La façade solaire : un système photovoltaïque vertical

À travers la Stratégie énergétique 2050 de la Confédération, la Suisse s’est fixé des objectifs ambitieux. Au printemps 2017, la population a voté la sortie de l’énergie atomique, davantage de maisons économes sur le plan énergétique et une augmentation massive de la production d’énergie décentralisée à partir de sources renouvelables. Dès lors, le bâtiment fait figure d’épine dorsale de l’approvisionnement durable en énergie – non seulement de par son fonctionnement plus efficace sur le plan énergétique, mais aussi en tant que producteur actif d’énergie, sous forme de chaleur et/ou d’électricité. La maison comme plateforme énergétique, produisant plus d’énergie qu’elle n’en consomme, est effectivement un standard de nouvelles constructions que le législateur entend introduire à moyen terme.

Mais nous n’en sommes pas encore là : la plupart des cantons n’ont adhéré qu’au Modèle de prescriptions énergétiques des cantons (MoPEC) version 2014 et adapté sur cette base leurs propres lois sur la construction et l’énergie. Celles-ci anticipent les premières étapes de la transition énergétique : le remplacement des installations de chauffage fossiles est désormais soumis à des exigences très strictes. En règle générale, une part minimale de 10 à 20 % de la chaleur doit pouvoir être produite à partir de sources d’énergie renouvelables. Pour les nouvelles constructions, de nombreux cantons souhaitent en outre prochainement introduire l’obligation de produire sur place une part minimale du courant électrique nécessaire.

La pratique et l’état de la technique démontrent que cela fonctionne déjà : d’une part, la pompe à chaleur, qui retire son énergie de base soit du sol, soit de l’air ambiant, est depuis longtemps le premier choix dans le domaine des nouvelles constructions. D’autre part, l’énergie nécessaire à son exploitation, le courant électrique, peut pratiquement être entièrement produite sur place, à l’aide d’une installation photovoltaïque. Afin d’assurer une autoproduction d’électricité maximale, les propriétaires de maison disposent de suffisamment de surface : le toit, les façades ou encore les balustrades des balcons. Partant des besoins en énergie pour l’exploitation du chauffage et du système d’eau chaude, un bilan annuel équilibré peut ainsi être atteint. Les façades solaires aident même à mieux pallier les lacunes d’approvisionnement en hiver.

La façade solaire : un élément de construction multifonctionnel esthétique

L’enveloppe d’une façade doit assumer différentes fonctions : elle offre une protection contre les intempéries, résiste aux grêlons et définit l’esthétique du bâtiment. Même les modules photovoltaïques d’aspect plutôt raffiné conviennent pour donner une apparence robuste et variée aux petites et grandes maisons. Il arrive qu’une façade solaire ne soit plus reconnaissable en tant que telle depuis longtemps.

Mais la production d’énergie solaire sur la façade est surtout judicieuse sur le plan énergétique. En comparaison avec une installation photovoltaïque de toit, les rendements fluctuent moins au cours de la journée et de l’année. La façade est commence à produire du courant électrique tôt le matin, dès le lever du soleil, tandis que celle à l’ouest profite encore de la lumière du soleil de la fin du jour, jusqu’au dernier rayon. Les courbes de rendement des maisons combinant un toit et des façades solaires ne présentent donc pas le pic de midi typique. Un effet compensatoire comparable est également observé au niveau du cycle annuel : tandis que les toits photovoltaïques tournent à plein régime en été, les façades solaires fournissent près de la moitié de leur rendement annuel en hiver. Selon les analyses scientifiques des systèmes photovoltaïques verticaux, les installations de toit produisent 25 % du courant électrique annuel en hiver ; ce pourcentage passe à 45 % dans le cas des façades solaires. La demande du secteur solaire est donc parfaitement compréhensible : l’aménagement de façades solaires est important. Leur profil annuel de production relativement équilibré permet de réduire les pénuries d’approvisionnement en hiver. En effet, c’est précisément à la saison froide que le besoin en énergie augmente.

Le potentiel pour obtenir davantage de courant solaire à partir des façades de bâtiments est considérable. Une étude réalisée par Meteotest a révélé que les façades les mieux exposées du pays pourraient produire chaque année près de 6 térawattheures (6 milliards de kilowattheures) grâce à l’électricité photovoltaïque. Cela représente 10 % de la consommation globale d’électricité de la Suisse. Ceux qui souhaitent en savoir plus sur ce potentiel peuvent réaliser un calcul pour leur propre bâtiment grâce au site internet interactif www.sonnenfassade.ch. Le portail exploité par l’Office fédéral de l’énergie fournit en outre aux propriétaires intéressés des informations importantes sur l’adéquation du site et la rentabilité. L’expérience pratique a révélé que les emplacements moins favorables, par exemple dans les centres denses avec des zones d’ombre, étaient malgré tout appropriés : quelques projets pilotes très remarqués, avec des façades solaires colorées ou aux formes variées, ont été réalisés dans les zones urbaines.

Les enveloppes photovoltaïques sont-elles rentables ?

Malgré la facilité d’accès des informations initiales, il est impératif de faire appel à des spécialistes pour la suite de la planification et le calcul de la rentabilité. Ceux-ci commencent par définir les besoins en courant électrique. Le rendement global nécessaire ne représente qu’un aspect du calcul ; la consommation directe optimisée du courant autoproduit étant déterminante pour une exploitation rentable. Cela permet d’éviter les excédents, qui sont finalement injectés dans le réseau public à un tarif défavorable.

L’étendue des travaux de construction d’une façade solaire est comparable à celle d’une façade ventilée ordinaire. En revanche, comparativement aux façades suspendues en verre, en métal ou en Eternit, les installations photovoltaïques verticales sont presque deux fois plus onéreuses. Certes, les spécialistes de l’énergie solaire sont parfaitement conscients du fait que les modules photovoltaïques coûtent davantage sur un mur que sur un toit. Pourtant, le coût supplémentaire est en général facilement amorti. Exception faite des modules électroniques, la durée de vie des éléments d’une façade photovoltaïque est de 25 ans. Au cours de cette période, outre le rendement énergétique, les futurs prix de l’électricité influencent eux aussi le calcul de la rentabilité.

Modules photovoltaïques intégrés : un soutien supplémentaire est souhaitable

La construction de systèmes photovoltaïques est soutenue financièrement par l’État au moyen d’une rétribution unique. En fait partie depuis quelque temps un bonus pour les façades solaires ; dans le cadre de la rétribution de l’investissement initial, les dépenses pour une inclinaison de plus de 75° sont soutenues financièrement. Par ailleurs, si l’on construit une maison dans la commune saint-galloise de Weesen au bord du lac de Walen, on peut profiter d’une subvention supplémentaire pour les « installations de façade intégrée de façon attrayante ».

En outre, des procédures d’autorisation simplifiées sont prévues concernant la protection incendie. L’association spécialisée Swissolar et l’Association des établissements cantonaux d’assurance incendie (AEAI) sont en train de définir l’état de la technique des façades de bâtiment solaires. Pour les maisons d’une hauteur maximale de 11 mètres, il n’y a d’ores et déjà plus aucune exigence supplémentaire à respecter. En termes d’esthétique, il reste encore quelques préjugés à éliminer, bien que les exemples toujours plus nombreux d’année en année prouvent à quel point l’architecture intègre habilement les modules solaires ou la grande variété de solutions que l’industrie solaire offre désormais. Des modules solaires de différentes couleurs, textures et tailles sont disponibles. Autre point positif : ces produits proviennent de fabricants basés en Suisse. 

Questions fréquentes