Sources et mode de calcul

Sources et mode de calcul


 voici toutes les sources primaires et fiches techniques qui permettent de refaire pas à pas les calculs (EPBT, EROI/“harvest factor”, durées de vie, dégradation, recyclage). J’indique pour chacune ce qu’on y trouve et comment l’utiliser.

1) Temps de retour énergétique (EPBT) & “harvest factor” / EROI

  • Fraunhofer ISE – Recent Facts about Photovoltaics in Germany (2025, chap. 17.3) : donne des EPBT mesurés pour mono-Si et multi-Si en Allemagne (1,6 an multi-Si ; 2,1 ans mono-Si), et calcule le harvest factor (≈ EROI) en supposant 25–30 ans de durée de vie et 0,35 %/an de dégradation (HF ≈ 11–18). Indique aussi qu’avec les données de production les plus récentes, EPBT < 1,3 an pour du mono-Si en Allemagne. Utiliser ces valeurs pour recomposer EROI = (énergie produite sur la vie) / (énergie investie). ise.fraunhofer.de
  • Fraunhofer ISE – Photovoltaics Report (maj 2025) : récapitulatif international avec EPBT par technologie et zone géographique (Nord/Sud de l’Europe, etc.). Sert à tester la sensibilité géographique (irradiation). ise.fraunhofer.de+1
  • IEA-PVPS Task 12 – Environmental LCA of PV Electricity: Fact Sheet update 2023/2024 : tableau d’EPBT (ou NREPBT) par techno (mono-Si, multi-Si, CdTe, CIGS), très utile pour refaire les comparaisons entre technologies (couches minces vs Si). IEA-PVPS+1
  • NREL (2024) – An Updated Life Cycle Assessment of U.S. Utility PV Systems : fournit CED (énergie cumulée investie), EPBT et “carbon payback” pour des centrales PV modernes ; on peut y piocher EPBT ~ 0,5–1,2 an selon lieux aux États-Unis. Parfait pour croiser avec l’Europe. NREL+2NREL+2
  • JRC (Commission européenne) – Photovoltaics in the European Union (2023–2024) : confirme des EPBT ≈ 0,9 an (Sud) à ≈ 1,4–1,5 an (Nord) et présente la tendance historique à la baisse. Sert d’ancrage européen officiel. publications.jrc.ec.europa.eu+1

Comment refaire le calcul :

  1. Choisir un EPBT (ex. 1,3 an) pour une techno/site.
  2. Choisir une durée de vie (25–30 ans) et un taux de dégradation (p. ex. 0,35–0,5 %/an).
  3. Calculer l’EROI ≈ (durée de vie effective / EPBT) en tenant compte de la légère perte annuelle (ou intégrer précisément via une somme géométrique). Les tableaux Fraunhofer donnent directement un harvest factor pour vérifier vos résultats. ise.fraunhofer.de

2) Durée de vie et dégradation (pour convertir EPBT → EROI)

  • IEA-PVPS Task 12 – LCA Guidelines (2020) : référence méthodo qui recommande de prendre 30 ans de durée de vie pour modules matures (hypothèse LCA standard). IEA-PVPS
  • NREL – PV Lifetime Project (2025) : rappelle que les modules perdent <1 %/an, typiquement ~0,5 %/an. nrel.gov
  • Jordan & Kurtz (NREL) – méta-analyse : médiane ≈ 0,5 %/an sur ~2000 mesures (base classique pour la dégradation). NREL
  • Fraunhofer ISE (2025, même rapport que ci-dessus) : utilise 0,35 %/an pour ses calculs de harvest factor (utile pour bornes basses). ise.fraunhofer.de
  • Études et garanties récentes : garanties de performance 25–30 ans avec pente de 0,4–0,6 %/an (revue 2024). Ces garanties servent de borne pratique pour la durée utile. MDPI

3) Données “énergie investie” (CED) si vous voulez reconstruire EPBT “from scratch”

  • NREL (2024) – Updated LCA (citée plus haut) : donne la CED (énergie cumulée investie) moderne par kW/kWh pour systèmes utilités ; point d’entrée le plus robuste pour re-calculer un EPBT = CED / production annuelle. NREL
  • IEA-PVPS – Life Cycle Inventories & Assessments (2020) : inventaires détaillés (matières/énergies) de la filière PV → permet d’estimer la CED par techno et d’agréger au niveau système. IEA-PVPS
  • (Historique, pour ordre de grandeur) Alsema / NREL note sur kWh/m² nécessaires à la fabrication (valeurs anciennes 420–600 kWh/m² pour Si, à manier avec prudence pour 2025). Préférez les sources 2020-2025 ci-dessus pour l’état de l’art. NREL

4) Productivité (kWh/kWc/an) pour convertir “CED → EPBT”

  • Fraunhofer ISE (définitions et rendements spécifiques) : “specific yield” (kWh/kWp/an), PR, heures équivalentes — utile pour vérifier vos hypothèses de production annuelle. ise.fraunhofer.de
  • PVGIS (JRC) – base de calcul d’irradiation : pour refaire les kWh/kWc/an d’un site donné (Europe, Afrique nord, etc.). (Si vous voulez, je vous fournis une fiche PVGIS pas-à-pas pour un site type.) publications.jrc.ec.europa.eu

5) Recyclage / fin de vie (contexte de “renouvellement”)

  • WEEE (UE) – page officielle : cadre légal de collecte/traitement. Environment
  • Quotas UE (recyclage) : ≥ 80 % de la masse à recycler / 85 % de collecte (exigences UE) — récapitulés par PV-CYCLE, WEEE-Forum, Intersolar et un rapport IEA-PVPS Allemagne (2024). Ces sources servent à quantifier l’énergie en fin de vie (souvent faible vs production). IEA-PVPS+3intersolar.de+3WEEE Forum+3
  • Composition massique (verre + aluminium > 80 %) : ressource de synthèse (Massachusetts, 2023) utile pour estimer l’énergie de recyclage par matériau. Massachusetts Gouvernement

Mini-mode d’emploi pour refaire le calcul de mon premier message

  1. Choisir un cas (ex. mono-Si en Europe du Sud).
  2. EPBT “récent” : 0,9–1,3 an (JRC/Fraunhofer/NREL). publications.jrc.ec.europa.eu+2ise.fraunhofer.de+2
  3. Fixer la durée de vie et la dégradation : 30 ans et 0,4–0,6 %/an (IEA-PVPS LCA & garanties). IEA-PVPS+1
  4. Calculer l’EROI / harvest factor :
  5. EROI≈Eˊnergie produite vie entieˋreEˊnergie investie=Dureˊe de vie “eˊquivalente”EPBT\text{EROI} \approx \frac{\text{Énergie produite vie entière}}{\text{Énergie investie}} = \frac{\text{Durée de vie “équivalente”}}{\text{EPBT}}EROI≈Eˊnergie investieEˊnergie produite vie entieˋre​=EPBTDureˊe de vie “eˊquivalente”​La “durée de vie équivalente” prend en compte la dégradation (somme géométrique).
  6. → On retrouve des EROI de l’ordre de ~10–20 en Allemagne (Fraunhofer), plus élevés (~20–40) dans les régions plus ensoleillées. ise.fraunhofer.de
  7. Contrôle croisé “bottom-up” : si vous partez d’une CED (NREL/IEA-PVPS) et d’une productivité annuelle (PVGIS/Fraunhofer), vous recalculez EPBT = CED / production annuelle, puis EROI = (production vie entière) / CED. ise.fraunhofer.de+3NREL+3IEA-PVPS+3

Remarques sur deux chiffres “pédago” de ma première réponse

  • “1–3 ans d’EPBT” : borne sûre couvrant technologies et latitudes, confirmée par Fraunhofer, JRC et NREL (avec 0,5–1,2 an pour les systèmes modernes dans de bons sites). ise.fraunhofer.de+2publications.jrc.ec.europa.eu+2
  • “20–60× plus d’énergie sur la vie” : ordre de grandeur obtenu en combinant 25–35 ans de vie utile (IEA-PVPS/NREL) et EPBT ~ 0,5–2 ans selon techno/site → EROI plausible >10 en climat modéré et bien plus en climat très ensoleillé. Fraunhofer publie des harvest factors 11–18 pour l’Allemagne ; les valeurs >20 sont cohérentes pour l’Europe du Sud, le Maghreb, etc. (via mêmes formules). ise.fraunhofer.de


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