La première route solaire de France

Depuis quelques années, la France a expérimenté l'intégration de panneaux solaires dans ses routes, un concept innovant visant à produire de l'énergie renouvelable tout en utilisant les infrastructures existantes. Cependant, ce projet de route solaire a connu des hauts et des bas, notamment en raison de problèmes techniques et économiques.

Une route solaire est une infrastructure routière recouverte de panneaux photovoltaïques intégrés à la chaussée. C’est une innovation qui vise la transformation de chaque portion de chaussée en source d’énergie renouvelable. Grâce aux cellules photovoltaïques intégrées dans son revêtement, elle capte la lumière du soleil et la convertit en électricité, qui peut ensuite être exploitée de plusieurs manières.

L’une des applications les plus directes d’une route solaire concerne l’éclairage public. L’énergie produite en journée peut être stockée et utilisée la nuit pour alimenter les lampadaires des villes et des autoroutes. Cette solution permet de réduire la consommation d’électricité issue des énergies fossiles, tout en garantissant une autonomie énergétique pour l’éclairage urbain, notamment dans les zones éloignées du réseau électrique traditionnel.

Au-delà de l’éclairage, l’électricité générée peut aussi fournir de l’énergie aux infrastructures locales. Certains projets de routes solaires ont été pensés pour alimenter des bâtiments publics, des entreprises ou des équipements urbains situés à proximité. Par exemple, dans une zone industrielle, elle pourrait contribuer à réduire la facture énergétique des entreprises alentour, tandis qu’une installation près d’une gare ou d’un centre commercial pourrait prendre en charge une partie des besoins en électricité de ces lieux très fréquentés. Une autre utilisation pertinente concerne les bornes de recharge pour véhicules électriques. Plutôt que de dépendre entièrement du réseau électrique classique, ces stations pourraient être partiellement, voire totalement, alimentées par l’énergie produite localement par la route elle-même, créant ainsi un circuit d’énergie autonome et décentralisé.

Enfin, lorsqu’il y a une production excédentaire, l’électricité captée par les routes solaires peut être injectée directement dans le réseau électrique. Ainsi, une infrastructure routière équipée de panneaux solaires ne se limiterait pas à sa seule fonction de transport, mais contribuerait aussi à l’approvisionnement en énergie d’un territoire plus large. Cette électricité pourrait alors être redistribuée à des foyers, des entreprises ou d’autres infrastructures publiques, participant ainsi à l’essor d’une énergie renouvelable locale et à la réduction de la dépendance aux énergies fossiles.

La première route solaire de France a été inaugurée en décembre 2016 à Tourouvre-au-Perche, dans l'Orne. Pilotée par Ségolène Royal, cette route a nécessité un investissement initial de 5 millions d’euros et devait produire suffisamment d'électricité pour alimenter l'éclairage public d'une ville de 5 000 habitants. L'idée était ambitieuse : transformer 1 000 kilomètres de routes en routes solaires pour alimenter environ 5 millions de Français.

Malgré ces ambitions, le projet a rencontré de nombreux défis. Les performances énergétiques ont été bien en deçà des attentes, avec une production réduite à seulement 366,2 MWh par an, soit environ 61 kWh par jour. Les dalles photovoltaïques ont montré une efficacité réduite en raison de leur position à plat, ce qui limitait leur capacité à capter les rayons solaires. De plus, les coûts élevés et les problèmes techniques, tels que les nuisances sonores, l’encrassement des cellules et l'affaissement de la route, ont conduit à la décision de la démanteler 7 ans après son inauguration.

Dans des circonstances idéales, les routes solaires pourraient offrir plusieurs avantages significatifs en France.

Les routes solaires pourraient produire une quantité considérable d'énergie électrique, suffisante pour alimenter des villes entières. Par exemple, un kilomètre de route solaire pourrait produire jusqu'à 767 kWh par jour, ce qui est suffisant pour l'éclairage public d'une ville de 5 000 habitants. La construction, la maintenance et l'exploitation des routes solaires pourraient aussi créer de nouveaux emplois dans le secteur des énergies renouvelables. Elles pourraient aussi chauffer la surface routière, réduisant ainsi le risque de verglas et améliorant la sécurité des conducteurs en hiver. Et en produisant de l'énergie renouvelable, les routes solaires contribueraient à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à promouvoir un développement durable.

L'échec de la première route solaire en France, offre plusieurs enseignements importants pour les futurs projets d'énergies renouvelables et d'infrastructures intelligentes :

Premièrement, les panneaux solaires utilisés sur les routes doivent être extrêmement robustes pour résister aux conditions routières difficiles, telles que le trafic lourd, les intempéries, et les déchets routiers. Les dalles solaires actuelles ne sont pas suffisamment résistantes pour supporter ces contraintes.

Deuxièmement, les panneaux solaires à plat sur les routes sont moins efficaces que ceux installés sur les toits ou les champs solaires traditionnels, car ils sont souvent ombragés par les véhicules et recouverts de saleté. L'efficacité des panneaux solaires dépend fortement de leur orientation et de leur entretien.

Aussi, les coûts de construction et de maintenance des routes solaires peuvent être prohibitifs par rapport à leur production énergétique. Le projet de Tourouvre a coûté environ 5 millions d'euros pour une production bien en deçà des attentes. Bien que l'objectif initial ait été de promouvoir une source d'énergie renouvelable, les routes solaires n'ont pas réussi à réduire significativement les émissions de CO2 en raison de leur faible efficacité. Il est donc crucial de faire des estimations fiables et des tests à petite échelle avant de lancer des projets à grande échelle pour éviter les erreurs coûteuses et les échecs techniques.

Enfin, les routes solaires pourraient être plus efficaces sur des infrastructures moins sollicitées, comme les parkings ou les pistes cyclables, où les conditions sont moins exigeantes.

Pour améliorer leur efficacité, plusieurs approches techniques peuvent être envisagées. Tout d'abord, l'utilisation de matériaux et cellules solaires à haute efficacité est cruciale. Les cellules tandem ou les pérovskites, par exemple, permettent de capter une plus large gamme du spectre solaire, augmentant ainsi le rendement énergétique. Cependant, ces technologies sont encore en développement et nécessitent des investissements supplémentaires pour être intégrées dans les routes solaires.

Une autre approche concerne l'orientation et l'inclinaison des panneaux solaires. Bien que les routes nécessitent souvent que les panneaux soient à plat, optimiser leur inclinaison pourrait améliorer la capture de lumière solaire. Cependant, cela reste un défi technique, car les routes doivent être conçues pour supporter le trafic routier tout en maximisant l'exposition aux rayons solaires. En outre, une maintenance régulière est essentielle pour nettoyer les panneaux et éviter les pertes d'efficacité dues à la saleté ou aux dommages.

En termes de conception et d'intégration, améliorer le revêtement transparent qui recouvre les panneaux solaires est crucial. Ce revêtement doit minimiser les pertes d'énergie dues à l'absorption ou au reflet de la lumière. 

Sur le plan économique, la rentabilité des routes solaires est un défi majeur. Actuellement, les panneaux utilisés sont trois fois plus chers que les panneaux solaires classiques, ce qui rend difficile leur adoption à grande échelle. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de réduire les coûts de production et d'installation. Enfin, utiliser l'énergie produite pour alimenter directement les infrastructures routières ou les bornes de recharge pour véhicules électriques permet de réduire les pertes de transmission et d'optimiser l'utilisation de l'énergie générée. En combinant ces améliorations, il est possible d'augmenter significativement l'efficacité des routes solaires et de les rendre plus viables économiquement et environnementalement.

Plusieurs pays ont expérimenté ou planifient des projets similaires. Voici quelques exemples :

États-Unis (Géorgie) : L'État de Géorgie a été pionnier dans l'intégration de technologies solaires sur ses routes avec The Ray, un tronçon de 29 kilomètres de l'Interstate 85. Bien que ce projet soit plus axé sur l'innovation et la démonstration que sur une production massive d'énergie, il représente une initiative importante pour tester de nouvelles technologies solaires et infrastructures dédiées aux véhicules électriques.

Pays-Bas : Les Pays-Bas ont un projet ambitieux visant à couvrir les accotements et la berme centrale de l'autoroute A37 avec des panneaux photovoltaïques bifaciaux, qui serviront également d'écrans antibruit. Ce projet prévoit de fournir de l'électricité à environ 70 000 ménages, bien que ce ne soit pas une route solaire au sens strict, car les panneaux ne sont pas intégrés dans la chaussée elle-même.