Selon l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME), le secteur du bâtiment représente 45% de la consommation nationale d’énergie, et contribue à hauteur de 25% aux émissions de gaz à effet de serre.
C’est pourquoi toutes les réflexions visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à maîtriser les consommations énergétiques intègrent des mesures spécifiques pour le bâtiment : renforcement des exigences d’isolation thermique, encouragement aux équipements de chauffage modernes et à l’utilisation d’énergies renouvelables, etc.
Parallèlement, les réflexions des professionnels du bâtiment sur le développement durable ouvrent de nouvelles pistes pour un « bâtiment durable » ; l'association HQE a pour objet de « promouvoir l'amélioration de la qualité environnementale du cadre de vie bâti », notamment par le recours aux énergies renouvelables.




Promouvoir une large diffusion du solaire dans le bâtiment

L’ADEME lance chaque année un appel à projets sur le thème "Préparer le bâtiment à l'horizon 2010". Elle souhaite ainsi créer une dynamique durable de mobilisation des acteurs du bâtiment en matière environnementale.
L'objet du projet 2002 était de concevoir un mur rideau et une verrière photovoltaïques, conçus comme des standards reproductibles et utilisables aisément, afin de permettre, à terme, une large diffusion de cette technologie dans le secteur du bâtiment.
Ce mur et cette verrière devaient non seulement produire de l'énergie, mais aussi faire partie intégrante du bâtiment en assurant les différentes fonctions de protection solaire, d'isolation thermique et acoustique, de couverture, etc.
Sur le plan économique, le coût d’une façade photovoltaïque est similaire à celui d’une façade classique haut de gamme. A la construction, le surcoût de l’intégration de façades ou couvertures photovoltaïques ne dépasse donc pas 10 à 15% ; mais la production d’énergie sera, elle, rentable dans un contexte attendu de fortes hausses des prix de l’électricité, sur lesquelles les experts s’accordent. C’est enfin une voie prometteuse pour mettre en œuvre une véritable politique de développement durable dans le bâtiment.

Suite à cet appel à projet, un produit innovant en aluminium a vu le jour, grâce à une collaboration entre les sociétés Apex BP Solar, leader mondial de l’industrie solaire, et Kawneer Alcoa Architecture, qui propose aux professionnels du bâtiment des réponses innovantes à leurs besoins en matière de façades, fenêtres, baies coulissantes, portes et vérandas.





Un produit innovant

Les exigences de l'ADEME étaient les suivantes :

concevoir un double vitrage photovoltaïque répondant à des critères pointus d'isolation thermique et phonique (HQE) afin d’atteindre des performances supérieures à celles d'un double vitrage classique ;

proposer un mode de câblage adapté, à la fois pratique, sûr et esthétique ;

élaborer des standards de profilés qui puissent non seulement s'adapter aux exigences de la technologie photovoltaïque mais aussi contribuer à son utilisation la plus large possible dans les structures vitrées du bâtiment ; ainsi l’espacement entre les cellules photovoltaïques permet-il le passage de la lumière à travers la verrière ;

réaliser des prototypes testés en situation réelle, l'objectif ultime restant la diffusion large de ces produits et leur commercialisation.

Le produit en structure aluminium développé par Apex BP Solar et Kawneer Alcoa Architecture équipe aujourd’hui le lycée du Grésivaudan (Meylan / Isère). D’une surface de 350 m² (dont une grande verrière de 80 m²), il permet de produire 50 MWh et d’alimenter le lycée en électricité. Les châssis aluminium ont été conçus avec un profilé spécifique, capable, d’une part, de supporter un double vitrage un peu épais (37 mm) et assez lourd et, d’autre part, d’intégrer des contraintes de câblage particulièrement complexes.

Montage de la verrière : coupe de principe sur les profilés

L’aluminium, le matériau de l’énergie solaire dans le bâtiment

L'aluminium, par ses qualités, est adapté aux ambitions d'une performance technique, énergétique et économique :

sa légèreté et sa solidité permettent la construction d'importantes surfaces vitrées, donc d'intégrer des doubles vitrages photovoltaïques lourds, garantissant durablement une excellente étanchéité à l'air ;

ses multiples possibilités plastiques permettent des développements techniques adaptés aux contraintes du projet : l'intégration d'une connectique complexe liée à l'usage énergétique ainsi que les impératifs d'étanchéité ;

sa rigidité et sa stabilité permettent de résister à de grands changements de température, sans altération de l'isolation thermique et acoustique ; les profilés d’aluminium d’aujourd’hui comportent en effet une coupure thermique qui permet d’excellentes performances d’isolation ;

sa résistance naturelle à la corrosion lui permet de faire face à l'usure du temps et donc d'envisager la construction de bâtiments résistants et durables ;

sa fiabilité (il est ininflammable et non combustible) permet de faire face aux situations de risques électriques inhérents à la technologie photovoltaïque.

Un exemple d’application de l’aluminium en façade :
des brise-soleil intégrant des cellules photovoltaïques

Ces deux vues illustrent, comme le mur rideau et la verrière, les possibilités ouvertes par l’aluminium pour intégrer l’énergie solaire aux façades des bâtiments. Le procédé est éprouvé ; il permet à la fois la production d’une énergie propre, destinée au bâtiment, mais répond également aux impératifs d’isolation et d’étanchéité d’une façade classique, parfaitement intégrée à l’édifice.