14 Novembre 2022
Le bâtiment Sol’CH « Winter Plus Energy » à Poschiavo (GR) est un exemple primé de photovoltaïque intégré. Toute son enveloppe, y compris la façade nord, est constituée de modules photovoltaïques. Photo : Nadia Vontobel Architekten GmbH.
SuisseEnergie – Magazine de l’énergie pour les propriétaires immobiliers – octobre 2022.
Tirer le meilleur parti du potentiel solaire
Interview: Tobias Fischer, Michela Sormani
FACADES SOLAIRES Il est possible d’installer une structure photovoltaïque non seulement sur le toit, mais sur toute l’enveloppe du bâtiment. C’est ce que pensent Francesco Frontini et Pierluigi Bonomo de la SUPSI, la Haute école spécialisée du sud de la Suisse. Tout au long de leur interview, ils expliquent les avantages des façades solaires et les facteurs à prendre en compte.
Lorsqu’on parle d’une « maison équipée d’une installation photovoltaïque », la plupart des gens pensent à une installation sur le toit. Pourquoi faudrait-il aussi penser à la façade ?
Pierluigi Bonomo : La Suisse compte 1,8 million de bâtiments résidentiels, qui représentent environ 5 % de la surface bâtie. Il est important d’utiliser ces bâtiments pour la production d’énergie solaire. Il y a quelques années encore, les installations photovoltaïques sur les toits étaient le plus souvent conçues en fonction des besoins individuels, donc plutôt petites. Aujourd’hui, ceux qui optent pour le photovoltaïque peuvent exploiter au maximum le potentiel solaire en utilisant à cet effet toutes les surfaces appropriées de l’enveloppe du bâtiment, y compris les façades. En effet, les modules de façade produisent de l’énergie même lorsque le soleil est plus bas sur l’horizon, notamment en hiver. Mais aussi en d’autres saisons, lorsqu’ils peuvent équilibrer la courbe de production tout au long de la journée avec une production en début de matinée ou en fin d’après-midi. Cette nouvelle tendance se répand non seulement en réponse à la Stratégie énergétique 2050, mais aussi parce que l’électricité devient de plus en plus importante, par exemple pour la mobilité électrique et les pompes à chaleur. La technologie photovoltaïque actuelle est extrêmement flexible et permet des solutions personnalisées pour les façades, les toits ou les installations telles que les carports, les balcons ou les terrasses – et donc aussi un langage architectural très individuel.
Pour quelles maisons une application de façade photovoltaïque est-elle particulièrement adaptée ?
Francesco Frontini : Cette technologie convient aussi bien aux nouveaux bâtiments qu’aux rénovations. Dans ce cas précis, il faut d’abord analyser l’exposition au soleil. En principe, les quatre façades peuvent être utilisées, y compris celle du nord. Toutefois, compte tenu de l’énergie grise contenue dans un module solaire, on peut se demander s’il est vraiment judicieux d’installer un tel module sur une surface moins exposée. En effet, un module photovoltaïque transporte plus d’énergie grise qu’un bardage en bois ou un simple crépi. Il est donc important d’installer les modules photovoltaïques là où ils peuvent générer le plus grand rendement d’énergie solaire possible avec leurs performances techniques. Dans les zones moins ensoleillées, des systèmes de verre coloré, visuellement très proches des modules solaires, pourraient offrir un aspect général harmonieux.
Existe-t-il une taille minimale en dessous de laquelle une installation photovoltaïque en façade n’aurait pas de sens ?
Frontini : La plus petite installation que j’ai vue était une installation de 1 kilowatt, pour laquelle un parapet est suffisant. Alors que sur un toit il est correct de considérer une surface d’au moins 15 à 20 mètres carrés pour atteindre 3 à 5 kilowatts, sur une façade l’aspect architectural prime. Par conséquent, pour une surface de 10 mètres carrés, je ne viserais pas la taille minimale mais la taille maximale afin d’assurer une homogénéité constructive et esthétique maximale.
Comment peut-on intégrer une installation photovoltaïque dans la façade sans que la maison ressemble à une station spatiale ?
Frontini : Le fait qu’un élément photovoltaïque soit une cellule carrée classique bleue ou noire est un mythe. Des exemples actuels le démontrent, entre autres sur notre propre site Internet solarchitecture.ch. Aujourd’hui, un module photovoltaïque est un élément de construction (généralement en verre) et est très flexible en termes de personnalisation, de couleur, de forme et d’effet de surface.
Bonomo : Ces dernières années, de nombreuses recherches ont été menées dans ce domaine, ce qui a conduit à la disponibilité sur le marché de verre avec différents traitements de surface et couleurs. Les façades photovoltaïques peuvent donc s’adapter avec souplesse aux exigences esthétiques de chacun, qu’elles soient monochromes, du sombre au blanc, ou décorées, rappelant l’image de matériaux traditionnels, ou avec un sujet graphique ou photographique. Il est important, au cas par cas, de trouver le bon compromis entre l’esthétique et les performances de ces modules.
Une façade photovoltaïque est-elle moins durable qu’une façade traditionnelle ?
Frontini : Un module photovoltaïque est très durable s’il est bien conçu. Cependant, comme il est composé de 99 % de verre, il est conseillé d’utiliser les étages supérieurs pour le photovoltaïque et de laisser la base libre, ce qui est habituel en architecture car elle est plus résistante aux impacts et à la saleté. On peut aussi opter pour des modules photovoltaïques conçus pour supporter une charge plus élevée et certifiés en conséquence. Les modules solaires sont des produits de construction conventionnels et, à ce titre, ils sont testés pour leur résistance aux chocs, au vent, à la neige et aux tremblements de terre.
Quelle est la durée de vie d’une installation de façade photovoltaïque ?
Frontini : Un module solaire fournit de l’énergie pendant 25 à 30 ans, ce qui est garanti. Au terme de cette période, il aura perdu au maximum 15 à 20 % de son rendement, et dans le même temps, de nouveaux modules plus efficaces seront disponibles sur le marché. Il serait donc judicieux de choisir actuellement un système démontable et flexible. D’une part, le module peut être facilement remplacé en cas de vandalisme, et d’autre part, il peut être remplacé ultérieurement par un module plus efficient. Toutefois, cela n’est pas nécessaire, car un module peut durer jusqu’à 40 ou 50 ans si le verre ne se brise pas.
Bonomo : La durabilité ne signifie pas que les produits doivent durer éternellement, comme on le pensait pour les cathédrales. Si j’utilise un élément « léger », qui a une faible énergie grise et qui peut être recyclé ou réutilisé de manière circulaire à la fin de sa durée de vie, le remplacement est durable même avec une durée de vie plus courte si cet aspect est pris en compte dans le concept de durabilité environnementale/économique de l’ensemble du bâtiment. En outre, le potentiel de recyclage d’un module photovoltaïque en verre est bien connu.
Si quelqu’un veut rénover la façade et aussi l’isoler, comment peut-on intégrer une installation photovoltaïque ?
Frontini : La manière la plus simple et la plus efficace est de construire une façade ventilée, où l’isolation est fixée au mur existant en plus d’une structure à laquelle sont fixés les modules photovoltaïques. Sur solarchitecture.ch, les détails techniques de chaque élément sont disponibles et la solution optimale pour chaque type de bâtiment est fournie.
Avez-vous des conseils à donner aux propriétaires ou aux promoteurs immobiliers intéressés par les façades solaires ?
Bonomo : Le photovoltaïque ne fixe pas de limites, mais offre des possibilités, un potentiel et des limites comme toutes les technologies en architecture. Si je veux utiliser mon toit comme un toit vert, je sais que je peux utiliser les façades pour le photovoltaïque, et il ne s’agira pas de dispositifs techniques mais d’un langage architectural propre. Un autre conseil est de considérer la rentabilité non seulement au moment de l’investissement mais sur l’ensemble du cycle de vie de l’installation photovoltaïque. Les coûts supplémentaires liés à l’acquisition d’une façade photovoltaïque, lorsqu’ils sont sensibles par rapport à une façade conventionnelle, sont généralement amortis sur le cycle de vie du système, car le photovoltaïque est aujourd’hui le seul matériau de revêtement rémunérateur pour les bâtiments.
