaire. L’équation devient alors bien plus périlleuse à poser qu’il n’y paraît.
Quels panneaux photovoltaïques choisir et où les placer ?
Pour réussir cet exploit, doit-on utiliser des panneaux solaires plug and play, les modèles dernier cri produits par la NASA ou ceux qui sont les plus vendus sur le marché ? La question est importante, car les cellules photovoltaïques ne parviennent pas à capturer l’intégralité de l’énergie transmise par notre étoile. En fonction des différentes offres, les rendements se situent effectivement entre 6 % et 24 %. On imagine bien que cela influera sur le nombre de panneaux solaires pour fournir en électricité le monde.
L’emplacement de tous ces beaux panneaux pose un autre problème méthodologique. Une production optimale nécessite en effet un temps dégagé et une grande période d’ensoleillement durant toute l’année. Dès lors, les parties du globe proches des pôles sont éliminées. On se concentre notamment sur l’équateur où l’inclinaison du soleil varie peu et où les espaces sont très ensoleillés.
Électricité n’est pas énergie
Du côté des besoins mondiaux d’énergie, plusieurs questions se posent aussi pour le calcul. Doit-on prendre en compte l’électricité consommée ou l’énergie engloutie chaque année ? La différence est de taille entre les deux termes. Si l’on parle en effet d’énergie totale, il faut compter celle délivrée par l’essence dans les moteurs à combustion ou celle libérée par le gaz pour faire la cuisine. L’électricité procure de l’énergie comme les deux sources fossiles citées ci-dessus.
Le passage aux voitures électriques va par ailleurs faire grimper les besoins d’électricité, car il faudra compenser l’énergie délivrée auparavant par le pétrole. Rappelons que nous ne produisons pas cette énergie fossile, nous l’extrayons par forage depuis les entrailles de la planète et l’exploitons. Prendre en compte ou non l’énergie exigée par le trafic routier par exemple aura donc une grande implication dans le calcul du nombre de panneaux solaires nécessaires pour couvrir l’appétit en énergie du monde.
Le soleil a aussi ses défauts
Le problème avec l’énergie fournie par le soleil, c’est son intermittence. En effet, contrairement à notre consommation d’électricité qui est quant à elle permanente, notre étoile se couche immanquablement tous les jours pour faire place à la nuit. Si l’on met tous nos panneaux solaires d’un côté de la planète, il faut transporter l’énergie là où il fait noir. Les besoins évoluent aussi au fil de l’année, avec des étés qui s’annoncent de plus en plus gourmands en électricité et des hivers qu’il faudra continuer à réchauffer. Reste la solution des batteries pour les nuits, mais cela nécessiterait une quantité colossale.
Le nombre de panneaux solaires nécessaires
On ne va pas faire plus de suspens… Suivant les estimations, il faudrait entre 23 et 51 milliards de panneaux solaires pour couvrir les besoins en énergie du monde. Cette grande fourchette vient des difficultés listées ci-dessus. Toutefois, une chose est sûre : cela représente un nombre gigantesque de cellules photovoltaïques, ce qui peut décourager. On voit en effet la multiplication des problèmes pour réaliser cet objectif ambitieux. Si l’on creuse un peu pourtant, il y a de bonnes raisons d’être optimiste.
Des limites…
Concernant les emplacements de ces nombreux panneaux solaires, des endroits se démarquent. L’hémisphère Nord, l’ouest des États-Unis, l’Inde ou le Sahara seraient ainsi d’excellents candidats. On trouve d’ailleurs sur internet des sources qui affirment qu’une petite partie du fameux désert (entre 1 % et 2 % de sa surface) suffirait. Toutefois, ce serait sans compter sur le sable qui est le pire ennemi des installations électriques et électroniques. En outre, face à l’immensité du Sahara, autant de panneaux solaires représenteraient tout de même la superficie d’un pays comme Israël.
La recherche de matériaux risque par ailleurs de créer des tensions. Si des batteries sont sollicitées, il faudra une grande quantité de lithium, et cela demandera d’autant plus d’énergie pour trouver et exploiter les gisements. La construction des panneaux nécessite aussi du silicium. Les cellules photovoltaïques composaient déjà un cinquième de l’utilisation de la ressource en 2019.
En outre, cela coûterait une somme d’argent surréaliste : plusieurs dizaines de millions de milliards pour les estimations les plus hautes, d’autant plus qu’un panneau solaire possède une durée de vie limitée à plusieurs décennies. Il faudra donc les remplacer encore et encore. Toutefois, d’autres avancent des montants bien moins élevés (quelques trillions de dollars).
… Mais des solutions
Évacuons d’abord l’aspect financier. Depuis 2001, les guerres américaines en Irak et Afghanistan ont coûté au contribuable américain 5 trillions. Les dépenses pour réparer les dégâts du dérèglement climatique seront bien supérieures à long, voire moyen terme par rapport au prix des panneaux photovoltaïques.
Si le Sahara semble ne pas être indiqué pour installer des dizaines de milliards de panneaux, d’autres endroits ont tous les atouts pour fournir de l’énergie à la planète. Rappelons que la superficie d’un pays tel que la Slovénie serait suffisante. Néanmoins, les Slovènes risquent d’être mécontents s’ils se font envahir par des kilomètres carrés de cellules photovoltaïques.
La surface nécessaire peut paraître énorme, mais elle est à relativiser : par exemple, aux États-Unis, 41 % du territoire utilisé par la population est consacré à l’élevage bovin (ferme pour élever les vaches, champs pour les nourrir…). Il faudrait 100 millions de panneaux solaires pour alimenter Los Angeles. Et quand l’on connaît le nombre de parkings de la Cité des Anges, on voit apparaître des espaces à exploiter. Il serait en effet bien pratique de les coiffer de panneaux photovoltaïques, une solution que l’on pourrait multiplier à l’échelle de la planète…
Des milliards de panneaux solaires à disséminer partout
La transformation des toitures en moteur de la transition écologique se révèle être un levier bien plus puissant qu’il n’y paraît. Il suffirait en effet de recouvrir le haut d’un bâtiment sur deux pour arriver à alimenter la Terre. Avec de grands champs de panneaux solaires disséminés à des endroits stratégiques, cet objectif devient réalisable. Demeurent les contraintes politiques et économiques pour réellement mettre en place cet ambitieux projet.
