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La question du nettoyage des panneaux photovoltaïques par la pluie fait l’objet de nombreuses études scientifiques dans le domaine du soiling (encrassement des panneaux). Globalement, la pluie a un effet bénéfique sur la performance des panneaux solaires, en particulier parce qu’elle peut enlever une partie de la poussière qui bloque la lumière et aussi rafraîchir les modules. En effet, une étude* de 2021 a confirmé que la pluie a un impact positif non négligeable sur la production d’énergie photovoltaïque, notamment pour des raisons optiques et thermiques. L’aspect optique correspond en grande partie au nettoyage de la surface du panneau par l’eau de pluie, tandis que l’aspect thermique vient du refroidissement du module mouillé (ce qui réduit la température des cellules et améliore leur efficacité). Cependant, le nettoyage par la pluie présente des limites importantes selon les conditions climatiques et la nature des dépôts. Nous allons voir en détail les mécanismes de nettoyage naturels dus à la pluie et pourquoi ils restent souvent insuffisants pour un nettoyage complet.
*Toutes les études ayant servi à la rédaction de l’article sont accessible en bas de page
Mécanismes de nettoyage par la pluie
Lorsque la pluie tombe sur un panneau solaire incliné, les gouttes d’eau impactent la surface vitrée et peuvent décoller les particules de poussière. L’eau ruisselante entraîne ensuite ces saletés vers le bas du panneau. Un épisode pluvieux conséquent peut ainsi laver une bonne partie de la poussière accumulée. Des observations en conditions réelles montrent que la pluie améliore clairement la propreté des modules : par exemple, en Espagne, on a mesuré qu’après une petite pluie, la perte de production moyenne due à la poussière tombait en dessous de 4,4 % par jour (contre des pertes pouvant atteindre 20 % après de longues périodes sèches). De même, en Californie, une pluie modérée (~0,5 mm) a suffi à nettoyer à fond des panneaux très encrassés par la poussière agricole. Dans ces cas favorables, la pluie a donc agi comme un nettoyeur naturel, rétablissant une bonne partie du rendement du panneau.
Plusieurs facteurs favorisent ce nettoyage par l’eau :
(1) l’angle d’inclinaison du panneau,
(2) la taille et la nature des particules et
(3) la quantité de pluie.
Un panneau suffisamment incliné permet à l’eau de couler et d’emporter les particules. En outre, les gros grains de poussière se déplacent et se délogent plus facilement avec le flux d’eau, alors que les particules très fines ont tendance à adhérer au verre.
Des études* ont montrées que sur des panneaux plus inclinés, on retrouve moins de grosses particules (car elles glissent ou sont lavées), mais une proportion plus élevée de poussières fines reste collée. Cela s’explique par les forces capillaires et adhésives : les petites particules (quelques microns) s’accrochent fortement à la surface et l’eau glissant dessus les déloge difficilement. Au contraire, des particules plus grosses (par exemple ~50–60 µm) sont bien mieux entraînées par l’eau de pluie.
Abstraction faite de tout autres facteurs incidents, on peut estimer que la pluie est plus efficace pour le nettoyage centrale solaire et pour le nettoyage ferme solaire, qui peuvent atteindre un plus grand angle d’inclinaison par rapport au sol (le point de bascule se situe approximativement aux alentours des 30°-45° d’inclinaison). À l’inverse, pour les autres installations montées sur des structures préexistantes, elle joue un rôle moindre dans le nettoyage toiture solaire ou le nettoyage ombrière solaire.
Enfin, le volume de pluie joue un rôle décisif. Une pluie abondante ou prolongée assure un meilleur rinçage du panneau, tandis qu’une pluie très légère ou une bruine peut avoir peu d’effet, voire empirer la situation. En effet, quelques gouttes peuvent simplement humidifier la poussière sans l’évacuer, formant des plaques boueuses cimentées ou des traînées au séchage. Une expérimentation a noté que des pluies inférieures à ~0,2 mm non seulement ne nettoyaient pas, mais pouvaient agglomérer la saleté sur le panneau, réduisant davantage la performance. Au contraire, lors d’orages ou d’averses intenses, le flux d’eau peut quasiment nettoyer intégralement les modules. Par exemple, dans certaines régions arides, on a observé qu’une très forte pluie (~20 mm) pouvait restaurer le rendement des panneaux presque à son niveau maximal en lessivant la poussière accumulée. De même, une étude classique a rapporté qu’après de « grosses pluies » sur 480 jours d’exposition, l’efficacité des panneaux revenait presque au niveau d’origine, soulignant la puissance du nettoyage naturel par les averses importantes.
Limites et saletés difficiles à éliminer
Malgré ces effets bénéfiques, la pluie ne garantit pas un nettoyage complet des panneaux solaires, surtout dans certaines conditions. D’abord, si la saleté est composée de particules très fines, de poussières collantes ou de polluants, elle peut persister après la pluie. Les particules de petite taille (par exemple <10 µm) adhèrent fermement au verre par capillarité et forces électrostatiques ; la fine pellicule d’eau de pluie glissant sur le panneau n’a pas suffisamment de force pour les déloger. Ainsi, des chercheurs ont constaté que la pluie a peu d’effet nettoyant sur les poussières fines (2–10 µm) alors qu’elle enlève plus facilement les particules plus grosses.
Ensuite, certaines formes de salissures organiques sont très tenaces. Le cas du pollen est particulièrement illustratif : des panneaux couverts de pollen au printemps voient leur performance chuter significativement, et même un bon orage ne suffit pas à les remettre à neuf. Une étude menée en Caroline du Nord (USA) a conclu qu’une pluie, même soutenue, ne lave qu’en partie le pollen : après l’averse, le rendement n’est pas revenu au niveau antérieur, ce qui prouve qu’une proportion non négligeable de pollen est restée collée sur la surface. Les chercheurs ont souligné que, dans des environnements où le bio-encrassement est important, compter uniquement sur la pluie pour nettoyer les panneaux est insuffisant, et un nettoyage planifié s’avère nécessaire. D’autres dépôts comme les fientes d’oiseaux, ou la poussière mêlée à des polluants atmosphériques, peuvent également se « cimenter » sur le verre. Sous l’effet de l’humidité et de composés polluants, la poussière peut former une croûte adhésive (par précipitation de sels insolubles par exemple) qui génère des zones d’ombre localisées sur le panneau. Ce genre de dépôt est très difficile à éliminer par une simple pluie ; il nécessite souvent un nettoyage manuel ou robotisé à l’eau filtrée.
Une autre limitation est que la pluie elle-même peut laisser des résidus. L’eau de pluie n’est pas pure : elle contient des minéraux (calcium, etc.) ou des impuretés qui, en s’évaporant, peuvent laisser des traces sur le verre du panneau. Ainsi, même après une forte pluie, on peut observer des traînées ou des dépôts aux endroits où l’eau s’est évaporée, ce qui n’améliore pas la transmission de la lumière. Des travaux de recherche notent que l’eau courante non déminéralisée laisse effectivement des traces après séchage, réduisant l’efficacité du nettoyage si on ne les enlève pas manuellement. Le chercheur S. Kalogirou a notamment montré que même une pluie abondante ne redonne pas à un panneau une propreté parfaite : pour un nettoyage intégral, il faut essuyer la surface (par exemple avec une éponge) pour retirer le film résiduel. En pratique, les exploitants de centrales solaires recommandent d’utiliser de l’eau filtrée pour le lavage, afin d’éviter les dépôts minéraux sur les modules.
Conclusion sur le rôle de la pluie
En conclusion, oui, la pluie nettoie en partie les panneaux solaires, mais pas toujours suffisamment pour éliminer toute la saleté. C’est un mécanisme naturel de nettoyage qui réduit l’encrassement : les averses entraînent le lessivaged’une bonne fraction de la poussière, ce qui atténue les pertes de rendement dues au dépôt de particules. Cependant, l’efficacité de ce nettoyage dépend fortement du climat local et des caractéristiques de la saleté. Dans des régions à pluviométrie régulière et à faible pollution, la pluie fréquente maintient les panneaux relativement propres, et les pertes de production liées à la poussière restent faibles. À l’inverse, dans les zones très poussiéreuses ou polluées (déserts, zones agricoles, villes avec beaucoup de pollen ou de pollution), compter sur la pluie ne suffit pas : de longues périodes sans pluie entraînent de fortes baisses de performance, et même lorsqu’il pleut, il persiste souvent un dépôt résiduel (notamment de particules fines) qui continue de dégrader le rendement. Des études menées aux États-Unis ont par exemple montré qu’en Californie, plusieurs averses modérées (~5 mm chacune) n’ont pas réussi à décrasser des panneaux très encrassés : il a fallu un gros orage (~20 mm de pluie) pour vraiment nettoyer les surfaces et stopper la dégradation des performances. De même, après la saison pollinique en climat pluvieux, les panneaux n’ont pas retrouvé spontanément leur état « propre » d’avant-saison sans intervention humaine.
En somme, la pluie est une alliée partielle : elle réduit l’encrassement des panneaux solaires en éliminant une partie des poussières et débris, ce qui améliore ponctuellement la production électrique. Néanmoins, ce n’est pas une solution miracle pour un nettoyage complet. Les particules les plus adhérentes (poussières fines, pollens, pollution « cimentée ») et les dépôts tenaces résistent souvent aux précipitations naturelles. Il en résulte qu’un nettoyage manuel ou mécanique périodique reste indispensable dans de nombreux contextes pour maintenir un rendement optimal à long terme. Les gestionnaires de parcs solaires doivent donc évaluer le bilan nettoyage par la pluie vs. encrassement selon le climat local : dans certains cas, la pluie régulière permet d’espacer les nettoyages artificiels, alors que dans d’autres, des plans de nettoyage programmés sont nécessaires malgré les pluies. Ainsi, la pluie nettoie bien les panneaux solaires jusqu’à un certain point, mais elle ne remplace pas entièrement les méthodes de nettoyage conventionnelles pour conserver les modules photovoltaïques propres et efficients sur la durée.
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Sources scientifiques : La présente synthèse se base sur des travaux scientifiques et retours d’expérience récents, notamment l’étude de Del Pero et al. (2021) sur l’effet de la pluie en climat tempéré, des recherches sur le dépôt de poussière et le nettoyage naturel en Chine de l’Est, ainsi que des études spécialisées sur des cas particuliers comme l’encrassement par le pollen aux USA.
* The effect of rain on photovoltaic systems – JClaudio Del Pero, Niccolò Aste, Fabrizio Leonforte – 2021
* Study on impacts of dust accumulation and rainfall on PV power reduction – Jinxin Chen, Guobing Pan, Jing Ouyang, Jin Ma, Lei Fu, Libin Zhang – 2020
* NREL Research finds rain not enough to wash pollen from solar panels – Wayne Hicks, 2023
