Route solaire

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Chantier d'application pré-commercial sur la commune de Tourouvre au Perche en Normandie, mis en service en décembre 2016.

Une route solaire est une route dont la couche supérieure de la chaussée est faite de panneaux photovoltaïques[1].

Histoire[modifier | modifier le code]

L’idée d'utiliser des panneaux solaires sur le réseau routier date des années 2000; un couple d’américains avait créé la société Solar Roadways[1]. Selon l'Usine Nouvelle, cette route solaire américaine a « un facteur de charge de 0,782%. L’installation aura coûté 20 fois plus que la centrale solaire de Cestas, tout en étant 20 fois moins efficace ! »[2].

Des expérimentations sont lancées dans plusieurs pays sur de très petites sections de route[1]. La route solaire normande mesure 1 kilomètre et la Ministre de l'écologie Ségolène Royal a annoncé en vouloir 1000 kilomètres.

Pays-Bas[modifier | modifier le code]

SolaRoad

La première piste cyclable faite de panneaux solaires, SolaRoad est un test réalisé le 21 octobre 2014[3], à Krommenie aux Pays-Bas[4],[5]. Le chemin a été ouvert officiellement en novembre 2014 par le ministre de l'énergie des Pays-Bas, Henk Kamp[6]. Les 140 mètres-carrés ont coûté 3,5 millions d'euros, soit 25.000 € le mètre-carré. Cette route solaire a produit 9,800 kWh en une année. Si elle produisait à ce niveau pendant 20 ans sans dégradation de rendement (ce qui reste à démontrer), alors le coût serait de 17,8 €/kWh. Le coût du solaire standard est d'environ 0,05€/kWh. Craig Morris, spécialiste américain des énergies renouvelables, estime que ce projet est absurde et « espère que cela sera le dernier »[7]. La production de 70 kWh par mètre carré et par an est deux à trois fois plus faible que celle d'une toiture photovoltaïque.

En France[modifier | modifier le code]

Les partenaires du projet Wattway sont la filiale "routes" de Bouygues, Colas, et le CEA Tech[8]. Le PDG de Colas, le 14 octobre 2015 dans Les Echos (propos largement repris par d'autres médias): «Si on recouvrait un quart des routes, on assurerait l’indépendance énergétique de la France (...) Nous serons au même prix qu’une ferme solaire, de manière à constituer une alternative à ce mode de production d’électricité photovoltaïque». Il estimait donc cette technologie capable en France de remplacer les centrales nucléaires. Une vidéo promotionnelle[9] avait été diffusée dans la foulée sur la chaîne Youtube du groupe Colas, dessinant la perspective de sauver le monde entier avec les routes solaires. De son côté l'INES (CEA) publiait un communiqué évoquant à plusieurs reprises une "prouesse" et affirmant que la route solaire était quasi-aboutie, qu'elle n'était plus au stade de prototype: "Wattway est déjà passé du stade de prototype à celui de l’industrialisation. Sur l’échelle TRL (Technology Readiness Level), qui évalue le niveau de maturité d’une technologie jusqu’à son intégration dans un système complet et son industrialisation, Wattway atteint le niveau 7 : "démonstration dans un environnement opérationnel"" Le 8 novembre 2018, le site web du magazine Science et Vie a publié un message totalement opposé a celui du PDG de Colas: "on ne remplacera jamais une centrale nucléaire par des routes solaires."[10] Lors du salon Pollutec 2016 le directeur de Wattway a comparé le coût de la route solaire normande (Tourouvre) à celui du solaire standard, estimant qu'il allait falloir baisser les coûts d'un facteur "compris entre 10 et 20" estimant avec le sourire aux lèvres que la barre était haute [11] Ce comparatif a beaucoup de sens non seulement parce qu'il ne s'agit pas de prototypes (comme l'a souligné l'INES), mais surtout parce qu'il permet de mesurer l'ampleur des progrès qu'il reste à accomplir dans la perspective d'atteindre la compétitivité promise par le PDG de Colas.

Les panneaux photovoltaïques sont protégés par une résine protectrice[1] particulièrement résistante mais très coûteuse, et collés sur la chaussée. Beaucoup d'énergie est consommée pour produire la résine et la colle. Le coût d'investissement (route normande) s'élève à cinq millions d'euros[12], ceci sans compter le coût du raccordement au réseau électrique qui a été offert par Enedis.

Après des expérimentations sur quatre sites pilotes[8], un projet est inauguré par Ségolène Royal en décembre 2016 à Tourouvre-au-Perche sur un tronçon long de 1 km[1]. Cette section de route normande est empruntée par deux mille véhicules quotidiennement. Elle est pavée de 2 800 m2 de dalles « made in France »[8], avec une puissance de 120 Watts par mètre-carré, soit environ deux fois moins que le solaire standard.

Pour Olivier Appert, délégué général de l'Académie des Technologies et ex-président du comité français du conseil mondial de l'énergie, le concept de route solaire est « énergétiquement et économiquement absurde »[13]. L'ingénieur australien Dave Jones a publié une série de vidéos démontrant par A+B pourquoi ce projet est selon-lui « incroyablement stupide »[14]. La production de la route solaire normande pour les mois de 2017 et 2018 a été mise en ligne par le site spécialisé BDPV[15]. En 2018 la production est un tiers inférieure à celle de 2017, cette dernière ayant été deux fois plus faible que prévu. Selon le Conseil Départemental de l'Orne elle a été en travaux tout au long de l'année 2018. Colas serait en train de tester de nouveaux produits, il est étrange de le faire sur une route solaire neuve (elle n'est âgée que de 2 années).

Un mur en béton, jugé peu esthétique par les élus normands, a été placé tout au long du kilomètre de route solaire pour cacher divers matériel électrique (onduleurs etc.). Il est prévu de consommer 44.000 € additionnels (dont 60% d'argent public) pour tenter de camoufler ce mur avec une fresque street-art. Des personnalités emblématiques, peut-être Ségolène Royal, y seront dessinées a rapporté le le journal Ouest-France le 14 novembre 2018. Pour Michael Liebreich, le fondateur de l'agence BNEF (Bloomberg New Energy Finance), l'aspect excentrique du solaire routier risque d'être dommageable à l'image de l'industrie photovoltaïque dans son ensemble[16].

Le projet est critiqué en raison d'une incertitude sur le rendement énergétique et le coût est considéré comme très élevé[1]. La production observée durant l'année 2017 a été de 150 MWh, ce qui est deux fois moins que ce qui était prévu. 340 kW d'énergie solaire en toiture permettent de produire 350 000 kWh par an avec un facteur de capacité de 12 % en Normandie. Si les panneaux sont posés à plat, la production théorique est alors de 285 000 kWh par an en Normandie selon l'outil de calcul du NREL américain. Les 150 000 kWh produits concrètement par la route solaire normande posent donc sérieusement problème. Il correspondent à seulement 53 % des 285 000 kWh théoriques.

Si cette route solaire était capable de produire pendant 15 ans, alors le coût serait de 5 M€ / (150 MWh/an x 15 ans) = 2,2 €/kWh. Le solaire standard (centrales au sol) coûte en France (2018) 0,05 €/kWh. Le coût d'investissement revient à 17 euros le watt-crête alors que le prix de revient est de 1,30 euro en grande toiture[8]. Ainsi, pour le président du Syndicat des énergies renouvelables se pose la question de la possibilité de réduction des couts[17]. Sur les 17€ le module Wattway représente 6€ (la résine qui protège les cellules photovoltaïques de l'écrasement coûte cher), le reste (11€) porte sur le BoS (Balance of System). Le coût de la main d’œuvre pour la pose (qui est complexe en milieu routier) semble particulièrement élevé et la colle coûte cher.

Il existe aussi une réserve au sujet de la résistance dans la durée au passage des poids lourds et aux intempéries[18]. La route solaire vendéenne de Bellevigny, où le trafic automobile est pourtant très inférieur à celui d'une autoroute, a duré 18 mois (un an et demi). Elle a dût être retirée. Une centrale solaire standard dure 30 ans, soit 20 fois plus longtemps.

Portion de route solaire installée à côté de l'INES à Savoie Technolac.

Avec une subvention d'État de 5 millions d'euros pour le premier kilomètre, Bloomberg New Energy Finance considère que « Les routes solaires semblent être un moyen de subventionner les entreprises françaises, pas un moyen de produire de l’électricité »[8].

Le président de l'association négaWatt qualifie ce projet de "miroir aux alouettes"[19] et EELV-Ardèche a pris publiquement position contre ce concept le qualifiant de "greenwashing"[20].

Des photos montrant l'état de la route solaire après un an d'utilisation ont été publiées sur le site spécialisé Forum-Photovoltaïque.fr[21].

Le scientifique écossais Ryan Dylan a remarqué que la route solaire normande a coûté 10 fois plus cher que le solaire standard, et ceci pour produire trois fois moins, d'où un facteur 30 de différence [22], ce qu'ont confirmé les médias américains GreentechMedia[23], Treehugger[24] (article cité par le 29 septembre 2018 par le Financial Times[25]) et ExtremeTech[26], ainsi que le média économique allemand Handelsblatt[27] et le magazine taïwanais TechNews[28]. La candidate du green parti (parti vert) américain a commenté ces résultats[29], tout comme le journaliste scientifique Nick Ellis du média O Meio Bit, l'un des médias techniques les plus importants du Brésil: « Ségolène Royal a commis une lourde erreur »[30]. Pour le média tchèque Biznys « les routes solaires sont déjà en France et aux États-Unis. Cependant, les premières données montrent qu'elles sont inefficaces »[31] tandis que que le média bulgare Nauka estime qu'elles sont « trop inefficaces »[32].

Le 24 septembre 2018 sur Europe 1 le journaliste scientifique Anicet Mbida a déclaré que l'« on a beaucoup parlé de la route solaire installée dans l’Orne fin 2016. On avait plutôt l’impression que c’était une bonne idée. Mais finalement, les chiffres ne sont pas très bons. Pas du tout même (...) Aujourd’hui, le prix du kilowatt-heure d’une route solaire est cent fois plus élevé que celui d’une centrale solaire classique (...) Désormais, on pense plutôt les mettre sur des pergolas au-dessus des parkings, sur le terre-plein central des autoroutes ou au-dessus des pistes cyclables. Ce serait plus efficace, moins cher et en plus, ça nous ferait un peu d’ombre. »[33]. "Grosso modo cela ne marche pas du tout"[34] a résumé RMC / BFM le 14 novembre 2018 dans une chronique animée par les journalistes Eric Brunet et Remy Barret, rédacteur-en-chef adjoint d'RMC.

Selon le groupe Cayola, « d’un point de vue environnemental, elles sont également questionnées. Le manque d’éléments communiqués interroge notamment sur la quantité d’énergie requise pour produire ce type de technologie (...) le bilan écologique global n’a pas été dévoilé concernant les composants de la solution (résine, colle, etc.). Quelle quantité d’énergie est nécessaire à leur production ? Sont-ils polluants ?»[35],[36].

Au Luxembourg[modifier | modifier le code]

Susanne Siebentritt, directrice du laboratoire photovoltaïque de l’Université du Luxembourg, à propos de la route solaire installée sur un parking de Sanem, septembre 2018: «Je ne vois pas beaucoup d’avantages. Ces cellules solaires produisent moins d’électricité que si nous les placions sur une façade ou sur le terrain. J’ai de sérieux doutes aussi sur la durabilité. La source d’énergie la moins polluante est certainement l’économie d’énergie. Et c’est autant une question de mode de vie personnel que de processus industriels que nous utilisons.»[37]. La route solaire a coûté 76.000 euros Hors Taxes, sa production annuelle estimée est de 3105 kWh et sa durée de vie estimée de 15 ans (selon Colas). D'où un coût de 1,63 € HT du kWh (si la route solaire ne subit pas de dégradation de rendement pendant les 15 ans). Le kWh du solaire standard coût à présent en France 0,05€/kWh TTC[réf. nécessaire][38]. "Coûtant quelque 76 000 euros et cofinancée à parts égales par la commune de Sanem et Sudgaz, la «route solaire Wattway» fait quelque 30 m² (…) À Sanem, elle permettra de produire chaque année environ 3 105 kWh." [39] 76000 € / (3105 kWh x 15 ans) = 1,63 €/KWh.

Face aux critiques d'élus, le responsable du développement international de Wattway a déclaré le 13 septembre 2018 « avant de parler de routes ou d’autoroutes entières, nous avons encore quelques étapes à franchir. Nous ne sommes pas encore au point pour produire massivement de l’énergie »[40]. Le magazine Sciences & Vie, sur la base d'un entretien réalisé avec le directeur de Wattway, rapporte que « les routes solaires ne remplaceront jamais une centrale nucléaire. »[41] Une vidéo diffusée le 14 novembre 2018 par Wattway montre "les différents usages" qui ont finalement étés retenus, comme par exemple alimenter des LED ou des capteurs[42]. Au salon Pollutec 2016[43]6 le directeur technique de Wattway expliquait qu'il y avait deux marchés en perspective: un marché de production d'électricité en masse (et dans ce cas il faudrait que les routes solaires deviennent très performantes sur le plan énergétique et économique pour atteindre la compétitivité indispensable), ou alors un marché de niche (si la compétitivité s'avérait hors d'atteinte). Il expliquait qu'il fallait attendre les retours d'expérience au niveau des chantiers d'application pour savoir lequel de ces deux marchés était valide. Deux ans plus tard les résultats à Tourouvre mais aussi à Boulogne et à Bellevigny sont là: ils ont été décevants[44].

À Monaco[modifier | modifier le code]

La route de l'énergie de demain.

Gouvernement princier, Principauté de Monaco. La route de "l'énergie de demain", dite route solaire.

Réalisateur wattway - Colas[45].

  • Puissance électrique instantanée : 45 W ;
  • Production journalière : 3,44 kWh ;
  • Production cumulée depuis la mise en service : 37,5 kWh ;
  • Équivalent en heures d'éclairage de la Roseraie Princesse Grasse : 1,12 h.

En Chine[modifier | modifier le code]

En Chine, une route solaire de deux kilomètres a été ouverte par Qilu Transportation Development Group (en)[46].

Cette route est une route express du côté du périphérique sud de la ville de Jinan, chef-lieu de la province du Shandong, en Chine populaire.
La route est constituée de trois couches: une couche de panneaux solaires; une couche de béton transparent similaire à de l'asphalte et une couche d'étanchéité.

Un minibus peut y rouler à 100 km/h comme sur une route classique, avec une distance de freinage comparable, alors que sur la route française, la vitesse est limitée à 70 km/h en raison du bruit excessif[réf. nécessaire][47],[48]. « J’ai été surpris quand j’ai roulé dessus. Ça fait un vacarme, un peu comme si on roulait sur des pavés. La vitesse a dû y être limitée à 70 km/h car trois riverains se plaignaient » a témoigné Guy Monhée, maire de Tourouvre[49]. Les panneaux couvrent 5 875 mètres carrés et ont un potentiel d'un million de kWh d'électricité annuel[46]. Cette route expérimentale aurait été rapidement vandalisée[50]. Une enquête a été menée et il s'avère qu'en fait les panneaux solaires n'ont pas été volés: particulièrement fragile, la route solaire s'est cassée du fait du passage des véhicules.

En février 2018, une première super-autoroute alimentée par énergie solaire de Chine est annoncée comme devant être mise en service d'ici 2022. Elle doit relier Hangzhou et Ningbo et permettre de voyager à une vitesse maximale de 120 km/h[50].

Inconvénients[modifier | modifier le code]

L'avantage de la surface disponible est altérée par les dépôt des gommes, les poussières et les feuilles mortes qui vont progressivement altérer l’efficacité du procédé. Par ailleurs plus la circulation est dense et moins le procédé est efficace (ombrage) ; il faut dont le réserver aux seules routes bien ensoleillées mais peu fréquentées. De plus, la disposition à plat des panneaux photovoltaïques est loin d'être idéale pour obtenir le meilleur rendement tout au long de l'année en Europe (on privilégie un angle à 60° l'hiver, 45°au printemps et 20° l'été)[51]. Enfin, les cellules photovoltaïques sont très sensibles à la chaleur (durée de vie et rendement), c'est pourquoi les installer dans une route peut ne pas s'avérer efficace. Usuellement les panneaux solaires sont rafraichis par les échanges de chaleur issus du contact entre le panneau chaud et l'air frais l'entourant.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a b c d e et f Pierre Le Hir, « En Normandie, une route solaire au banc d’essai », sur lemonde.fr, (consulté le 22 décembre 2016).
  2. Rémi Amalvy, « [L'industrie c'est fou] La route solaire, une idée folle... et pour le moment inefficace », L'Usine nouvelle ,‎ (lire en ligne)
  3. (en) Sten de Wit, Soraya Rosa Saenz et Jannemieke van Dieren, « SolaRoad opens: The first road in the world that converts sunlight into electricity is ready for use » [PDF], sur SolaRoad,
  4. (en) Robert Spakovskis, « SolaRoad: World's first solar cycle path to open in the Netherlands », sur Phys.org,
  5. (en) Stephanie Mlot, « The Netherlands Preps World's First Solar Road », sur PC Magazine,
  6. (en) « Unieke innovatie », sur SolaRoad
  7. Craig Morris, « Dutch get solar cycling path – let’s hope it’s the last », sur reneweconomy.com.au, (consulté le 20 octobre 2018)
  8. a b c d et e Timothée Vilars, « Première route solaire en France : un immense pari », sur nouvelobs.com, (consulté le 22 décembre 2016).
  9. Groupe Colas, « La route solaire », (consulté le 11 novembre 2018)
  10. Science-et-vie.com, « Route solaire : voie royale ou cul-de-sac ? », Science-et-vie.com,‎ (lire en ligne)
  11. Groupe Bouygues, « Pollutec 2016 : atelier "Wattway : en route pour la Smart City" », (consulté le 11 novembre 2018)
  12. Esther Paolini, « Le premier kilomètre de route solaire au monde inauguré en Normandie », sur lefigaro.fr, (consulté le 22 décembre 2016).
  13. Olivier Daniélo, « Route solaire : le grand gaspillage », Reporterre,‎ (lire en ligne)
  14. [vidéo] EEVblog # 1047 - Les Routes Solaires ENFIN réfutées! (Colas Wattway) sur YouTube
  15. « Fiche installation - BDPV », sur www.bdpv.fr (consulté le 14 novembre 2018)
  16. (en) « France's solar road: International solar experts give their analysis | Energy », sur energy.stanford.edu (consulté le 15 novembre 2018)
  17. Non trouvé le 9 janvier 2018, sur le site lequotidien.re
  18. Victor Garcia et AFP, « La première route solaire du monde inaugurée en France », sur lexpress.fr, (consulté le 22 décembre 2016).
  19. « Route solaire : Ségolène Royal a tout faux », Reporterre, le quotidien de l 'écologie,‎ (lire en ligne)
  20. « Projet de route solaire : EELV dénonce un « greenwashing à l’ardéchoise » », Le Dauphiné libéré,‎ (lire en ligne)
  21. « ROUTE SOLAIRE...CA CONTINUE... - Page 7 - Forum photovoltaïque », sur forum-photovoltaique.fr (consulté le 27 avril 2018)
  22. (en) Dylan Ryan, « Solar panels replaced tarmac on a road -- here are the results », The Conversation,‎ 21 septembre 2018, (lire en ligne)
  23. Jeff St. John, « Solar Roadways Prove Expensive and Inefficient », greentechmedia.com,‎ (lire en ligne)
  24. (en) Lloyd Alter, « Solar road in France generates half the power expected », TreeHugger,‎ (lire en ligne)
  25. (en-GB) « Subscribe to read », sur Financial Times (consulté le 9 octobre 2018)
  26. (en-US) « Solar Roads Officially Suck - ExtremeTech », ExtremeTech,‎ (lire en ligne)
  27. (de) Werner Pluta, « Solarmodule als Straßenbelag: Strom aus der Straße ist noch kein Erfolgsmodell », Handelsblatt,‎ (lire en ligne)
  28. (zh-TW) « 發電效率低與高昂成本,太陽能板道路發展仍待突破 » [« Efficacité de la production d'énergie faible et coût élevé, le développement de la route des panneaux solaires doit être interrompu »], 科技新報 [TechNews],‎ (lire en ligne)
  29. (en) « Cynthia McKinney PhD on Twitter », sur Twitter, (consulté le 29 septembre 2018)
  30. (pt-br) « O problema das autoestradas solares - Meio Bit », Meio Bit,‎ (lire en ligne)
  31. (cs) David Busta, « Solární silnice leží už ve Francii i USA. První data ale ukazují, že jsou neefektivní » [« Les routes solaires sont déjà en France et aux États-Unis. Cependant, les premières données montrent qu'elles sont inefficaces »], Hospodárské noviny,
  32. (bg) « Соларните пътища са твърде неефективни » [« Les routes solaires sont trop inefficaces »], offnews.bg,‎ (lire en ligne)
  33. « Les routes solaires : la fausse bonne idée ! », sur Europe 1 (consulté le 29 septembre 2018)
  34. RMC, « « Merci les Français »: le grand gaspillage des routes solaires », sur RMC (consulté le 14 novembre 2018)
  35. « Le solaire tient-il vraiment la route ? », sur www.constructioncayola.com (consulté le 6 octobre 2018)
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  43. Groupe Bouygues, « Pollutec 2016 : atelier "Wattway : en route pour la Smart City" », (consulté le 18 novembre 2018)
  44. (en-GB) « Why roads paved with solar panels are not a bright idea », The Independent, {{Article}} : paramètre « date » manquant (lire en ligne)
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  46. a et b La Chine ouvre sa première autoroute à énergie solaire, sur caradisiac.com du 31 décembre 2017, consulté le 9 janvier 2018
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  48. « La route solaire, une innovation qui… fait du bruit », Batiactu,‎ (lire en ligne)
  49. « La route solaire de Tourouvre, un an plus tard... : 02-01-2018 - Batiweb.com », sur www.batiweb.com (consulté le 14 novembre 2018)
  50. a et b Norbert, « Zhejiang : une autoroute solaire rechargera les véhicules électriques en 2022 », sur french.china.org.cn (consulté le 26 février 2018)
  51. « Quelle inclinaison et orientation du panneau solaire choisir ? », sur dualsun.fr (consulté le 4 août 2018)

Articles connexes[modifier | modifier le code]