Pourquoi les énergies renouvelables sont moins propres que vous ne le pensez (en tout cas pour l'instant)

Le gouvernement français veut miser sur l'éolien et l'énergie solaire. Mais ces deux solutions sont-elles complètement "zéro émission" ?

Des éoliennes tournent à Bouin (Vendée), le 13 août 2018.
Des éoliennes tournent à Bouin (Vendée), le 13 août 2018. (PHILIPPE ROY / AFP)
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Les énergies renouvelables participeront à 40% de la production d'électricité en France d'ici 2030. C'est en tout cas ce que promet Emmanuel Macron. L'exécutif a annoncé, mardi 27 novembre, que l'Etat allait augmenter ses investissements pour la filière. D'environ 5 milliards d'euros par an aujourd'hui, ils passeraient à 7 à 8 milliards d'euros à l'avenir.

Tripler la production du parc éolien, quadrupler celle du solaire... De belles perspectives pour baisser nos émissions de carbone, principales responsables du réchauffement climatique. Mais est-ce vraiment la solution miracle ? Ces énergies renouvelables sont-elles aussi propres qu'on le pense ? "Toute activité est polluante, rien n'est vert", explique même Bernard Multon, spécialiste de la conversion des ressources renouvelables en électricité.

A l'occasion de la 24e conférence annuelle de l'ONU sur les changements climatiques (COP24), organisée jusqu'au vendredi 14 décembre, nous détaillons les points faibles des énergies renouvelables.

Parce que, indirectement, elles émettent du CO2

En état de marche, une éolienne ou un panneau photovoltaïque n'émettent pas de carbone, c'est certain. Ces deux solutions sont-elles pour autant "décarbonées" ? Ce n'est pas si simple. 

La ressource, le soleil et le vent, est renouvelable. Mais maintenant, il faut la transformer, et pour ça, il faut entre autres des métaux.Bernard Multon, enseignant-chercheur à l'Ecole normale supérieure de Rennesà franceinfo

Beaucoup de métaux, explique ce spécialiste de la conversion des ressources renouvelables en électricité. "Pour une même puissance produite, il faut cinq fois plus de matériaux avec l'éolien, par rapport au nucléaire par exemple", avance Jacques Treiner, physicien et membre du Laboratoire interdisciplinaire des énergies de demain. 

Un morceau d\'acier est ajouté lors de la construction d\'une éolienne, à Mallnow (Allemagne) le 7 mai 2018.
Un morceau d'acier est ajouté lors de la construction d'une éolienne, à Mallnow (Allemagne) le 7 mai 2018. (PATRICK PLEUL / DPA-ZENTRALBILD / AFP)

Un socle d'éolienne en béton, un mât fait de tonnes d'acier, des fils en cuivre, des panneaux solaires fabriqués à partir de silicium... Ces composants, non renouvelables, ont consommé de l'énergie pour être extraits et transformés. "Pour le silicium qu'on trouve dans les panneaux solaires, il faut couper des bouts de roche, ça coûte beaucoup d'énergie", donne pour exemple Jacques Treiner. Les machines qui tournent pour l'extraction fonctionnent, elles, avec des combustibles fossiles.

Dès la naissance, les panneaux photovoltaïques et les éoliennes ont un lourd passif en termes de CO2.Jacques Treiner, physicienà franceinfo

En tout, pour 1 kilowattheure produit, une éolienne émet entre 12 et 15 grammes de CO2 et un panneau photovoltaïque, 48 grammes, selon une étude de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (document en PDF). Ce qui place ces filières en dessous du gaz (469), du pétrole (840) et du charbon (1 001) mais au-dessus – en partie – du nucléaire (16 grammes).

Mais ces émissions pourraient être réduites. Les éoliennes et panneaux photovoltaïques nous viennent aujourd'hui souvent d'Asie du Sud. "La production électrique en Chine vient majoritairement du charbon. L'éolien ne représente que 4% et le solaire, 1,5%", détaille Jean-Marc Jancovici, ingénieur conseil en "énergie et climat". La fabrication se déroule donc dans un système énergétique très émetteur de gaz à effet de serre. 

"A mesure que l'on introduit plus d'énergies renouvelables dans la production électrique, la pollution indirecte s'efface", affirme Cédric Philibert dans l'Obs (article payant). Cet expert de l'Agence internationale de l'énergie insiste : "Une transition [écologique, ici] est par définition... transitoire." Les défenseurs des énergies renouvelables l'affirment : si les structures et équipements étaient produits en France, leur bilan carbone serait bien meilleur. Mais "on en est loin", selon Jean-Marc Jancovici. Le coût serait tout d'abord supérieur, et "en France, on n'a plus de gisement de fer, pas de charbon métallurgique, pas de cuivre..."

Parce qu'elles contiennent des terres rares

C'est la critique la plus fréquente faite aux énergies renouvelables : elles contiennent parfois des terres rares. Il s'agit d'un groupe de métaux, présents en petite quantité sur Terre. "Pour un kilo de fer, vous ne trouverez qu'un gramme de terre rare", explique Guillaume Pitron, auteur de La Guerre des métaux rares (janvier 2018, éditions Les liens qui libèrent). Leur bilan écologique est "déplorable".

Pour faire du propre, il faut utiliser du sale.Guillaume Pitronà franceinfo

"Les terres rares sont si éparpillées que le processus d'extraction est très long et complexe. Il faut utiliser beaucoup d'eau, des produits chimiques, casser la roche... Ça pollue les sols", explique-t-il. Dans le documentaire La Sale Guerre des terres rares, le réalisateur Guillaume Pitron montre justement les conséquences sur l'environnement de leur extraction en Chine, entre sols souillés, air irrespirable et maladies à répétition.

"En 2006, des tonnes de produits chimiques ont été déversées dans la rivière Xiang (province du Hunan) par des entreprises de production d'indium, un métal rare qui entre dans la fabrication des panneaux solaires", détaillait par exemple le journaliste auprès de 20 Minutes. Certaines éoliennes sont aussi concernées. "Celles qui utilisent des générateurs à aimant permanent contiennent du néodyme ou du dysprosium", dépeint Bernard Multon.

Mais on peut s'en passer. Selon Cédric Philibert, seule une éolienne sur quatre en activité utilise des aimants permanents. Ils "permettent de fabriquer des générateurs plus compacts et plus efficaces sous vents faibles", complète-t-il. Plus rentables aussi. Pour Bernard Multon, cela ne fait aucun doute : dans la fabrication, "c'est le marché qui fait foi". "Les terres rares ne coûtent pas cher. Avant, on ne les utilisait pas, on s'y est mis parce que c'est plus rentable et plus performant." Les deux spécialistes l'affirment : dans le photovoltaïque comme dans l'éolien, les terres rares ne sont pas indispensables. 

Parce qu'elles vont forcément de pair avec les énergies fossiles

L'énergie provenant des éoliennes ou des panneaux photovoltaïques ne peut suffire. Sinon, "vous ne pourriez appeler que quand il fait soleil, vous ne pourriez prendre l'ascenseur que quand il y a du vent", lance en riant Jean-Marc Jancovici. Ces énergies renouvelables sont en effet intermittentes : leur production d'énergie dépend de la météo. Et "le soleil brille quand il en a envie. Le vent souffle quand il en a envie. Pas forcément quand on en a besoin", décrit Jacques Treiner, qui parle de "fluctuations importantes". Les énergies renouvelables ne fournissent donc pas une puissance garantie, mais plus aléatoire. Ainsi, en décembre 2016, le Danemark avait réussi à assurer 100% de sa consommation électrique grâce à son parc éolien... pendant une seule nuit. Pour compléter, "pour pallier leur manque, il faut un plan complémentaire : du fossile ou du nucléaire", explique le physicien. 

Jean-Marc Jancovici cite l'exemple de l'Allemagne : "Le pays a installé 100 gigawatts de renouvelable. Mais en parallèle, il a dû garder la même puissance de sources pilotables : centrales à charbon et à gaz, barrages, nucléaire." On met ces dernières en pause quand le soleil brille et on les déclenche quand ce n'est plus le cas. Les énergies renouvelables, d'après les deux scientifiques, ne peuvent donc pas remplacer complètement les filières plus anciennes. 

Mais le système pourrait s'améliorer. Via une complémentarité saisonnière par exemple : "L'hiver, en Europe, il y a davantage de vent. L'été, davantage de soleil. Les deux filières pourraient se compléter et créer un mix qui lisserait la production", propose Bernard Multon.

Plus efficace encore : le stockage de l'énergie produite. "C'est l'enjeu crucial", s'accordent à dire tous les spécialistes. En cas de fortes tempêtes par exemple, le surplus d'énergie créé par les éoliennes pourrait compenser les périodes de faible vent.

Pour le conserver, la meilleure méthode aujourd'hui est l'utilisation d'une station de transfert d'énergie par pompage. Deux réservoirs d'eau sont placés à des niveaux différents d'une montagne : quand il y a trop d'énergie dans le réseau, la station pompe l'eau vers le haut ; quand il en manque, elle la déverse vers le bas et fait tourner des turbines, produisant à nouveau de l'électricité. "Mais si on voulait avoir une énergie 100% produite par le renouvelable en France et la stocker pour combler les périodes de manque, il faudrait noyer de nombreuses vallées alpines. Il faudrait plusieurs dizaines de barrages comme Serre-Ponçon" (Provence-Alpes-Côte d'Azur), modère Jean-Marc Jancovici. "On ne sait pas bien stocker aujourd'hui. Un jour, on saura", avance Guillaume Pitron.

Parce que leurs matériaux ne sont pas assez recyclés

Peu de matériaux utilisés pour construire les éoliennes et les panneaux solaires sont aujourd'hui recyclés. Le site Reporterre cite par exemple le cuivre, une ressource "abondante" qui pourrait pourtant "s'épuiser à moyen terme" parce qu'elle est "largement utilisée" mais pas recyclée. "L'industriel qui installe l'éolienne a pour obligation – c'est dans la loi – de démanteler la structure. Pas de la recycler", regrette Bernard Multon. D'autant que "le rythme de renouvellement des équipements n'est pas le même", explique Jean-Marc Jancovici.

Un panneau photovoltaïque ou une éolienne sont donnés pour 20 à 30 ans. A côté de ça, un barrage dure un siècle, une centrale à charbon 40 ans. Le rythme de renouvellement des équipements n'est pas le même.Jean-Marc Jancovici, ingénieur conseil en énergie-climatà franceinfo

Mais le recyclage serait tout à fait possible. "On ne veut pas recycler car c'est trop cher. Nous sommes dans une logique de course au moindre coût. Et ça coûte moins cher d'aller à la mine que de recycler", déplore Guillaume Pitron. D'après les spécialistes interrogés, nous savons à l'heure actuelle recycler la plupart des composants des deux filières. Mais ce n'est pas rentable. "Voilà les règles du jeu, la loi du marché. Mais il faut recycler !", défend-il. Bon signe : une première "unité de recyclage de panneaux photovoltaïques" a ouvert en France, à Rousset, dans les Bouches-du-Rhône, comme le rapporte le journal Les Echos.

Des panneaux solaires sont collectés pour être recyclés à Rousset (Bouches-du-Rhône) le 25 juin 2018.
Des panneaux solaires sont collectés pour être recyclés à Rousset (Bouches-du-Rhône) le 25 juin 2018. (JEAN-PAUL PELISSIER / REUTERS)