Récolter l’énergie solaire en exploitant les surfaces des bâtiments
Bien que les progrès technologiques en matière d’énergie solaire contribuent à faire évoluer l’Europe vers des formes plus durables de production d’électricité, cette ressource reste loin d’être exploitée à son plein potentiel. «Rien que dans l’UE, environ 60 milliards de m2 de surfaces de façade non utilisées sont disponibles, ainsi qu’une superficie toute aussi importante de toits, sur lesquels de l’énergie solaire pourrait être générée», explique Nicole Meulendijks, responsable du projet Envision rattachée au TNO, aux Pays-Bas. Par ailleurs, à l’avenir, afin de réduire davantage les émissions de CO2, les besoins énergétiques des bâtiments devront être couverts par l’énergie durable produite localement.
Une production d’énergie solaire entièrement intégrée
Le projet Envision, financé par l’UE, a cherché des solutions pour relever ces défis de manière efficace, non seulement sur le plan énergétique, mais également d’un point de vue esthétique. Pour ce faire, il a mis au point un concept de rénovation des édifices qui intègre pleinement la production d’énergie solaire dans toutes les surfaces bâties. Ainsi, diverses méthodes pour produire de l’énergie et de la chaleur solaires sur toute la superficie des bâtiments (les murs, les toits et même les fenêtres) ont été élaborées. Cette idée rompt avec la vision traditionnelle, qui veut que les panneaux solaires soient installés indépendamment. «Nous nous sommes d’abord concentrés sur les éléments de façade invisibles capables d’absorber la chaleur solaire», indique Nicole Meulendijks. «Nous avons ensuite développé un concept de façade flexible et modulaire s’appuyant sur un système de montage facile. Des solutions photovoltaïques de positionnement dans le verre ont également été testées et validées.» Les systèmes de chauffage central existants ont été remplacés par des pompes à chaleur efficaces et durables, alimentées par l’électricité produite par des panneaux solaires. Des démonstrations grandeur nature de ce système intégré ont été réalisées dans différents bâtiments résidentiels et de bureaux.
Réduire l’impact environnemental
Les résultats de ces démonstrations mettent en évidence les avantages économiques et environnementaux potentiels d’une exploitation maximale de l’énergie solaire à l’intérieur et au bénéfice de l’environnement bâti. L’équipe du projet estime que la technologie pourrait être rentabilisée en moins de sept ans. «Nous avons rénové un certain nombre de maisons à Eindhoven et à Helmond, aux Pays-Bas», raconte Nicole Meulendijks. «Ces bâtiments ont été équipés d’une isolation dans la toiture, de panneaux solaires, d’une pompe à chaleur et d’un revêtement de façade capable d’absorber un niveau important de chaleur provenant du rayonnement solaire. L’énergie récoltée a été utilisée pour chauffer les maisons et fournir de l’eau chaude.» Une démonstration grandeur nature des fenêtres à récupération d’énergie a été menée dans des immeubles de bureaux à Bischofshofen (Autriche) et Enschede (Pays-Bas). Des systèmes de distribution intelligente de l’énergie et de la chaleur solaires générées, tant au niveau du bâtiment que du réseau (afin d’inclure les réseaux et les systèmes de chauffage existants), ont été développés et testés sur le campus de l’Université de Gênes, en Italie. La diminution de la consommation d’énergie primaire, l’augmentation de la part des énergies renouvelables et une meilleure efficacité énergétique contribueront de manière significative à réduire l’impact environnemental des bâtiments.
Un concept de rénovation totale des façades
«Nous avons pu faire la démonstration d’un concept de rénovation totale qui, pour la première fois, récolte l’énergie de toutes les surfaces du bâtiment», s’enthousiasme Nicole Meulendijks. «Ces solutions permettent de maximiser la quantité d’énergie solaire récupérée, tout en conservant les propriétés esthétiques et fonctionnelles de la façade.» La façade à récupération de chaleur du projet a depuis été introduite sur le marché par le biais de la coentreprise Calosol (site web en allemand). Le verre photovoltaïque, conçu par un autre partenaire du projet, sera mis sur le marché prochainement. L’équipe d’Envision cherche maintenant à mettre en pratique sa technologie en travaillant avec des partenaires sur des projets de rénovation et des nouvelles constructions. «Il existe également la possibilité de connecter nos éléments de façade et nos fenêtres à récupération de chaleur à un réseau de chauffage urbain ou de quartier existant», fait remarquer Nicole Meulendijks. «Cette possibilité sera étudiée plus en détail à l’avenir.»
Mots‑clés
Envision, solaire, renouvelable, énergie, carbone, photovoltaïque, chauffage
