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SUMMARY:Du déploiement au renouvellement du système photovoltaïque mondial : dynamiques de long terme et contraintes de soutenabilité
DESCRIPTION:Thèse de Joseph Le Bihan\nSous la direction de José Halloy\nRésumé\nLa transition énergétique vise une transformation du système énergétique qui s’appuie sur un important déploiement d’infrastructures bas-carbone. La soutenabilité de ce système, c’est-à-dire la capacité à renouveler durablement ces stocks technologiques sur le temps long, est un enjeu primordial. Cette thèse développe un modèle mathématique simplifié permettant d’analyser les enjeux de renouvellement.\n\nSi le déploiement est souvent représenté par une trajectoire en S de la capacité active, le renouvellement impose une écriture sous la forme d’équation intégro-différentielle. Le stock technologique dépend alors simultanément de la production annuelle, de la distribution des durées de vie effectives et du flux de remplacement qu’elles engendrent. À trajectoire de capacité et durée de vie données, deux régimes de production apparaissent. Lorsque le déploiement est rapide par rapport à la durée de vie, les cohortes d’équipements atteignent leur fin de vie de manière synchronisée et produisent des vagues de remplacement. Ces oscillations peuvent fragiliser les filières, comme l’illustre le cas nucléaire français. À l’inverse, un déploiement plus lent désynchronise les sorties du stock et conduit à une production monotone puis stabilisée.\n\nLa transition énergétique est souvent évaluée à l’horizon 2050 ; cela masque le maintien à long terme du système après cette date. Le photovoltaïque (PV) constitue un cas révélateur : une croissance rapide et des durées de vie de plus de vingt ans impliquent que les capacités installées avant 2050 pourraient générer d’importantes oscillations industrielles.\n\nCes résultats sont une conséquence structurelle des trajectoires de capacité et des durées de vie données. Toutefois, la cohérence entre ces trois variables peut être assurée autrement. Une contrainte de stabilité de production peut au contraire se répercuter sur la capacité active ou la durée de vie effective. Le modèle où la production s’ajuste constitue donc un cas limite de cohérence stock–flux. Les cas symétriques, où la capacité ou la durée de vie deviennent des variables d’ajustement, éclairent d’autres régimes possibles et offrent une grille de lecture pour interpréter les modèles d’évaluation intégrée.\n\nEnfin, ces régimes soulèvent tous une question matérielle sur le long terme. En effet, la transition énergétique constitue un changement de métabolisme énergétique qui risque de nécessiter un flux de renouvellement élevé et une forte demande en matériaux. Dans un contexte où la production minière de matériaux clés, notamment le cuivre, pourrait rencontrer des contraintes, le renouvellement du parc PV pose un enjeu d’approvisionnement. Coupler ces dynamiques de renouvellement avec des hypothèses sur l’empreinte matière des panneaux et les réserves minières fait apparaître des tensions possibles sur le cuivre, l’aluminium ou l’argent. Ces tensions pourraient être diminuées par un développement du recyclage ou une extension minière.\n \n
URL:https://liedlab.net/events/deploiement-renouvellement-systeme-photovoltaique/
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