Technologies de centrales solaires : panorama complet 2025
- tvengeon
- 9 juil.
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Dernière mise à jour : 26 sept.
Du statut d'alternative à celui de colonne vertébrale énergétique
Depuis le début des années 2010, la courbe de croissance du solaire suit une trajectoire exponentielle que l’on n’attendait plus d’une technologie considérée auparavant comme « niche ». Fin 2024, 2,2 TW de puissance photovoltaïque étaient raccordés à travers le monde, soit dix fois la puissance nucléaire planétaire, et 597 GW supplémentaires ont été mis en service sur la seule année 2024.
Partout, le soleil devient la source primaire la plus rapide à déployer : la chute de 90 % des coûts de module en quinze ans, l’essor de chaînes d’approvisionnement massives en Asie et l’appétit grandissant des investisseurs pour des revenus stables garantis par l'Etat bousculent tous les pronostics.
Mais, au-delà des courbes de prix, c’est la diversification des concepts de centrale qui explique cette ruée : quand chaque surface – du toit d’un entrepôt au plan d’eau d’une carrière – se métamorphose en producteur d’électricité, l’énergie solaire cesse d’être un « équipement » pour devenir un aménagement territorial.
Voici un tour d’horizon des principales centrales photovoltaïques : genèse, fonctionnement, degré de maturité, contextes d’usage pour tout comprendre des projets que vous pouvez envisager.
1. Centrales photovoltaïques au sol : le socle historique
Longtemps considérées comme la « version standard » du solaire, les fermes au sol ont pourtant évolué à une vitesse fulgurante. Les tout premiers parcs des années 1980 se limitaient à des rangées fixes, inclinées plein sud. L’objectif était avant tout de démontrer la viabilité des technologies solaires.
L’arrivée des trackers mono‑axe au tournant des années 2010 a marqué une rupture : les tables pivotent désormais d’est en ouest pour maximiser le rayonnement direct, offrant un gain d’énergie de l’ordre de 25 % pour un surcoût limité de structure.
Depuis 2018, les modules bifaciaux, actifs sur leurs deux faces, se sont imposés dans la quasi-totalité des appels d’offres de grande puissance : en captant la lumière réfléchie par le sol (l’albédo), ils abaissent le coût actualisé de l’électricité de 15 à 20 % par rapport à une configuration monofaciale fixe. Bien que la majeure partie du parc mondial repose encore sur cette architecture historique, les marges de progression demeurent considérables.
En pratique, une centrale au sol requiert une emprise foncière d’environ 1,2 ha par MWc dans sa version bifaciale sur tracker. Un parc de 100 MW couvre donc près de 120 hectares et peut assurer la consommation domestique annuelle d’environ 40 000 à 60 000 foyers européens, selon l’ensoleillement local. Les études d’impact portées sur la biodiversité, la topographie et l’hydrologie sont devenues la norme, tout comme la végétalisation contrôlée ou l’éco‑pâturage afin de réduire les coûts de tonte.
Sur le plan financier, ces centrales sont désormais perçues comme des actifs « investissables » : la production est prévisible et les contrats d’achat d’électricité à long terme (Power Purchase Agreements) sécurisent les revenus. Cette visibilité permet aux banques de monter des financements classiques qui simplifient le réalisation des projets.
2. Toitures solaires : des technologies de centrales tournées vers l’autoconsommation
Installer des panneaux « au plus près de la prise » répond à deux défis intimement liés
Soulager des réseaux électriques parfois saturés aux heures de pointe
Offrir aux consommateurs une protection tangible contre la volatilité du prix du kilowattheure.
Des modestes kits plug-and-play de balcon aux immenses toitures logistiques, le champ d’application s’est considérablement élargi.
Dans le résidentiel, un capteur de 3 kWc sur vingt mètres carrés peut couvrir la moitié des besoins électriques annuels d’un ménage français grâce à l’autoconsommation directe et à la revente du surplus sous obligation d’achat. Désormais, une simple demande de branchement et un compteur bidirectionnel suffisent. La TVA réduite à 5,5 % pour la vente de surplus d’électricité des installations ≤ 3 kWc en autoconsommation facilite la rentabilisation l’installation.
Les tuiles photovoltaïques s’imposent comme solution discrète pour les bâtiments neufs ou rénovés : intégrées directement à la couverture, elles remplacent les matériaux classiques tout en produisant de l’énergie.
Dans le tertiaire et la logistique, les plateformes de distribution, supermarchés ou usines disposent de milliers de mètres carrés de bardage et de bac acier déjà orientés. Louer ces surfaces à un tiers investisseur transforme la toiture en actif locatif. Ces solutions s’inscrivent dans les objectifs du décret Tertiaire, qui impose aux grands bâtiments une réduction progressive de leur consommation énergétique, et répondent à l’obligation de solarisation des certains bâtiments des toitures de plus de 500 m². La production locale contribue ainsi directement aux cibles de performance.
Plusieurs points de vigilance restent cependant cruciaux :
La charpente doit supporter environ 15 kg/m² sans compromettre l’étanchéité.
Les pompiers doivent conserver des couloirs d’accès libres pour intervenir rapidement en cas d’incendie.
L’étude de productible d’une installation en autoconsommation s’appuie sur un profil de consommation horaire détaillé afin d’optimiser la taille de l’onduleur et la stratégie de stockage éventuel.
3. Ombrières de parking : produire sans imperméabiliser davantage
Les parkings occupent des hectares de sols imperméabilisés. Y installer des panneaux revient donc à valoriser un foncier existant sans empiéter sur des terres vierges, tout en rentabilisant la zone de stationnement. Partant de ce constat, la France a inscrit dans la loi « Accélération des énergies renouvelables » de 2023 l’obligation de couvrir à 35 % – sur la moitié de leurs surfaces – tous les parkings de plus de 1 500 m² d’ici 2028. Au‑delà de l’innovation réglementaire, l’ombre procurée aux véhicules réduit la température intérieure de 6 °C en été, limite l’usure des tableaux de bord et revalorise l’expérience client.
Ce qu’il faut savoir avant d’installer une ombrière de parking :
Hauteur et circulation : les structures standard laissent 4 – 4,5 m libres sous les panneaux, suffisant pour utilitaires et camions légers.
Travaux limités : des fondations préfabriquées ou micropieux se posent souvent sans retirer l’enrobé, réduisant le temps de chantier et la gêne pour les clients.
Synergie avec la recharge : les conduits prévus pour les câbles DC/AC facilitent l’ajout de bornes. Le coût d’une borne rapide peut chuter d’un tiers lorsque tout est pré-câblé.
Rentabilité claire : la production d’un mégawatt-crête d’ombrières (≈ 5 000 m²) couvre la consommation annuelle de 1 600 foyers et génère des revenus locatifs ou d’autoconsommation. La durée de retour sur investissement tourne autour de 8 – 12 ans selon le tarif d’électricité évité.
4. Serres agrivoltaïques : un microclimat piloté pour le maraîchage
Les serres solaires visent surtout les cultures maraîchères à forte valeur ajoutée (tomates, fraises, concombres, basilic, ...) dont la productivité chute quand l’irradiance et la température dépassent certains seuils. En remplaçant tout ou partie de la toiture plastique par des modules semi-transparents (ou orientables), les cultures bénéficient de plus d’ombre aux heures chaudes, une ouverture totale les matins et fins d’après- midi pour préserver le spectre PAR indispensable à la photosynthèse.
Une protection climatique intégrée :
Abaissement de 1 à 3 °C sous la bâche et diminution de l’évapotranspiration de 15 à 22 %, selon des essais indépendants sur tomate en Italie et en Espagne.
Bouclier contre la grêle et les brûlures solaires.
Côté rendement, les résultats varient avec le taux de couverture : un ombrage dynamique ou limité à 30 % maintient la production dans une fourchette de ±10 % par rapport à une serre plastique classique. Des essais en climat semi-aride ont montré un doublement de la fructification des tomates cerises sous panneaux, avec une efficacité hydrique accrue de 65 %.
Malgré cela, l'investissement reste élevé (environ 1 500 €/kWc, deux à trois fois un parc au sol). Néanmoins les revenus se partagent entre :
la production électrique (contrat d’achat ou autoconsommation),
et la valeur ajoutée agricole : qualité homogène, récoltes plus régulières, ouverture possible du créneau de commercialisation pré-ou post-saison.
Lorsque le kilo de fraise se vend au-delà de 4 €, un gain de 5 % sur le calibre ou la précocité rapporte plus que le MWh : pour un hectare de fraises sous serre PV (± 500 kWc), l’électricité représente 60 000 € annuels, mais une simple avance de dix jours sur le marché de gros peut doubler cette somme, ramenant le retour sur investissement autour de huit à dix ans, même sans subvention.
5. Canopées agrivoltaïques : préserver vignes et vergers tout en produisant de l’électricité
Nées de la rencontre entre les filets de protection agricole et les trackers solaires, les canopées agrivoltaïques trouvent aujourd’hui leur terrain de prédilection dans les vignobles et l’arboriculture. Des poteaux espacés d’une vingtaine de mètres portent, à 4 ou 5 m de hauteur, des modules orientables qui suivent le soleil ou s’inclinent pour laisser passer davantage de lumière. La hauteur libre permet le passage des tracteurs interlignes, des pulvérisateurs et des machines à vendanger. La structure s’intègre ainsi sans bouleverser les pratiques culturales.
Une protection climatique intégrée :
Abaissement de 2 à 3 °C de la température foliaire lors des épisodes de canicule, atténuant le stress hydrique des ceps et des arbres fruitiers.
Effet pare-grêle et réduction des brûlures de surface : en position horizontale nocturne, les panneaux limitent en outre le rayonnement vers le ciel et réduisent le risque de gel printanier.
Les premiers retours d’expérience confirment que les rendements viticoles restent stables tout en améliorant la qualité (grappes moins marquées, couleur plus homogène) et que les vergers voient diminuer l’évapotranspiration de l’ordre de 10 – 20%.
6. Systèmes verticaux ou claustras : murs solaires bifaciaux et effet coupe‑vent
Moins connus du grand public, les panneaux verticaux installés en rangées nord‑sud tirent parti de la lumière diffuse sur leurs deux faces et décalent leur pic de production aux alentours de 8 h et 18 h (deux crénaux où la demande réseau reste élevée). Mais leur valeur agricole tient aussi à la fonction brise‑vent : en ralentissant la vitesse moyenne de l’air de 30 à 40 % sur plusieurs dizaines de mètres, ils limitent la verse des céréales et réduisent l’érosion éolienne des sols légers.
Les premières haies solaires expérimentées en Bavière vers 2015 se composaient de simples panneaux monofaciaux retournés Les parcs récents, comme celui installé le long de la piste ouest de l’aéroport de Francfort, recourent à des modules bifaciaux montés sur des profilés doubles. Malgré un coût d’infrastructure supérieur de 10 à 15 % par rapport à un champ classique, l’emprise au sol est minimale : 90 % de la surface reste accessible au tracteur, permettant le maintien de la production fourragère.
L’effet coupe‑vent a par ailleurs montré une réduction mesurée de l’évapotranspiration, phénomène précieux sous climat venté. Ces murs solaires trouvent leur place en bordure de parcelles exposées, le long des voies ferrées ou des autoroutes où ils servent également de voile acoustique.
7. Photovoltaïque flottant : rafraîchir les modules et économiser la terre
Né au Japon en 2007 pour pallier la rareté du foncier, le photovoltaïque flottant conquiert désormais les bassins d’irrigation, les lacs de barrage et les anciennes gravières. L’eau agit comme dissipateur thermique. Un module flottant délivre typiquement 5 à 10 % d’énergie supplémentaire grâce au refroidissement par convection. En juin 2025, l’Europe a mis en service son plus grand site flottant : Les Îlots Blandin (Haute‑Marne, 74,3 MWc), installé sur un ancien lac de carrière.
La plateforme, constituée de flotteurs en polyéthylène haute densité interconnectés, accueille les modules sous une inclinaison de 12 à 15°. L’ancrage doit accompagner les variations de niveau d’eau et résister au cisaillement du vent. Les défis spécifiques restent la corrosion (milieu aqueux + UV), la gestion de la faune aquatique et la turbidité des sédiments.
Outre l’avantage foncier, la superposition des usages optimise les STEP (Stations de transfert d'énergie par pompage) dans le cadre de la production hydroélectrique : la production diurne alimente directement les pompes pour remonter l’eau vers un réservoir supérieur, améliorant l’efficience de stockage.
8. Photovoltaïque à concentration (CPV) : l’élite du rendement
Le CPV concentre la lumière 500 à 1000 fois grâce à des lentilles de Fresnel ou des miroirs paraboliques pour l’envoyer sur des cellules multi‑jonctions, dont le rendement dépasse les 47 % en laboratoire. Pour maintenir cet angle focal ultra‑précis, la structure s’appuie sur un trackeur bi‑axe, capable de pointer le soleil avec une erreur inférieure à 0,1°.
Contrairement au silicium, le CPV exige un ensoleillement direct supérieur à 2 000kWh/m²/an. Il s’épanouit donc dans les déserts du Chili, de l’Arabie Saoudite ou de l’Australie intérieure. L’Europe, plus nuageuse, héberge surtout des pilotes de recherche. L’intérêt pour ces rendements extrêmes remonte néanmoins dans les sites où chaque mètre carré est critique : micro-réseaux insulaires, plates-formes industrielles denses ou bases minières isolées, où la surface disponible conditionne la faisabilité économique. Dans ces contextes, la puissance délivrée par hectare prime sur le coût absolu du kilowatt-crête.
Aujourd’hui les unités restent confidentielles (< 200 MW installés à ce jour) et leur attractivité repose encore sur des contrats de rachat à long terme spécifiques. Toutefois, si le prix des métaux rares suit la courbe d’apprentissage du silicium, le CPV pourrait redevenir compétitif sur des micro‑réseaux isolés où la densité de puissance prime sur le CAPEX.
9. Pistes émergentes : la décennie 2030 en ligne de mire
Le solaire spatial
L’idée – ancienne mais relancée par le programme SOLARIS de l’ESA – consiste à déployer en orbite un immense champ de panneaux ultralégers qui convertissent le flux solaire en courant continu, lequel est ensuite transformé en micro-ondes (2,45 ou 5,8 GHz) et dirigé vers une « rectenna » au sol. Placé hors atmosphère, le système bénéficierait d’un facteur de charge quasi continu (≈ 99 %), libéré de la nuit et des nuages.
Les inconvénients se situent dans la masse (moins de 10 kg/kW pour rester compétitif), la précision du faisceau – il doit se couper en cas de déviation – et le coût d’accès à l’orbite : même avec les lanceurs réutilisables de nouvelle génération, on dépasse encore 600 €/kg vers l’orbite GTO en 2025. SOLARIS prévoit un démonstrateur de quelques mégawatts avant 2030 pour valider l’assemblage robotisé et la conversion sans fil.
Les routes et pistes cyclables solaires
Le principe est simple : encapsuler un laminé photovoltaïque sous une dalle vitrée ou polymère apte à supporter le trafic. Sur les chaussées automobiles, le concept souffre d’abrasion, de salissures et de cycles thermiques intenses, comme l’a montré le tronçon Wattway (Normandie, 2016). Les travaux actuels se déplacent donc vers des bandes cyclables, trottoirs ou voies piétonnes, où les charges sont bien moindres.
Les rails solaires
Poser des panneaux entre les rails exploite une emprise foncière déjà déboisée, proche des postes de traction. Le prototype Sun-Ways, déroulé en Suisse en 2025, aligne des modules standard de 1 m × 2 m montés sur un tapis métallique inséré depuis un wagon spécial. Ils se replient pour laisser passer le train d’entretien ballastier.
Si l’objectif de 16 MWh/an pour 100m linéaires est atteint, l’étape suivante portera sur des kilomètres continus. Les défis portent sur la tenue aux vibrations, l’encrassement, la compatibilité avec les signaux de voie et l’éblouissement éventuel du personnel roulant.
Qu’il s’agisse d’optimiser les surfaces bâties, de créer une synergie avec l’agriculture ou d’explorer les limites physiques du rendement, le solaire avance sur tous les fronts. Solaire Conseil vous accompagne dans la réalisation du projet qui vous correspond, vous assurant un revenu régulier pour plusieurs décénies.