Contribution à l’étude d’une méthodologie de la dégradation des modules photovoltaïques

Les enjeux énergétiques 

 Le constat 

L’énergie est de plus en plus indispensable aux activités humaines, même les plus simples. Aujourd’hui, elle est nécessaire pour les usages quotidiens (éclairage, chauffage, alimentation, …), mais aussi pour les activités économiques, les échanges, les transports, les communications. Les ressources énergétiques utilisées par les hommes se sont multipliées avec une dépendance notable à trois produits énergétiques non renouvelables : le pétrole, le gaz et le charbon. Ainsi, cette dépendance est particulièrement forte pour les pays les plus développés. Puisque, la demande énergétique augmente, la question du remplacement des énergies fossiles par des énergies renouvelables, propres et durables est essentielle. Ce passage, appelé transition énergétique, repose sur le constat d’un épuisement des ressources en énergie fossile. La planète Terre possède un volume fini de ressources, basé sur une quantité initiale donnée qui ne garantit pas une durabilité pour un système exponentiel de consommation. Figure 2 : Prévision de la production mondiale de pétrole brut et illustration du pic pétrolier Comme popularisé par le géophysicien M. King Hubbert [1], l’exploitation d’une ressource finie passe obligatoirement par un maximum avant de décroître à cause de son utilisation massive et son épuisement est relativement symétrique par rapport à sa croissance.   Selon les estimations, si la consommation actuelle se maintient, il resterait moins d’un demisiècle de réserves de pétrole. Pour certains, nous aurions déjà dépassé le pic pétrolier, [2] (Figure 2) et la production de pétrole devrait bientôt baisser. Le Sénégal et les autorités en charge de la gestion de ce pays ont reconnu depuis longtemps l’importance de l’exploitation des énergies renouvelables. Déjà en 1978, la circulaire patrimoniale énonçait des mesures favorisant l’utilisation de matériel solaire par tous les agents économiques. En 1981, une loi instituait des avantages fiscaux dans le domaine de l’utilisation de l’énergie solaire ou éolienne en complétant le code général des impôts. Malgré ces lois et d’autres qui ont été promulguées par la suite, l’utilisation des énergies renouvelables notamment pour la production d’électricité n’a pas réellement décollé sauf dans le domaine rural où de nombreux systèmes photovoltaïques individuels et une dizaine de centrales PV ont été installés dans le cadre de projets d’électrification rurale. Ainsi en 2006, la puissance totale de crête en systèmes photovoltaïques était d’environ 2000 kW dont 1400 kWc pour des systèmes individuels et communautaires et 400 kWc pour des installations de télécommunication. La puissance de crête installée peut être estimée entre 2,5 et 3 MW compte tenu des projets d’électrification en cours sous l’égide de l’ASER (Agence Sénégalaise de l’Electrification Rurale). En 1998, la loi relative au secteur de l’électricité a dessiné le nouveau paysage électrique du Sénégal en introduisant d’importantes réformes destinées à accompagner et appuyer la libéralisation du secteur électrique et favoriser le développement de l’offre d’énergie électrique par des opérateurs indépendants tout en maintenant la Senelec dans un statut d’Acheteur Unique. En 2006 – 2007, des promoteurs étrangers se sont intéressés à l’exploitation des sources d’énergies renouvelables au Sénégal, principalement dans le domaine de l’éolien, du solaire photovoltaïque et de la biomasse par l’exploitation du Typha dans la région du delta du Fleuve Sénégal. Aujourd’hui, la production énergétique des pays d’Afrique subsaharienne est essentiellement d’origine thermique et hydraulique. La majorité de ces pays sont des importateurs nets d’hydrocarbures dont le cours ne cesse d’augmenter tandis que les pays sahéliens ont une très faible pluviométrie. Ainsi, la dépendance des pays africains de sources d’énergie dont ils n’ont pas la maîtrise freine leur développement économique. Dans ce contexte, les besoins énergétiques ne sont pas satisfaits pour deux principales raisons : • La demande énergétique domestique en Afrique est en nette croissance du fait de l’augmentation de la population estimée à plus d’un milliard en 2012 et qui devrait doubler en 2050.   • Les besoins énergétiques sont en constante augmentation à cause de la forte urbanisation et du développement industriel

  Lien entre énergies fossiles et l’environnement

 L’exploitation des énergies fossiles a des impacts écologiques et environnementaux importants : • Les mines à ciel ouvert, les exploitations de sables bitumineux, les rejets de polluants nécessaires à l’extraction des minerais, les accidents technologiques comme Tchernobyl ont dévasté de vastes zones naturelles ; • Les marées noires, les ruptures d’oléoducs ont détruit des écosystèmes importants ; • La consommation d’énergie (en particulier d’énergies fossiles) est la principale responsable de la libération dans l’atmosphère des gaz à effet de serre accentuant le réchauffement climatique. Toutes ces atteintes à l’environnement ont choqué l’opinion publique : les considérations environnementales déterminent de plus en plus les choix énergétiques des États et des particuliers.

Lien entre énergies et développement

La demande énergétique mondiale a connu une, passant de près de 5000 Mtep en 1970 à 12 000 Mtep en 2010. Elle a ainsi été multipliée par plus de 2,4 en 40 ans, ce qui correspond à un rythme de croissance annuelle moyenne de l’ordre de 2,24%. Plusieurs études ont montré que la consommation énergétique et la croissance économique d’un pays sont théoriquement liées [5-6]. Ainsi la production d’électricité ramenée au nombre d’habitants peut être un bon indicateur pour mesurer les écarts de développement entre les différentes régions du monde. Plus de 40 % de la consommation énergétique mondiale est destinée au secteur tertiaire et au secteur résidentiel, qui utilisent plusieurs types. Les industries représentent 35 % des besoins énergétiques, les transports, 25 % (essentiellement du pétrole). Les pays industrialisés et développés sont de gros consommateurs d’énergie du fait de leur mode de vie et la diversité de leurs activités économiques. Ils représentent 20 % de la population mondiale, mais 60 % de la consommation énergétique. Figure 3 : Croissance de la production d’électricité par habitant dans les régions du monde (taux moyen de croissance annuel entre 2000 et 2007). L’Amérique du Nord est la région où l’on produit le plus d’énergie électrique par habitant dans le monde (14 624 kWh/hab.) soit plus du double de la production de l’Europe de l’ouest (6756 kWh/hab.), près du triple de celle de l’Europe centrale (4358 kWh/hab.), près de cinq fois plus qu’en Asie de l’est et du sud-est (3050 kWh/hab.), neuf fois plus qu’en Afrique du Nord (1596 kWh/hab.) et trente fois plus qu’en Afrique Subsaharienne (473 kWh/hab.) [7]. Les pays en développement consomment moins d’énergies fossiles, même si leurs besoins augmentent avec leur niveau de développement. Ainsi, les pays émergents comme la Chine, en pleine croissance économique et industrielle, sont de gros consommateurs d’énergie. La pauvreté, dans les pays en développement, se caractérise par un accès limité aux services énergétiques et une forte dépendance à l’égard de la biomasse traditionnelle. Aujourd’hui, le seul combustible dont disposent 2,4 milliards de personnes pour cuire leurs aliments et se chauffer est la biomasse traditionnelle : bois, résidus de cultures et bouses séchées. Afin de répondre aux besoins non satisfaits en matière de services énergétiques, l’Union européenne (UE) a développé l’Initiative Énergie pour l’éradication de la pauvreté et le développement durable. L’Initiative a été lancée lors du Sommet mondial sur le développement durable (SMDD) en septembre 2002. Elle témoigne de la volonté des États membres de l’UE et de la Commission européenne (CE) de contribuer à améliorer l’accès à des services énergétiques durables dans les pays en développement. Dans le cadre de cette initiative, l’UE apporte sa collaboration aux pays en développement pour créer dans le secteur énergétique les conditions nécessaires à la réalisation de leurs objectifs économiques, sociaux et environnementaux. Les efforts portent essentiellement sur l’optimisation du rendement énergétique, notamment par une utilisation plus efficace des combustibles fossiles et de la biomasse traditionnelle, et sur l’augmentation du recours aux énergies renouvelables. Les activités mises en œuvre par l’Initiative sont axées sur les besoins et les priorités des pays en développement participants. La CE et les États membres de l’UE invitent les pays en développement et d’autres parties prenantes à s’associer à l’Initiative pour contribuer à la création et au déploiement de partenariats aux niveaux national et régional. L’Initiative a pour but de favoriser l’accès aux ressources énergétiques nécessaires pour la réalisation des Objectifs du Millénaire pour le Développement (OMD). Cette politique a fixé comme objectif que 66% de la population ait accès au service électrique individuel en 2015, soit 214 millions de personnes résidant en milieu périurbain et rural [8]. Cependant, l’état des lieux du secteur de l’électricité montre que les Etats membres de l’UEMOA et de la CEDEAO éprouvent, à des degrés divers des difficultés persistantes pour satisfaire leurs besoins locaux en énergie. La réalisation de ces objectifs de progrès économique et social passe, entre autres, par un accès durable aux ressources Chapitre. I: Les enjeux énergétiques 15 énergétiques. La situation décrite ci-dessus illustre clairement les disparités économiques qui existent entre l’Afrique subsaharienne et les autres régions du monde. En effet certains Etats de l’Afrique de l’Ouest connaissent encore de nombreuses et fortes perturbations dans la production et la distribution de l’énergie électrique avec des périodes de délestage cumulées qui dépasseraient parfois 12 heures par jour .