Le projet Resilex vise à réunir un groupe d’acteurs de l’industrie photovoltaïque et des batteries, d’associations sectorielles et de décideurs politiques afin de les inciter à engager une discussion active sur l’exploitation et l’approvisionnement durables en matières premières critiques (MRC) pour l’industrie photovoltaïque et des batteries.
Et les chiffres sont sans appel ! Seulement 32 % du silicium d’origine européenne est utilisé dans la production de panneaux solaires. La dépendance de l’UE aux importations de silicium en provenance de Chine est prégnante à plus de 66%. Quant au silicium métallique en fin de vie, 0% est recyclé aujourd’hui dans l’UE. Où trouver du silicium recyclé pour les panneaux photovoltaïques ! Le point avec Maria Wallin et Katarina Jakovljevic deux chercheuses de l’Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU).
Réduire la dépendance de l’Europe aux matières premières critiques, notamment au silicium indispensable à la production de panneaux solaires, est l’objectif de Resilex, un projet financé par l’Union européenne impliquant de nombreux partenaires, dont l’Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU). Pour approfondir le contenu et les innovations de Resilex, Maria Wallin et Katarina Jakovljevic, chercheuses du département des sciences et de l’ingénierie des matériaux de la NTNU, apportent un aperçu technique du projet.
Fermeture de la boucle du silicium
« L’objectif principal est de réduire la dépendance de l’UE aux matières premières essentielles à la production de panneaux solaires », expliquent les deux chercheuses. « Pour améliorer la résilience et la durabilité de la chaîne de valeur des matières premières essentielles en Europe, Resilex vise à renforcer chaque maillon de la chaîne de valeur du silicium grâce à l’amélioration technologique de tous ses procédés ». Un élément clé est le recyclage des panneaux photovoltaïques et du Si-kerf, la sciure produite lors du traitement du silicium, pour obtenir à nouveau du silicium de haute pureté. « Le silicium produit est évalué pour des applications photovoltaïques et de batteries. »
Du laboratoire à l’échelle industrielle
Le projet a considérablement évolué au fil du temps : « Chez NTNU, le silicium de haute pureté obtenu avec notre procédé a été optimisé à l’échelle du laboratoire (échelle du gramme) avant de produire le matériau à l’échelle pilote (échelle de 100 kg) et enfin d’affiner le matériau pour obtenir un lingot de silicium d’une pureté de 99,999 % en utilisant la méthode de croissance de Czochralski. » Ce résultat est désormais prêt pour une utilisation industrielle. Resilex approche de sa dernière année d’existence (fin 2026); l’accent est donc passé des projets pilotes à petite échelle aux projets à grande échelle, et l’accent est désormais mis sur l’élaboration d’analyses de rentabilité et de modèles environnementaux (ACV) solides pour les procédés développés.
Les défis du recyclage
Recycler le silicium n’est pas simple. La plus grande difficulté ? Développer une méthode plus écologique pour recycler les déchets photovoltaïques et les transformer en nouveaux produits photovoltaïques dotés des mêmes fonctionnalités que ceux du marché.
À cet égard, NTNU a développé le procédé breveté SisAl, qui permet un recyclage efficace du Si-kerf : « L’objectif principal de NTNU dans Resilex est le recyclage du Si-kerf et l’obtention de silicium de haute pureté (HP-Si) par différentes étapes de raffinage. Le HP-Si est ensuite envoyé au CEA, partenaire français, pour la production d’un lingot plus pur, puis de cellules photovoltaïques. »
Vers une économie circulaire du silicium, les impacts économiques et environnementaux potentiels sont importants. Une meilleure utilisation des matières premières signifie moins d’extraction de matières premières, donc une plus petite quantité de matières premières à traiter ensuite. » Parallèlement, le contexte réglementaire pousse dans ce sens : « Le Critical Raw Materials Act (EU Green Deal, etc.) offre un cadre favorable à la réutilisation et au recyclage du silicium.
