La capacité mondiale installée de panneaux photovoltaïques flottants (FPV) a dépassé les 10 GW en 2024 et croît de plus de 30 % par an, soit plus rapidement que le montage au sol. La rareté des terres en Asie du Sud-Est et en Asie du Sud est à l'origine de l'essentiel de cette croissance, mais l'avantage inhérent en matière de rendement et les avantages en matière de conservation de l'eau ouvrent des marchés bien au-delà des régions densément peuplées.
Pourquoi l'énergie solaire flottante est plus efficace que celle installée au sol
L'eau refroidit les modules. Les panneaux solaires perdent environ 0,35 à 0,45 % de rendement par degré Celsius au-dessus de leur température nominale (25°C). Dans les climats chauds (Moyen-Orient, Asie du Sud et du Sud-Est, Asie centrale), les modules montés sur le toit et au sol atteignent fréquemment 55 à 70 °C les jours ensoleillés, entraînant une perte de puissance thermique de 10 à 20 %. Les modules flottant sur l'eau restent 3 à 8 °C plus frais en raison du refroidissement par évaporation de la surface de l'eau. Sur une année complète dans un climat chaud, cet effet de refroidissement peut ajouter 5 à 15 % à la production annuelle par rapport aux systèmes terrestres équivalents.
Un avantage supplémentaire : les réseaux FPV ombragent la surface de l'eau, réduisant ainsi l'évaporation des réservoirs de 30 à 70 %. Dans les régions en situation de stress hydrique (MENA, Asie centrale), il ne s’agit pas d’un avantage secondaire mineur : cela peut réduire la perte annuelle par évaporation d’un réservoir de 1 km² de plusieurs centaines de milliers de mètres cubes par an.
Types de structures flottantes
Flotteurs de ponton en PEHD
Les systèmes de pontons en polyéthylène haute densité constituent la structure FPV la plus courante dans le monde. Des flotteurs individuels en plastique se connectent pour former une plate-forme continue, avec des modules montés sur des rails en aluminium sur le dessus. Le PEHD est résistant aux UV, chimiquement inerte et a fait ses preuves en eau douce depuis plus de 20 ans. La conception modulaire permet une expansion et un transport faciles. La plupart des systèmes en Asie du Sud-Est et en Inde utilisent des pontons en PEHD.
Flotteurs à structure en acier
Les structures à ossature d'acier ou galvanisées avec flotteurs dédiés sont utilisées dans des projets à grande échelle et dans des environnements d'eau salée ou saumâtre où les pontons en PEHD peuvent avoir des problèmes de durabilité à long terme. Une résistance structurelle plus élevée permet des sections de réseau plus grandes et une meilleure résistance au vent, mais des exigences plus élevées en matière de gestion des coûts et de la corrosion.
Considérations clés en matière de conception
- Amarrage et mouillage : Les réseaux FPV doivent être ancrés pour empêcher la dérive du vent et des vagues. Les méthodes courantes incluent des ancrages en béton sur le lit d’eau, un ancrage périmétrique au rivage ou une combinaison de ces méthodes. Le système d'amarrage doit permettre la variation du niveau d'eau (saisonnière ou de marée) — généralement une plage de 2 à 5 m pour les réservoirs, jusqu'à plus de 10 m pour les réservoirs hydroélectriques pompés.
- Câbles de qualité marine : Tous les câbles CC et CA en contact avec l'eau ou une humidité élevée doivent être de qualité marine. Le câble PV standard (TUV 2 PfG 1169) n'est pas conçu pour un contact continu avec l'eau. Un câble submersible ou un câble marin blindé est requis pour les parcours sous la ligne de flottaison.
- Emplacement de l'onduleur : Les onduleurs doivent être situés sur terre ou sur une plate-forme sèche dédiée au bord du réseau, et non sur la structure flottante où l'humidité et les cycles thermiques sont extrêmes.
- Charges de vent et de vagues : Les réseaux doivent être conçus pour des vitesses de vent et des hauteurs de vagues maximales sur le site. Dans les réservoirs ouverts avec un fetch > 1 km, la hauteur des vagues peut dépasser 0,5 m pendant les tempêtes — les connexions des pontons et les câbles d'amarrage doivent supporter ces charges dynamiques.
- Gestion des oiseaux et des algues : Les réseaux FPV attirent les oiseaux qui recherchent de l'ombre lors des journées chaudes. Les déjections d'oiseaux constituent une source de saleté importante : la hauteur du réseau au-dessus de l'eau (généralement de 0,5 à 1,0 m) affecte l'accessibilité. La croissance d’algues sur les pontons est esthétiquement désagréable mais n’affecte généralement pas l’intégrité structurelle.
Comparaison des coûts : FPV vs montage au sol
Les systèmes FPV coûtent environ 15 à 25 % de plus que les systèmes équivalents montés au sol. Un projet au sol de 1 MWc pourrait coûter entre 650 000 et 750 000 $ à installer ; le projet FPV équivalent coûterait entre 750 000 et 950 000 $. La prime se décompose grosso modo comme suit :
- Structure flottante et amarrage : +80 000-120 000$/MWc
- Câbles et électricité de qualité marine : +20 000 à 40 000 $/MWc
- Installation spécialisée (accès maritime, sécurité) : +30 000–50 000$/MWc
La prime est partiellement compensée par le rendement plus élevé (5 à 15 % de production en plus par MWc) et, surtout, par l'évitement des coûts d'acquisition ou de location de terrains, qui peuvent être substantiels sur les marchés urbains où les terrains sont rares.
Plans d’eau adaptés
- Meilleur : Réservoirs d'irrigation, bassins de traitement d'eau, bassins de refroidissement industriels, bassins d'aquaculture, lacs de carrière — eau calme, accès contrôlé, réseau existant à proximité
- Bon : Bassins supérieur/inférieur du réservoir hydroélectrique pompé (une grande variation du niveau d'eau nécessite une conception d'amarrage spéciale)
- Difficile : Lacs et rivières ouverts – action des vagues, niveaux d’eau variables, permis environnementaux
- Généralement inadapté : Milieux marins/côtiers, réservoirs d’eau potable avec contrôle d’accès strict, plans d’eau avec un trafic maritime important
Perspectives du marché mondial
La Corée du Sud et le Japon ont été les pionniers du FPV commercial. Le programme FPV accéléré de l'Inde vise 10 GW d'ici 2030. Les marchés de l'Asie du Sud-Est – Vietnam, Thaïlande, Indonésie – ont des réserves de projets en croissance rapide. Le Moyen-Orient apparaît comme un marché à fort potentiel pour le FPV sur les bassins de dessalement et les réservoirs d'irrigation, où l'avantage de la conservation de l'eau est un moteur principal aux côtés de la production d'énergie.