Système photovoltaïque intégré : amélioration fonctionnelle et esthétique

NOUVEAUX EXIGENCES, NOUVELLE ARCHITECTURE

L'architecture est un domaine en constante évolution, toujours motivé par les besoins humains, tels que la nécessité d'un refuge, de sécurité et de tranquillité. Bien que ces besoins fondamentaux restent pertinents aujourd'hui, l'ensemble des exigences s'est élargi de différentes manières. Par exemple, le changement climatique comme l'une des principales problématiques actuelles rend les aspects du développement durable et de l'autonomie énergétique de plus en plus importants, même en façonnant l'architecture moderne.

Par exemple, les panneaux solaires ne sont plus simplement installés sur les toits ou façades des bâtiments existants, mais deviennent souvent l'élément central des projets de nouveaux édifices. Une étude préalable (avant le commencement des travaux) permet d'utiliser les panneaux solaires comme parties intégrantes des bâtiments, de manière fonctionnelle et esthétique.

PANNEAUX BIPV : ÉLÉMENTS MULTIFONCTIONNELS D'UN BÂTIMENT

Toit ombragé BIPV sur une gare ferroviaire © Sunovation

La première fonction du BIPV est de collecter l'énergie solaire, qui constitue une source d'électricité renouvelable et propre. Étant donné que les panneaux sont intégrés dans le bâtiment, l'énergie électrique est produite sur place sans nécessiter d'espace supplémentaire — cela fait du BIPV un matériau de construction avec rendement sur investissement.

De plus, contrairement aux analogues non intégrés, les panneaux BIPV remplacent également des matériaux et structures ordinaires d'éléments de clôture du bâtiment, tels que les toits et façades, physiquement et fonctionnellement. Par conséquent, les panneaux BIPV sont toujours multifonctionnels — quelques exemples :

• Protection contre les conditions climatiques : En utilisant des modules BIPV comme toits ou façades, ces derniers forment une protection solide et efficace contre la pluie, le soleil, la neige et le vent.
• Ombre : Selon la couleur des modules BIPV, leur degré de transparence et l'écart entre les cellules, la transparence des modules varie. Les modules totalement ou partiellement opaques peuvent servir de systèmes d'ombrage, par exemple comme parties de auvents sur les plateformes des gares, parkings ou stations-service.
• Lumière naturelle : L'intégration de verre transparent permet au rayonnement solaire d'entrer à l'intérieur. Ainsi, les bâtiments couverts peuvent être éclairés naturellement, réduisant ainsi la consommation d'énergie pour l’éclairage.
• Isolation thermique : Les modules BIPV comprennent au minimum deux panneaux de verre (avec une couche de cellules photovoltaïques entre eux). Pour améliorer l'efficacité énergétique et l’isolation thermique du bâtiment, des panneaux de verre fermés peuvent être utilisés sur le revers des cellules.
• Isolation acoustique : Comme les façades en verre traditionnelles, les modules BIPV constituent une barrière physique solide qui réfléchit efficacement les ondes sonores et le bruit.

Panneaux BIPV comme éléments de design

Bâtiment avec module en verre © Michel Denans

Depuis la mise au point de la technologie photovoltaïque dans les années 1950, beaucoup d'avancées ont été réalisées. La performance a considérablement augmenté, ainsi que l'apparence extérieure. Les panneaux BIPV modernes sont souvent fabriqués sur mesure et disponibles dans différents styles, formes et couleurs. Ils peuvent donc être facilement intégrés aux structures architecturales.

• Formes : La plupart des panneaux photovoltaïques ont une forme rectangulaire. Cependant, ce n'est pas obligatoire. Les panneaux en verre peuvent être triangulaires, pentagonaux, hexagonaux, elliptiques, circulaires, trapézoïdaux, rhombiques ou de toute autre forme.
• Plats et courbés : Les panneaux photovoltaïques traditionnels sont plats. Cependant, en utilisant des types spécifiques de verre et des procédés de fabrication, on peut obtenir des panneaux courbés. Cela permet d'utiliser le BIPV sur des constructions arrondies et ondulées.
• Couleurs : Typiquement, les cellules photovoltaïques sont peintes en bleu ou noir selon le contenu des cristaux. Cependant, la couleur des modules peut être facilement ajustée, par exemple avec du verre peint, des pellicules colorées ou un verre imprimé. Ainsi, les modules BIPV sont disponibles dans une large gamme de couleurs.
• Cellules invisibles : Bien que l’apparence des panneaux photovoltaïques s'intègre bien dans le design de nombreux bâtiments modernes, ce n'est pas toujours le cas. La bonne nouvelle est que les cellules BIPV ne doivent pas nécessairement être visibles. Pour les cacher aux spectateurs, il suffit d'utiliser des panneaux de verre semi-transparent avec un traitement.

Indépendamment de la forme ou couleur spécifique des modules, les panneaux BIPV améliorent incontestablement l'apparence extérieure du bâtiment. En particulier, car ils ajoutent un élément écologique et innovant à l'ensemble de son apparence.

Conclusion

Comme indiqué ci-dessus, les bâtiments bénéficient des panneaux BIPV pour différentes raisons. D'un côté, grâce à leur multifonctionnalité — incluant la génération d'électricité, l'ombrage, l’éclairage naturel, l’isolation thermique et l’isolation acoustique — qui améliore en partie leur autonomie énergétique. De l'autre, grâce à leur apparence « verte » et aux nombreuses possibilités de design que les architectes peuvent intégrer créativement dans les clôtures et structures des bâtiments.