En France, l'habitat représente 45 % de la dépense énergétique globale et le quart du dioxyde de carbone rejeté dans l'atmosphère. D'où l'importance de trouver de nouvelles façons de produire l'énergie nécessaire à ce gros consommateur. Une solution : recourir à l'énergie solaire qui permet de s'orienter vers l'autonomie énergétique à l'échelle de l'habitat voire du quartier. Actuellement, la production d'électricité à partir de l'énergie solaire, le photovoltaïque, présente plusieurs limites. 5 à 20 % seulement de l'énergie captée par les panneaux photovoltaïques est convertie en électricité, le reste se dissipe sous forme de chaleur.
De plus, ce rendement diminue lorsque les panneaux montent en température. Ce lien entre rendement électrique et chaleur est l'origine d'un projet proposé par les chercheurs de cinq laboratoires¹ dans le cadre du programme Énergie. L'idée : récupérer la chaleur captée et libérée par le photovoltaïque pour simultanément optimiser le rendement électrique et obtenir une source de chauffage. Ils développent ainsi des capteurs solaires hybrides : photovoltaïque et thermique, qui permettraient à la fois une production d'électricité pour la consommation liée aux usages communs (ventilation, ascenseur, éclairage) et un préchauffage du bâtiment et de l'eau chaude sanitaire. Actuellement, les panneaux solaires ne sont pas réellement intégrés au bâti. Inesthétiques, en toiture ou à l'écart, leur surface disponible est réduite. « Notre objectif, explique Christophe Ménézo, chercheur au Centre thermique de Lyon et coordonnateur du projet, est d'intégrer ces capteurs dans les façades des bâtiments.
S'ils devenaient des composants à part entière des immeubles ou des maisons, on pourrait augmenter les surfaces disponibles. Cela permettrait de développer le marché du photovoltaïque puisqu'il ne s'agirait plus de raisonner en termes de rendement électrique mais en termes de rendement énergétique global : électrique et thermique. »
Le scientifique envisage ainsi un bâtiment de demain dont l'enveloppe (murs et toîture) assureraient à la fois la protection des occupants contre les intempéries, la stabilité de l'édifice, mais aussi la production de sa propre énergie. Pour l'heure, les chercheurs travaillent sur la modélisation de ces capteurs solaires hybrides et des échanges thermiques avec l'eau et l'air, sur la simplification du modèle pour qu'il puisse être intégré à la construction du bâtiment, sur le couplage du capteur aux systèmes hydraulique et aéraulique de l'habitat. « Il nous faut aller plus loin, précise-t-il, nous sommes en contact avec des partenaires industriels : Total Énergie, PB Solar, fabricants de capteurs photovoltaïques et Clipsol, fabricant de capteurs thermiques, pour la mise au point des premiers prototypes. »
Stéphanie Belaud