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Les terres rares sont-elles indispensables pour les moteurs électriques, les éoliennes et les panneaux solaires ?

Posté le par La rédaction dans Énergie

Eoliennes, voitures électriques et panneaux solaires seraient-ils une vitrine de propreté verte pour naïfs ? Celle-ci cacherait-elle en arrière-boutique une exploitation forcément dégoutante et polluante des terres rares vouées à l'épuisement ?

Contrairement au moteur à aimants permanents de la célèbre Toyota Prius japonaise, le moteur à induction triphasé à courant alternatif breveté pour la première en 1888 par Nikola Tesla ne contient pas d’aimants. Zéro consommation de terres rares. Tesla Motors l’explique (en français) sur son site : « Certains moteurs utilisent des aimants permanents, mais pas le moteur du Roadster (et de la Tesla S ndlr) : le champ magnétique est exclusivement produit par de l’électricité.»

Ce qui est valable pour les moteurs électriques l’est aussi pour les génératrices éoliennes. Comme l’explique (en français) le groupe ENERCON, leader Allemand de la production d’éoliennes qui détient 40% des brevets mondiaux du domaine, « les éoliennes ENERCON produisent de l’électricité verte sans l’élément controversé, le néodyme. Le concept d’éolienne sans boîte de vitesse servant de base à tous les types d’éoliennes – de l’E-33/ 330 kW à l’E-126/ 7,5 MW fonctionne avec un générateur annulaire à excitation indépendante. Les champs magnétiques requis pour la production d’électricité dans le générateur sont pour ce faire produits électriquement. Les aimants permanents avec lesquels la plupart des concurrents travaillent et pour laquelle la fabrication nécessite le néodyme, ne sont pas utilisés pour les éoliennes ENERCON pour des raisons d’ingénierie. » D’autres entreprises qu’ENERCON ont adopté cette technologie.

Une partie des éoliennes actuelles utilise du néodyme, mais l’on peut s’en affranchir complètement. Tenter de faire croire que cet élément serait indispensable aux éoliennes, ceci en réalité dans l’unique objectif de freiner le développement des énergies renouvelables et ainsi de continuer à vendre le plus longtemps possible l’électricité obtenue en brûlant des combustibles fossiles, est pour le moins stérile.

Et les panneaux solaires ?

Certains panneaux solaires à couche mince, qui ne représentent qu’une petite part du marché PV global, utilisent des terres rares. Mais les panneaux de la start-up Silevo, achetée il y a quelques mois par le groupe SolarCity fondé par Elon Musk qui est également le PDG de Tesla Motors, sont à base de silicium. Logique pour un enfant de la Silicon Valley. Le silicium est le deuxième élément le plus abondant de la croûte terrestre après l’oxygène.

De plus les panneaux Silevo ne contiennent pas d’argent (qui est un métal rare mais qui n’est pas une « terre rare »). Or comme l’ont montré les scientifiques Andrea Feltrin et Alex Freundlich dans un article (Material considerations for terawatt level deployment of photovoltaics) publié dans la revue à comité de lecture Renewable Energy dès 2008, « si l’usage de l’argent peut dans le futur être réduit alors il n’y a pas d’autre obstacle pour les cellules à base de silicium » dans la perspective de produire des panneaux photovoltaïques à l’échelle des térawatts (millions de mégawatts).

Elon Musk et son associé Lyndon Rive sont en train de construire dans l’état de New-York une gigantesque usine capable de produire 1 GW par an de panneaux solaires de technologie Silevo. L’usine, installée non loin des chutes du Niagara, sera alimentée à 100% par les énergies renouvelables, une belle illustration du miracle de la multiplication des pains (solaires). En moins de 2 ans un panneau solaire délivre autant d’énergie qu’il en a été nécessaire pour le produire. C’est ce que l’on appelle l’energy payback time, le temps de retour énergétique. Et la durée de vie des panneaux est supérieure à 20 ans. Autrement dit avec l’énergie produite par un panneau (par ailleurs recyclables), on peut en obtenir plus de 10. Miraculeux.

Les terres rares ne sont indispensables ni pour l’éolien, ni pour les panneaux photovoltaïques, ni pour le moteur de voiture électrique.

La véritable rareté, et la véritable problématique environnementale, climatique, sanitaire et géopolitique, ce sont les énergies fossiles. Des milliards de dollars sont aujourd’hui gaspillés pour contrôler militairement les régions de la planète qui en sont riches ou par lesquelles elles transitent, notamment au Moyen-Orient et en Ukraine. Les voitures à pétrole posent d’énormes et très coûteux problèmes sanitaires dans les grandes villes du monde. Les marées noires dévastent les écosystèmes littoraux et maritimes. L’extraction du pétrole issu des sables bitumineux constitue une aberration sur le plan de l’efficacité énergétique. L’extraction des gaz et pétrole de schiste consomme massivement de l’eau douce. L’obtention des agrocarburants de première génération requiert des surfaces de deux ordres de grandeur supérieurs à celles nécessaires au photovoltaïque.

D’où l’intérêt des écotechnologies qui permettent de s’affranchir des technologies reposant sur la combustion, a fortiori dans un contexte de croissance de la démographie et de la demande énergétique mondiale.

Par Olivier Danielo

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Posté le par La rédaction

Les derniers commentaires

  • Un détail qu’il faut néanmoins signaler : les métaux sont recyclables contrairement aux hydrocarbures. Ces derniers produisent des gaz à effet de serre en permanence depuis l’extraction jusqu’à la consommation. Les métaux nécessitent, certes de l’énergie pour leur extraction, mais ils restent durables.

  • bonne réflexion sur un sujet sensible !
    Difficile de se battre sur ce sujet, car le lobby nucléaire et du pétrole est trés puissant. Peut-être aurait-il fallu expliquer qu’en alternateur sans terre rare est tout simplement équipé d’un rotor bobiné et de balais. L’inconvénient étant que cela demande plus d’entretient et donc du temps d’arrêt.
    Dans les commentaires j’ai vu une remarque sur l’extraction des terres-rares qui serait beaucoup polluante que l’industrie du pétrole ….. il y a là un gros problème d’échelle ! imaginez ce que représente l’industrie du pétrole, avec ses sous-produits ( fioul lourd, bitume ..) et le volume utilisé !!

  • « la véritable problématique environnementale, climatique, sanitaire et géopolitique, ce sont les énergies fossiles. » mouais, si on fait abstraction du charbon, la pollution générée par l’extraction des terres rares est une catastrophe sanitaire et environnementale bien pire que celle du au pétrole/gaz.
    http://www.atlantico.fr/rdv/atlantico-green/saccage-environnement-et-pire-endroit-au-monde-est-2135054.html
    http://www.lemonde.fr/asie-pacifique/article/2012/07/19/en-chine-les-terres-rares-tuent-des-villages_1735857_3216.html
    http://www.20minutes.fr/planete/715885-20110501-planete-les-ravages-terres-rares-chine
    La pollution générée est incomparable !

  • Il faut des terres rares pour les alternateurs des éoliennes (http://www.heliciel.com/helice/eolienne%20hydrolienne/fabriquer%20generateur%20eolienne.htm) et pas qu’un peu vu la taille des moteurs d’éoliennes. Exemple, le Néodime est un élément polluant contenu dans les aimants qui pèsent 600kg.. x par des milliers d’éoliennes, c’est pas banal comme pollution en plus des 5 millions de morts dans la guerre des terres rares qui a lieu en Centre Afrique > https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89olienne.

  • Je partage l’analyse sur les problèmes liés au pétrole, dont je m’efforce de réduire au maximum ma consommation et mes besoins au quotidien. Ce qui ne m’empêche pas d’être sceptique sur les solutions alternatives proposées. Concernant les panneaux photovoltaïques, il suffit de deux ans pour qu’ils produisent l’énergie consommée lors de leur fabrication… Ah bon ? Dans quelles conditions d’ensoleillement ? Dans quelle région du monde ? En comptant les hiver (8 heures de clarté par jour au solstice… les jours étant souvent gris) ou seulement les étés ? A moins qu’il ne s’agisse d’un chiffre théorique, qui doit se comprendre « deux ans passés pile en face du soleil, en continu… ? Et en fin de vie, combien d’énergie consommée pour refondre (« recycler ») du silicium fondu à 1800°C ?
    Par ailleurs, l’utilisation du Néodyme dans les moteurs ou génératrices électriques n’est pas arrivée par hasard : il permet d’obtenir un champ magnétique « non électrique », qui rend ces appareils plus performants et productifs énergétiquement. Quel rendement énergétique si le champs magnétique est intégralement induits en consommant de l’électricité ? Les moteurs de la voiture Tesla ne contiennent pas de néodyme ? Bravo ! Mais l’engin pèse tout de même plus de 2,5 tonnes !Parce que ses moteurs sans néodyme ont besoin d’être plus gros pour être aussi performants ? Parce que les batteries (quelle coût écologique de ces centaines de kilos de piles ?) doivent également augmenté leurs capacité pour faire face à un besoin électrique accrus ? 2500 kilos de haute technologie à 80000 euros pour transporter 80 kilos d’humain d’un point A à un point B, c’est écolo ? A mon sens, s’il y a un avenir écolo quelque part, c’est dans le vélo !


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