Offre de Thèse : Vers une meilleure prise en compte de la recyclabilité des modules photovoltaïques : du choix des matériaux et des procédés associés vers leur valorisation en fin de vie

Le CEA développe depuis des années des systèmes photovoltaïques qui doivent allier haute performance et durabilité, pour un coût industriel maîtrisé et un impact environnemental raisonnable. Aujourd’hui, se pose la question d’optimiser ces systèmes en termes de pertinence dans les choix des matériaux structurels constituants et de leur mise en œuvre.
Un système de panneau photovoltaïque (PV) possède en effet une architecture complexe, qui est le fruit d’un empilement multi-matériaux, difficilement séparables et donc réutilisables. La conception des modules PV n’a pas été initialement pensée pour répondre à des critères de désassemblage et de recyclabilité. Néanmoins, la commission européenne a introduit en 2012 les équipements PV dans la législation WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment 2012/19/EU) imposant des taux minimums de collecte, recyclage et valorisation.
Bien que cette initiative ait fortement stimulé la R&D internationale, les solutions actuelles de recyclage à l’échelle industrielle reposent sur des procédés de broyage à très faible valorisation des matériaux. De tels procédés permettent parfois d’atteindre les taux de recyclage et de valorisation. Cependant, les matériaux récupérés sont très éloignés de la valeur initiale des matériaux constitutifs du module PV.
Pour éviter ces voies de « downcycling », le vrai challenge du recyclage repose sur la séparation efficace des différentes couches. Pour relever ce défi et ouvrir les perspectives d’économie circulaire, des solutions doivent être élaborées dès la phase de conception en trouvant des alternatives aux matériaux polymères actuellement utilisés dans la fabrication des modules PV.