Green PV

Les façades protègent du froid et de la chaleur, de la neige et de la pluie. Mais ce n’est pas tout. L’enveloppe d’un bâtiment peut aussi se transformer en centrale de production solaire et être végétalisée. La Haute école de Lucerne a publié une étude mettant en exergue les nombreux avantages de ce duo qui s’entend à merveille.

On s’attend d’ici la fin du siècle à une température moyenne en augmentation constante. Dans quelle proportion ? Cela dépendra des émissions de gaz à effet de serre. Mais si la tendance actuelle se poursuit sans correctif, les températures à la fin du siècle se situeront entre 3,3 et 5,4° Celsius au-dessus des valeurs actuelles, selon les scénarios climatiques suisses CH2018.

Les citadins seront particulièrement exposés à la chaleur en raison de la forte imperméabilisation des surfaces. Il fera de plus en plus chaud à l’extérieur, mais aussi à l’intérieur. Afin que les températures demeurent supportables au cours des prochaines décennies, il faut trouver des moyens de rafraîchir l’air ambiant. Il importe aussi de poursuivre le développement des énergies renouvelables en vue de répondre à la consommation croissante d'électricité due à la décarbonisation des transports et des bâtiments, mais aussi à la climatisation.

Qualité de vie à l’intérieur et à l’extérieur

Aujourd’hui, de nombreux toits sont déjà recouverts d'installations photovoltaïques pour produire de l'électricité et dans de nombreux cas, il est possible d’y adjoindre un espace vert. En revanche, en façade, les installations photovoltaïques et les végétalisations sont plutôt rares. C’est précisément ce duo que les chercheurs de l'Institut de techniques du bâtiment et de l'énergie de la Haute école lucernoise en sciences appliquées (HSLU) ont examiné dans l’étude « GreenPV ». Ils ont analysé l’intérêt de cette combinaison, mais aussi les principaux obstacles à une utilisation accrue, tout en évaluant différents aspects comme la biodiversité, l’attractivité des espaces extérieurs, le bruit, la qualité de l’air, le confort thermique, la consommation d’énergie, l’écologie et la rentabilité.

Pour ce faire, ils ont pris en considération trois bâtiments de référence – un bâtiment neuf, un bâtiment ancien et un bâtiment ancien rénové – et ont utilisé une façade ventilée avec des panneaux en fibrociment comme élément de comparaison. Pour la végétalisation de la façade, ils ont examiné des variantes au sol et aux murs, pour la façade PV, des modules photovoltaïques transparents et opaques.

Net rafraîchissement

Les résultats sont clairs : les plantes en façade apportent une plus-value à maints égards. Elles préviennent efficacement le réchauffement et empêchent une forte montée de température sur la façade. Par rapport à la façade de référence, on constate une différence de 15° par temps estival doux, voire davantage lorsqu’il fait très chaud. Cela tient à l’ombre projetée par les plantes et à l’évaporation d’eau. En outre, le microclimat s’améliore, on évite la formation d’îlots de chaleur et se tenir à l’extérieur est plus agréable. Si l’on compare la façade PV de référence avec la façade non végétalisée, elles obtiennent toutes les deux des résultats à peu près équivalents à bien des égards. S’agissant de la biodiversité et du bruit, une façade photovoltaïque donne de moins bons résultats que son équivalent en fibrociment.

Confort thermique à l’intérieur

Les tests effectués démontrent qu’une façade végétalisée peut influer positivement sur la température à l’intérieur du bâtiment et profite particulièrement aux bâtisses anciennes et mal isolées en termes de besoins énergétiques. On s’y attendait : l’éco-bilan d’un système de végétalisation fixé au sol ou au mur est moins favorable qu’une façade classique non végétalisée, ce qui découle du besoin supplémentaire en matériaux pour la végétalisation. Les chercheurs relèvent notamment qu’en raison d’un coût supérieur par rapport aux systèmes fixés au mur, le coût de la végétalisation d’une façade constitue un obstacle pour les maîtres d’ouvrage. En fonction du site, cela exige des adaptations conséquentes de la construction, de plus grande ampleur que les systèmes fixés au sol.

Avantageux autant pour l’homme que pour l’animal

Une façade végétalisée accroît non seulement le confort thermique, mais également la biodiversité en zones urbaines, car elle offre aux petits animaux et insectes de nouveaux territoires. Quant aux plantes, elles retiennent une certaine quantité d’eau de pluie qui ne se déverse pas dans les canalisations, ce qui prévient le risque d’inondation en cas de fortes pluies. Et naturellement, une façade végétalisée capte les particules fines et autres substances toxiques et émet de l’oxygène, ce qui améliore la qualité de l’air. En outre, elle a un effet phono-absorbant, isolant et protège les bâtiments contre les caprices météorologiques.

Une façade végétalisée nécessite peu de place. Néanmoins, relève l’étude, l’entretien s’avère plus complexe en raison des systèmes de plantation en hauteur – un aspect désavantageux par rapport à une installation photovoltaïque végétalisée en toiture.

Mais cet inconvénient est compensé par l’aspect esthétique qui valorise fortement l’extérieur d’un bâtiment, et embellit le cadre de vie. Une telle façade s’avère particulièrement utile dans les étages inférieurs, à proximité immédiate des habitants et des passants.

Vert en bas, photovoltaïque en haut

Façade végétalisée et installation photovoltaïque se marient harmonieusement. Disposée verticalement, la verdure est très efficace dans la partie inférieure du bâtiment. Et pour tirer le meilleur parti de vos modules photovoltaïques en façade, veillez à ce que les panneaux se trouvent dans les endroits les moins ombragés possibles. Concrètement, dans les zones densément bâties en particulier, les modules solaires des étages supérieurs produiront davantage d'électricité que ceux des étages inférieurs, à cause de l’ombre des maisons voisines.

De la verdure en bas, du photovoltaïque en haut : voilà une excellente manière de conjuguer les deux systèmes. À cet égard, les conclusions de l’étude GreenPV sont décisives pour notre avenir car plus que jamais, il s’agit de concilier approvisionnement énergétique sûr, réduction de la chaleur à l’extérieur et à l’intérieur et qualité de vie dans un contexte de densification croissante de l’environnement bâti.