Route solaire

La ville allemande de Karlsruhe teste une route qui recharge les véhicules électriques grâce à l’induction dynamique[3].

SolaRoad

La première piste cyclable faite de panneaux solaires, SolaRoad est un test réalisé le 21 octobre 2014[4], à Krommenie aux Pays-Bas[5]^,[6]. Le chemin a été ouvert officiellement en novembre 2014 par le ministre de l'énergie des Pays-Bas, Henk Kamp[7]. Les 140 mètres-carrés ont coûté 3,5 millions d'euros, soit 25.000 € le mètre-carré. Cette route solaire a produit 9,800 kWh en une année. Si elle produisait à ce niveau pendant 20 ans sans dégradation de rendement, alors le coût serait de 17,8 €/kWh. Le coût du solaire standard est d'environ 0,05€/kWh. Craig Morris, spécialiste américain des énergies renouvelables, estime que ce projet est absurde et « espère que cela sera le dernier »[8]. La production de 70 kWh par mètre carré et par an est deux à trois fois plus faible que celle d'une toiture photovoltaïque.

Par contre le Département de la Seine-Saint-Denis considère quant à lui que l’usure des dalles de la piste cyclable, installées sur le site pilote du Canal de L’Ourcq, ne peut pas être comparée à celle de la route de Tourouvre, puisque seuls des cyclistes et des piétons sont amenés à l’emprunter. La piste ne souffrira effectivement pas du poids des voitures et des camions[9].

Les partenaires du projet Wattway sont la filiale « routes » de Bouygues, Colas, et le CEA Tech[10]. Le PDG de Colas, le 14 octobre 2015 dans Les Échos :

« Si on recouvrait un quart des routes, on assurerait l’indépendance énergétique de la France (…) Nous serons au même prix qu’une ferme solaire, de manière à constituer une alternative à ce mode de production d’électricité photovoltaïque ». Il estimait donc cette technologie capable en France de remplacer les centrales nucléaires. De son côté l'INES (CEA) publiait un communiqué évoquant à plusieurs reprises une « prouesse »

Affirmant que la route solaire était quasi aboutie, qu'elle n'était plus au stade de prototype. Le 8 novembre 2018, le site web du magazine Science et Vie a publié un message totalement opposé a celui du PDG de Colas : « on ne remplacera jamais une centrale nucléaire par des routes solaires[11]. » Lors du salon Pollutec 2016 le directeur de Wattway a comparé le coût de la route solaire normande (Tourouvre) à celui du solaire standard, estimant qu'il allait falloir baisser les coûts d'un facteur « compris entre 10 et 20 » estimant avec le sourire aux lèvres que la barre était haute[12]. Ce comparatif a du sens non seulement parce qu'il ne s'agit pas de prototypes (comme l'a souligné l'INES), mais surtout parce qu'il permet de mesurer l'ampleur des progrès qu'il reste à accomplir dans la perspective d'atteindre la compétitivité promise par le PDG de Colas.

Les panneaux photovoltaïques sont protégés par une résine protectrice[1] particulièrement résistante mais coûteuse, et collés sur la chaussée. Beaucoup d'énergie est consommée pour produire la résine et la colle. Le coût d'investissement (route normande) s'élève à cinq millions d'euros[13], ceci sans compter le coût du raccordement au réseau électrique qui a été offert par Enedis.

Après des expérimentations sur quatre sites pilotes[10], un projet est inauguré par Ségolène Royal en décembre 2016 à Tourouvre-au-Perche sur un tronçon long de 1 km[1]. Cette section de route normande est empruntée par deux mille véhicules quotidiennement. Elle est pavée de 2 800 m² de dalles « made in France »[10], avec une puissance de 120 watts par mètre carré, soit environ deux fois moins que le solaire standard.

Pour Olivier Appert, délégué général de l'Académie des Technologies et ex-président du comité français du conseil mondial de l'énergie, le concept de route solaire est « énergétiquement et économiquement absurde [14] ». L'ingénieur australien Dave Jones a publié une série de vidéos démontrant par A+B pourquoi ce projet est selon-lui « incroyablement stupide[15] ». La production de la route solaire normande pour les mois de 2017 et 2018 a été mise en ligne par le site spécialisé BDPV[16]. En 2018 la production est un tiers inférieure à celle de 2017, cette dernière ayant été deux fois plus faible que prévu. Selon le Conseil Départemental de l'Orne elle a été en travaux tout au long de l'année 2018. Colas serait en train de tester de nouveaux produits.

Un mur en béton, jugé peu esthétique par les élus normands, a été placé tout au long du kilomètre de route solaire pour cacher divers matériel électrique (onduleurs etc.). Il est prévu de consommer 44 000 € additionnels (dont 60 % d'argent public) pour tenter de camoufler ce mur avec une fresque street-art. Des personnalités emblématiques, peut-être Ségolène Royal, y seront dessinées a rapporté le journal Ouest-France[17] le 14 novembre 2018. Pour Michael Liebreich, le fondateur de l'agence BNEF (Bloomberg New Energy Finance), l'aspect excentrique du solaire routier risque d'être dommageable à l'image de l'industrie photovoltaïque dans son ensemble[18].

Le projet est critiqué en raison d'une incertitude sur le rendement énergétique et le coût est considéré comme très élevé[1]. La production observée durant l'année 2017 a été de 150 MWh, ce qui est deux fois moins que ce qui était prévu. 340 kW d'énergie solaire en toiture permettent de produire 350 000 kWh par an avec un facteur de capacité de 12 % en Normandie. Si les panneaux sont posés à plat, la production théorique est alors de 285 000 kWh par an en Normandie selon l'outil de calcul du NREL américain. Les 150 000 kWh produits concrètement par la route solaire normande posent donc sérieusement problème. Ils correspondent à seulement 53 % des 285 000 kWh théoriques.

Si cette route solaire était capable de produire pendant 15 ans, alors le coût serait de 5 M€ / (150 MWh/an x 15 ans) = 2,2 €/kWh. Le solaire standard (centrales au sol) coûte en France (2018) 0,05 €/kWh. Le coût d'investissement revient à 17 euros le watt-crête alors que le prix de revient est de 1,30 euro en grande toiture[10]. Ainsi, pour le président du Syndicat des énergies renouvelables se pose la question de la possibilité de réduction des couts[19]. Sur les 17 € le module Wattway représente 6 € (la résine qui protège les cellules photovoltaïques de l'écrasement coûte cher), le reste (11 €) porte sur le BoS (Balance of System). Le coût de la main d’œuvre pour la pose (qui est complexe en milieu routier) semble particulièrement élevé et la colle coûte cher.

Il existe aussi une réserve au sujet de la résistance dans la durée au passage des poids lourds et aux intempéries[20]. La route solaire vendéenne de Bellevigny, où le trafic automobile est pourtant très inférieur à celui d'une autoroute, a duré 18 mois (un an et demi). Elle a dû être retirée. Une centrale solaire standard dure 30 ans, soit 20 fois plus longtemps.

Portion de route solaire installée à côté de l'INES à Savoie Technolac en 2018.

Avec une subvention d'État de 5 millions d'euros pour le premier kilomètre, Bloomberg New Energy Finance considère que « Les routes solaires semblent être un moyen de subventionner les entreprises françaises, pas un moyen de produire de l’électricité »[10].

Le président de l'association négaWatt qualifie ce projet de « miroir aux alouettes[21] » et EELV-Ardèche a pris publiquement position contre ce concept le qualifiant de « greenwashing[22] ».

Le scientifique écossais Ryan Dylan a remarqué que la route solaire normande a coûté 10 fois plus cher que le solaire standard, et ceci pour produire trois fois moins, d'où un facteur 30 de différence[23], ce qu'ont confirmé les médias américains GreentechMedia[24], Treehugger[25] (article cité par le 29 septembre 2018 par le Financial Times[26]) et ExtremeTech[27], ainsi que le média économique allemand Handelsblatt[28] et le magazine taïwanais TechNews[29]. La candidate du green parti (parti vert) américain a commenté ces résultats[30], tout comme le journaliste scientifique Nick Ellis du média O Meio Bit, l'un des médias techniques les plus importants du Brésil: « Ségolène Royal a commis une lourde erreur »[31]. Pour le média tchèque Biznys « les routes solaires sont déjà en France et aux États-Unis. Cependant, les premières données montrent qu'elles sont inefficaces »[32] tandis que le média bulgare Nauka estime qu'elles sont « trop inefficaces »[33].

Le 24 septembre 2018 sur Europe 1 le journaliste scientifique Anicet Mbida a déclaré que l'

« on a beaucoup parlé de la route solaire installée dans l’Orne fin 2016. On avait plutôt l’impression que c’était une bonne idée. Mais finalement, les chiffres ne sont pas très bons. Pas du tout même (…) Aujourd’hui, le prix du kilowatt-heure d’une route solaire est cent fois plus élevé que celui d’une centrale solaire classique (…) Désormais, on pense plutôt les mettre sur des pergolas au-dessus des parkings, sur le terre-plein central des autoroutes ou au-dessus des pistes cyclables. Ce serait plus efficace, moins cher et en plus, ça nous ferait un peu d’ombre. »

— Anicet Mbida[34]

[...] « Grosso modo cela ne marche pas du tout[35] » a résumé RMC / BFM le 14 novembre 2018. Selon le groupe Cayola,

« d’un point de vue environnemental, elles sont également questionnées. Le manque d’éléments communiqués interroge notamment sur la quantité d’énergie requise pour produire ce type de technologie (…) le bilan écologique global n’a pas été dévoilé concernant les composants de la solution (résine, colle, etc.). Quelle quantité d’énergie est nécessaire à leur production ? Sont-ils polluants ? »[36]^,[37]

« Mais quel joli gadget! » s'est exclamé le journaliste Olivier Razemon dans un article publié le 26 décembre 2018 par Le Monde et intitulé « Route solaire, aérotrain, Autolib’, etc. Voyage au cimetière des innovations ratées ». Pour ce spécialiste des transports, « Une aventure non aboutie demeure bien sûr une expérience enrichissante pour celui qui la mène. Elle laisse aussi derrière elle, des dégâts ou des traces, sous forme de factures impayées, de subventions inutiles, d’objets encombrants ou d’infrastructures abandonnées »

Dans un article intitulé « Déplacements, une politique en trompe l’œil », des élus se sont exprimés dans le média Chambéry Magazine n°136 (hiver 2018-2019): « Tout comme le vélo à hydrogène et la « route solaire », que la Majorité utilisent largement pour communiquer, la voiture à hydrogène est donc un dispositif expérimental et non une solution applicable ici et maintenant. S’il faut, bien sûr, encourager l’innovation technologique et l’expérimentation, cela ne suffit pas à faire une politique de transition écologique. Plus grave, cela risque bien de masquer l’absence de politique… par un énième coup de com’. »

« Sur l'autoroute, ce n'est pas le meilleur endroit pour une route solaire, c'était un coup de communication » a déclaré le directeur de Wattway dans une interview pour le journal Le Perche (6 mars 2019). La route solaire de Tourouvre « ne sera pas notre modèle de commercialisation », confirmant ainsi l'échec annoncé dès le départ par de nombreux experts. Le directeur a ajouté: « plus la production d'énergie est moindre, plus le coût du kWh est élevé », confirmant ainsi que cette technologie ne sera pas compétitive avec le solaire classique. Des applications de niche seront potentiellement possibles. Selon le directeur de Wattway, la garantie de la route solaire de Tourouvre est de trois ans : « Elle s'arrêtera donc à la fin de l'année 2019 ».

Comme l'a fait remarquer la rédaction du média Contexte Energie ainsi que celle du Journal de l'Environnement (JDLE) le 28 mars 2019 via son compte Twitter, un amendement relatif à la route solaire a été accepté par le Sénat.

« Cet amendement propose de compléter la liste des actions éligibles aux CEE dans le domaine des transports telle qu'établie à l'article 25 bis, en l'étendant à la mise en œuvre de solutions de mobilité innovantes comme les routes solaires. Cette technologie, actuellement en cours d'expérimentation, qui permet d'alimenter des petits équipements tel que l'éclairage public ou la signalisation routière, apporte des perspectives intéressantes, notamment aux Collectivités territoriales, bien que son coût soit encore élevé et son rendement limité. »

Dans un article intitulé « Le Sénat fan de la route solaire[38] » et publié le 29 mars 2019 le média Journal de l'Environnement a souligné, non sans ironie, qu' « une fois n’est pas coutume, la Chambre haute du Parlement veut soutenir l’énergie solaire. Jeudi 28 mars, une majorité des sénateurs présents ont adopté un curieux amendement au projet de loi sur les mobilités » Le média Reporterre a de son côté titré le 30 mars 2019: « Les économies d’énergie détournées pour financer d’inutiles routes solaires[39] »

« La route solaire plaît à certains élus car elle est visible » a souligné le Média Connaissance des énergies le 2 avril 2019[40].

La route solaire normande (1 000 mètres de long) est hors d'usage après moins de 2 ans et demi de service. La totalité des panneaux solaires va être retirée avant juin 2019[41]. La route solaire aura donc produit « beaucoup moins que prévu[42]^,[43] ». Pour le média Contrepoints, « cette pénible aventure illustre à elle seule plusieurs maux que le peuple français subit régulièrement sans trop grogner : idiotie d’une idée initiale, sa récupération pour des raisons purement médiatiques par des politiciens aussi incompétents qu’avides d’exposition facile, capitalisme de connivence qui permet à certaines entreprises bien en cour de bénéficier d’une publicité gratuite[44] ».

Faute de résultat probant pour le test de la route solaire à Tourouvre, Colas négocie la prolongation de l'essai pendant deux ans. En parallèle, il lance ce mardi la commercialisation du « Wattway pack » pour des surfaces plus modestes (3 à 12 mètres carrés) afin d'alimenter de petits équipements non raccordables au réseau : alimentation de bornes de recharge de vélos ou trottinettes électriques, de caméras de surveillance ou d'abribus éclairés[45].

Selon le journaliste Igor Bonnet du quotidien Le Monde (22 juillet 2019), « la plus grande route solaire du monde » est « un fiasco »[46]:

• une centaine de mètres était trop dégradé pour être remis en état
• certains joints sont abimés, certains panneaux se décollent, des débris ont usé par endroit la résine protégeant les panneaux photovoltaïques,
• la dégradation des feuilles d'arbre opacifient les cellules photovoltaïques,
• le bruit de la route a conduit à abaisser la vitesse de ce tronçon à 70 km/h[46]

La route solaire normande, "n’est pas en forme" résume le magazine GreenUnivers[47]."

"Un kilomètre devait produire l'équivalent de 790 kWh. La moitié seulement a été produite la première année, le quart l'année suivante, un huitième encore l'année d'après... Pourquoi ?" a interrogé France-inter le 23 juillet 2019, ajoutant que "le projet fonctionnerait bien si des voitures ne roulaient pas dessus...". [48]

« Les recettes de vente de l’électricité produite par la route devaient nous rapporter 10 500 euros par an. En 2017, nous avons perçu 4 550 euros. En 2018, 3 100 euros, et pour le premier trimestre 2019, nous en sommes à 1 450 euros » a énuméré Gilles Morvan, directeur général des services du conseil départemental de l'Orne, a rapporté le média France soir le 23 juillet 2019[49]. Pour L'Express, s'il s'agit d'un « gros flop »[50] tandis que Capital estime que ce projet « a viré à la catastrophe »[51]. "Inauguré en grande pompe dans l’Orne en 2016, ce tronçon d’un kilomètre ne fournit pas les watts attendus, n’est pas rentable et est abîmé" souligne Ouest-France[52]. Pour le média 20Minutes.fr, il s'agit d'un "fiasco technologique"[53]. Le média luxembourgeois L'Essentiel a la même analyse[54]. Pour le Journal du Geek, l'échec est "cuisant"[55].

Selon le média BatiActu, "c'était prévisible que ça ne marcherait pas (...)Tout ça c'est une opération de communication, de marketing (...) C'est même contre-productif, car ce sont des gadgets. Cela a desservi la profession.C'est toujours une bonne chose de faire des tests mais dans ce cas, ça n'en valait pas la peine." [56]

"Je les vois tout le temps travailler dessus parce que les plaques ne tiennent pas et ça tiendra jamais", se plaint un automobiliste, rapporte France-Télévision (reportage)[57].

BFM TV fait la synthèse: "Route solaire: l'échec d'une expérience coûteuse" [58] et précise qu'"à Brellevigny (Vendée), la route solaire a été remplacée après avoir été particulièrement malmenée par les passages de poids lourds pendant 2 ans".

"En termes de notoriété, c'est bingo" estime le conseil départemental de l'Orne[59]^,[60]^,[61]^,[62]^,[63]^,[64].

Power Road (groupe Vinci)

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Si le projet de routes solaires n'a pas rapporté les effets escomptés, une initiative a été lancée en 2017 sur les routes à énergie positive. La Power Road lancée par une filiale du groupe Vinci permet de produire de l’électricité sans modifier la surface du bitume.  Un système technique permet de récupérer la chaleur de l’asphalte chauffée par le soleil, et contribuer également, outre la production d’électricité, au déneigement des routes en hiver.

A l’automne dernier, Eurovia, a expérimenté une nouvelle composition de route 100 % recyclée en collaboration avec l’équipementier Marini-Ermont du groupe Fayat.  Les coûts financiers demeurent proches du financement de nouvelles routes[65].

Susanne Siebentritt, directrice du laboratoire photovoltaïque de l'Université du Luxembourg, à propos de la route solaire installée sur un parking de Sanem, septembre 2018 : « Je ne vois pas beaucoup d’avantages. Ces cellules solaires produisent moins d’électricité que si nous les placions sur une façade ou sur le terrain. J’ai de sérieux doutes aussi sur la durabilité. La source d’énergie la moins polluante est certainement l’économie d’énergie. Et c’est autant une question de mode de vie personnel que de processus industriels que nous utilisons. »[66]. La route solaire a coûté 76.000 euros Hors Taxes, sa production annuelle estimée est de 3105 kWh et sa durée de vie estimée de 15 ans (selon Colas). D'où un coût de 1,63 € HT du kWh (si la route solaire ne subit pas de dégradation de rendement pendant les 15 ans). Le kWh du solaire standard coût à présent en France 0,05€/kWh TTC^{[réf. nécessaire]}[67]. "Coûtant quelque 76 000 euros et cofinancée à parts égales par la commune de Sanem et Sudgaz, la «route solaire Wattway» fait quelque 30 m² (…) À Sanem, elle permettra de produire chaque année environ 3 105 kWh."[68] 76 000 € / (3 105 kWh × 15 ans) = 1,63 €/kWh.

Face aux critiques d'élus, le responsable du développement international de Wattway a déclaré le 13 septembre 2018 « avant de parler de routes ou d’autoroutes entières, nous avons encore quelques étapes à franchir. Nous ne sommes pas encore au point pour produire massivement de l'énergie »[68]. Le magazine Sciences & Vie, sur la base d'un entretien réalisé avec le directeur de Wattway, rapporte que « les routes solaires ne remplaceront jamais une centrale nucléaire. »[69] Une vidéo diffusée le 14 novembre 2018 par Wattway montre « les différents usages » qui ont finalement été retenus, comme par exemple alimenter des LED ou des capteurs[70]. Au salon Pollutec 2016[71], le directeur technique de Wattway expliquait qu'il y avait deux marchés en perspective : un marché de production d'électricité en masse (et dans ce cas il faudrait que les routes solaires deviennent très performantes sur le plan énergétique et économique pour atteindre la compétitivité indispensable), ou alors un marché de niche (si la compétitivité s'avérait hors d'atteinte). Il expliquait qu'il fallait attendre les retours d'expérience au niveau des chantiers d'application pour savoir lequel de ces deux marchés était valide. Deux ans plus tard les résultats à Tourouvre mais aussi à Boulogne et à Bellevigny sont là : ils ont été décevants[72].

La route de l'énergie de demain.

Gouvernement princier, Principauté de Monaco. La route de "l'énergie de demain", dite route solaire.

Réalisateur wattway - Colas.

• Puissance électrique instantanée : 45 W ;
• Production journalière : 3,44 kWh ;
• Production cumulée depuis la mise en service : 37,5 kWh ;
• Équivalent en heures d'éclairage de la Roseraie Princesse Grace : 1,12 h.

En Chine, une route solaire de deux kilomètres a été ouverte par Qilu Transportation Development Group (en)[73].

Cette route est une route express du côté du périphérique sud de la ville de Jinan, chef-lieu de la province du Shandong, en Chine populaire.
La route est constituée de trois couches : une couche de panneaux solaires, une couche de béton transparent similaire à de l'asphalte et une couche d'étanchéité.

Un minibus peut y rouler à 100 km/h comme sur une route classique, avec une distance de freinage comparable. Les panneaux couvrent 5 875 mètres carrés et ont un potentiel d'un million de kWh d'électricité annuel[73]. Cette route expérimentale aurait été rapidement vandalisée[74]. Une enquête a été menée et il s'avère qu'en fait les panneaux solaires n'ont pas été volés : particulièrement fragile, la route solaire s'est cassée du fait du passage des véhicules.

En février 2018, une première super-autoroute alimentée par énergie solaire de Chine est annoncée comme devant être mise en service d'ici 2022. Elle doit relier Hangzhou et Ningbo et permettre de voyager à une vitesse maximale de 120 km/h[74].