L’EPFL des­sine le lo­ge­ment so­laire du XXIE siècle

Le Matin Dimanche - - ECONOMIE - PIERRE VEYA

On y pé­nètre avec des chaus­sons, his­toire de ne pas souiller les sols d’un ap­par­te­ment tout neuf, si­tué dans le bâ­ti­ment fu­tu­riste du NEST, cet immeuble sur le site de l’em­pa, à Dü­ben­dorf, où se concentre un nombre im­pres­sion­nant de nou­velles tech­no­lo­gies (lire l’en­ca­dré). Bien­ve­nue dans l’uni­té So­lace, le la­bo­ra­toire ins­tal­lé par le LESO (La­bo­ra­toire d’éner­gie so­laire et de phy­sique du bâ­ti­ment de L’EPFL). Ce jour-là, son di­rec­teur, Jean-louis Scar­tez­zi­ni, un pion­nier de l’éner­gie so­laire, est ac­com­pa­gné d’ali Mo­ta­med, un «post­doc» im­pa­tient d’y ins­tal­ler un sys­tème in­édit de contrôle de l’éclai­rage: un mi­nus­cule oeil élec­tro­nique qu’il trans­porte ja­lou­se­ment avec lui dans une pe­tite va­lise bleue.

A prio­ri, le mo­dule So­lace n’a rien de ré­vo­lu­tion­naire. Il s’agit d’un mo­deste ap­par­te­ment de 100 m2, qui peut être conver­ti en bu­reaux. Il se ca­rac­té­rise par une ar­ma­ture en bois dis­crète et des meubles en car­ton, his­toire de mi­ni­mi­ser l’em­preinte en di­oxyde de car­bone (C02). La porte fran­chie, Jean-louis Scar­tez­zi­ni ré­sume l’en­jeu: «Sur un cycle an­nuel, So­lace doit pro­duire plus d’éner­gie qu’il en consomme, tout en as­su­rant un confort par­fait à ses uti­li­sa­teurs.» L’au­to­no­mie éner­gé­tique est as­su­rée par 17 m2 de cel­lules pho­to­vol­taïques (élec­tri­ci­té) et 13 m2 de cap­teurs so­laires ther­miques (eau chaude) pla­cés sur les deux fa­çades ex­té­rieures. Par­ti­cu­la­ri­té de ces mo­dules: ils sont qua­si in­vi­sibles à l’oeil nu. Les cap­teurs sont dis­si­mu­lés sous des plaques de verre par­ti­cu­lières. Grâce à un trai­te­ment de sur­face is­su des na­no­tech­no­lo­gies, elles ren­voient une cou­leur bleu-vert, va­riant se­lon l’en­so­leille­ment. Le verre trai­té de cette ma­nière s’ins­pire d’une pro­prié­té propre aux ailes du pa­pillon. La cou­leur n’est pas due à un pig­ment mais à l’in­ter­fé­rence de la lu­mière ré­flé­chie par une su­per­po­si­tion de fines couches na­no­mé­triques com­po­sées d’oxydes trans­pa­rents. Un phé­no­mène d’in­ter­fé­rence com­pa­rable à l’arc-en-ciel qui se forme sur la bulle de sa­von ou que l’on per­çoit sur une flaque d’huile.

Ces cap­teurs so­laires, com­mer­cia­li­sés par la so­cié­té SWISSINSO, sont is­sus d’une tech­no­lo­gie dé­ve­lop­pée ces dix der­nières an­nées par le LESO. Ils sont le té­moin d’une in­té­gra­tion dis­crète et très élé­gante du so­laire. «Nous fai­sons, à Dü­ben­dorf, la dé­mons­tra­tion que les fa­çades so­laires peuvent être es­thé­tiques. À l’ave­nir, des fa­çades ac­tives se­ront tout aus­si im­por­tantes et es­sen­tielles que les toi­tures pour un coût com­pa­rable à des re­vê­te­ments tels que l’alu­mi­nium ou une pierre na­tu­relle», ex­plique Jean-louis Scar­tez­zi­ni.

Des vitres ré­vo­lu­tion­naires

Mais c’est pro­ba­ble­ment à l’in­té­rieur que se joue l’ex­pé­rience la plus no­va­trice. Ain­si, l’un des vi­trages de l’uni­té So­lace com­porte un film trans­parent sur le­quel est im­pri­mée une grille de mi­cro­mi­roirs qui in­ter­agissent avec l’angle de la lu­mière. Ces mi­cro­struc­tures, in­vi­sibles à l’oeil nu, di­rigent, par leur géo­mé­trie, les rayons so­laires hi­ver­naux bien­ve­nus vers le pla­fond afin d’as­su­rer un éclai­rage na­tu­rel uni­forme et le chauf­fage pas­sif de l’es­pace. En été, ces mêmes mi­cro­mi­roirs ren­voient à l’ex­té­rieur les rayons du so­leil, afin d’évi­ter des sur­chauffes. L’es­pace compte un autre vi­trage in­édit. Les plaques de verre com­portent des mi­ni­trous per­cés au la­ser for­mant une autre grille qui laisse passer les ondes ra­dios (des an­tennes des té­lé­phones mo­biles) sans lais­ser passer la cha­leur (sous forme de rayon­ne­ment infrarouge). Un dis­po­si­tif qui in­té­resse les grands ver­riers. De tels vi­trages per­met­traient de ré­soudre un pro­blème bien connu: les vitres iso­lantes font bar­rage aux ondes ra­dio et exigent l’ins­tal­la­tion d’an­tennes dans les bu­reaux ou les trains. La com­pa­gnie BLS a ain­si fait le choix de cette tech­no­lo­gie pour ses nou­velles com­po­si­tions fer­ro­viaires.

La ges­tion de la lu­mière, c’est le champ d’ex­pé­ri­men­ta­tion d’ali Mo­ta­med. Dans quelques jours, il ins­tal­le­ra dans l’uni­té So­lace des sen­seurs d’un genre par­ti­cu­lier, dé­ve­lop­pés en col­la­bo­ra­tion avec le centre de re­cherche neu­châ­te­lois CSEM. «Il s’agit de très petits sen­seurs qui se­ront dis­po­sés à proxi­mi­té im­mé­diate des postes de tra­vail. Ces yeux élec­tro­niques ana­lysent le rayon­ne­ment lu­mi­neux avec une pré­ci­sion et un ren­du com­pa­rables à ce­lui per­çu par notre oeil», ex­plique l’in­gé­nieur. Ces cap­teurs per­met­tront de gé­rer les stores et les lu­mi­naires de ma­nière à se rap­pro­cher de l’état ju­gé le plus confor­table pour l’uti­li­sa­teur tout en res­pec­tant sa «sphère pri­vée» (pas de trans­mis­sion d’in­for­ma­tion per­son­nelle). Cette ges­tion de l’éclai­rage na­tu­rel et des lu­mi­naires per­met d’adap­ter la cou­leur de la lu­mière émise par les sources lu­mi­neuses (des LED) et de res­pec­ter le rythme cir­ca­dien au­quel l’humain et les ani­maux sont sen­sibles. Ain­si, le ma­tin, la lu­mière se­ra bleu­tée, puis d’une to­na­li­té plus chaude au fur et à me­sure de l’avance du cycle jour­na­lier. «La qua­li­té de l’éclai­rage et de la lu­mière am­biante est un élé­ment de confort vi­suel, mais éga­le­ment un en­jeu de san­té pu­blique. On sait que des per­sonnes peuvent souf­frir de dé­pres­sion ou de troubles du som­meil faute d’avoir été ex­po­sées à la lu­mière du so­leil. Nous al­lons me­ner une re­cherche très poin­tue avec des chro­no­bio­lo­gistes pour me­su­rer con­crè­te­ment com­ment ré­agissent ceux qui sé­jour­ne­ront dans le mo­dule», ex­plique Jean­louis Scar­tez­zi­ni. Évi­dem­ment, la ges­tion des stores est in­té­grée et com­bi­née à celle de l’éclai­rage ar­ti­fi­ciel. Le cou­plage de l’oeil élec­tro­nique avec les stores de­vrait pro­cu­rer un confort op­ti­mal, moins chao­tique que le va-et-vient in­ces­sant des sys­tèmes de ré­gu­la­tion au­to­ma­ti­sés ac­tuels, tout en aug­men­tant la per­for­mance éner­gé­tique de l’uni­té.

Sur un plan ar­chi­tec­tu­ral, l’ap­par­te­ment-bu­reau se dis­tingue par son es­pace vi­tré très im­por­tant, ren­du pos­sible par un pro­cé­dé très in­gé­nieux de col­lage du vi­trage sur les mon­tants en bois et une ex­cel­lente iso­la­tion pho­nique et ther­mique. En termes d’éner­gie, le mo­dule est de deux à trois plus per­for­mant que le stan­dard Mi­ner­gie et plus de dix fois moins éner­gi­vore qu’un ap­par­te­ment com­pa­rable construit il y a vingt ans. «La pré­sence de deux per­sonnes avec leur or­di­na­teur de­vrait suf­fire à chauf­fer l’ap­par­te­ment en hi­ver lorsque la tem­pé­ra­ture ex­té­rieure est proche de zé­ro», pro­nos­tique Jean-louis Scar­tez­zi­ni. Et ce­la, avec des tech­no­lo­gies qui existent dé­jà ou sont près d’être com­mer­cia­li­sées!

La haute école a inau­gu­ré en oc­tobre un ap­par­te­ment ré­vo­lu­tion­naire, chauf­fé et éclai­ré avec le so­laire comme seule source d’éner­gie. Un la­bo­ra­toire qui teste éga­le­ment de nou­veaux types de vi­trages.

Si­mu­la­tions d’un quar­tier

So­lace est en réa­li­té bien plus qu’un ap­par­te­ment-bu­reau per­for­mant. Ses cap­teurs so­laires sont couplés à un «hub» éner­gé­tique: l’élec­tri­ci­té ex­cé­den­taire pour­ra être sto­ckée dans des bat­te­ries et re­dis­tri­buée ou conver­tie en hy­dro­gène dans une pile à com­bus­tible. Quant à la cha­leur, elle pour­ra être re­dis­tri­buée dans le quar­tier ou sto­ckée sous forme de glace. Car si l’en­ti­té So­lace peut être chauf­fée en hi­ver grâce à l’éner­gie so­laire, elle peut éga­le­ment être ra­fraî­chie en été. So­lace si­mule en réa­li­té ce que de­vront être les nou­veaux quar­tiers d’ha­bi­ta­tion dans dix ou vingt ans, in­tel­li­gents, au­to­pro­duc­teurs, confor­tables et éco­nomes en ma­tière éner­gé­tique.

EPFL Alain Her­zog

Les fa­çades au re­flet bleu de l’uni­té So­lace dis­si­mulent des cel­lules pho­to­vol­taïques (élec­tri­ci­té) et cap­teurs ther­miques (eau chaude) qui suf­fisent à ali­men­ter en éner­gie l’ap­par­te­ment de 100 m2.

Newspapers in French

Newspapers from Switzerland

© PressReader. All rights reserved.