Integration architecturale des systemes de capteurs photovoltaïques et solaires thermiques dans les batiments

Abstract

À l'heure où le monde soulève des questions relatives au changement climatique, qui est essentiellement dû à l'utilisation de combustibles fossiles, l'utilisation de l'énergie solaire sous diverses formes est pertinente. Les bâtiments existants sont responsables de l'utilisation d'une grande quantité d'énergie pour l'éclairage, le chauffage, le refroidissement et l'utilisation de divers équipements fonctionnant à l'énergie, principalement alimentés par des énergies fossiles. L’intérêt actuel devrait se porter sur comment remplacer ce combustible fossile par l'énergie solaire qui est gratuite et disponible en abondance. A l'heure actuelle, les technologies solaires sous forme de photovoltaïques [PV] et de capteurs solaires thermiques [CST] sont disponibles à des prix compétitifs. Cependant, leur utilisation n'a pas été à la hauteur des attentes, notamment dans le secteur du bâtiment, pour remplacer l'utilisation des combustibles fossiles. La raison principale pour laquelle ces technologies ne sont pas populaires dans l'intégration des bâtiments est le manque de bonne qualité architecturale, qui ne répond pas aux considérations de conception souhaitées. Des approches innovantes doivent être explorées en termes de conception et de mise en œuvre afin d'adapter les composants technologiques modernes à l'échelle, aux proportions, aux matériaux, aux couleurs et à l'équilibre des bâtiments. Ainsi, l'objectif de ce mémoire est de paver les voies possibles d'intégration de ces technologies dans les bâtiments, tant sur les constructions existantes que sur les nouvelles constructions afin de mettre en exergue l'expression architecturale globale en plus de la production d'énergie. L'intention ici est de mettre en évidence les possibilités de conception concernant l'utilisation des technologies solaires dans les bâtiments avec des approches innovantes. L'accent est essentiellement mis sur l'aspect ou l'esthétique de l'intégration, car c'est ce qui a le plus d'impact sur les gens. Les CPV et les CST peuvent être délibérément utilisés comme éléments de conception architecturale de manière distinctive. L'évolution vers la maison passive, les bâtiments à énergie nulle et à émissions nulles entraînera une utilisation plus fréquente des systèmes d'énergie solaire intégrés aux bâtiments comme source d'énergie renouvelable. En raison des limitations de l'intégrabilité de ces systèmes par rapport à la conception, à la couleur et à l'échelle de l'enveloppe du bâtiment, leur intégration peut ruiner la qualité architecturale finale du bâtiment. De nombreux systèmes solaires existent sur le marché, et avec un rendement énergétique de plus en plus élevé. Mais, s'ils ne sont pas conçus pour être intégrés dans les bâtiments afin d'améliorer la qualité de IV l'architecture, il est probable que personne n'optera pour l'utilisation de ces systèmes comme source de production d'énergie renouvelable. Dans ce cas, même s'il y aura de plus en plus de systèmes PV ou CST efficaces sur le marché, ils ne seront pas utiles si l'on ne cherche pas à les intégrer de façon esthétique. Il semble que l'intégration du PV ait apporté quelques améliorations à la qualité architecturale de l'intégration aux bâtiments, mais les CST manquent sur cette partie dans une certaine mesure. Bien que le développement technique et les améliorations de la performance énergétique soient toujours en cours, l'utilisation réelle de ces systèmes dans les bâtiments n'augmente pas comme elle pourrait et devrait le faire. Les bâtiments existants représentent plus de 40 % de l'utilisation totale d'énergie primaire dans le monde et 24 % des émissions de gaz à effet de serre (Wall, 2009). Il est donc essentiel de combiner l'amélioration de l'efficacité énergétique des bâtiments et l'utilisation d'une plus grande proportion d'énergie renouvelable pour réduire la consommation d'énergie non renouvelable et les émissions de gaz à effet de serre. Dans ce sens, l'intégration des systèmes de CPV et CST dans les bâtiments devient cruciale. L'intégration de ces systèmes de CPV et CST dans les bâtiments ne sert pas seulement à produire de l'énergie propre, mais aussi à les utiliser comme éléments multifonctionnels lorsqu'ils remplacent les éléments de construction conventionnels. Ainsi, la viabilité économique de l'intégration est assurée et surtout, ils deviennent des éléments architecturaux. En somme, nous tacherons dans notre recherche d’explorer et d’analyser les possibilités d’intégrations architecturale des systèmes de CPV et CST tout en se focalisant sur le côté esthétique, de plus nous procèderons à la comparaison de l’intégrabilité afin de démontrer les avantages d’intégration des deux systèmes.