Une centrale solaire à Brooklyn / Image : Wikimedia - EY418.
Les panneaux solaires installés en toiture sont un atout pour la transition énergétique. Sauf s’ils se mettent à faire grimper les températures de nos villes. Mais les scientifiques ont déjà des solutions pour l’éviter.
Les études scientifiques visant à comprendre les effets des panneaux photovoltaïques sur la température du sol se multiplient. Elles doivent encore être améliorées pour donner des résultats fiables. Car elles sont importantes pour évaluer le véritable impact sur l’environnement des installations solaires. Et prendre les mesures qui s’imposent pour le limiter.
Le photovoltaïque de toiture fait grimper les températures de nos villes
Aujourd’hui, des chercheurs de l’université de Calcutta (Inde) et de l’université de Nouvelle-Galles du Sud (Australie) publient de nouveaux résultats en la matière. Les chercheurs se sont intéressés à l’effet sur la température de nos villes de l’installation de panneaux solaires en toiture. Leur modélisation montre d’une part que, dans un scénario de couverture complète, la température urbaine pourrait augmenter pendant la journée jusqu’à 1,5 °C pendant les périodes les plus chaudes de l’été. Et d’autre part, qu’elle pourrait diminuer jusqu’à 0,6 °C pendant la nuit.
Les chercheurs ont travaillé sur 5 grandes villes : Calcutta (Inde), Sydney (Australie), Austin (États-Unis), Athènes (Grèce) et Bruxelles (Belgique). Et ils ont mis à jour une corrélation linéaire entre l’augmentation de la température et le pourcentage de toits couverts de panneaux photovoltaïques. Un comble, pour une ville comme Sydney notamment, où 40 % de l’électricité photovoltaïque produite sert à alimenter… la climatisation !
Pour expliquer le phénomène, les chercheurs invoquent à la fois le flux d’air et l’albédo plus faible des panneaux photovoltaïques qui ont donc plus tendance à absorber la chaleur. Pendant la nuit, le transfert de chaleur par rayonnement fait que la température de surface des panneaux solaires est inférieure à la température ambiante. L’avantage est de taille dans un contexte de réchauffement climatique anthropique qui promet à nos villes, des nuits étouffantes.
Des solutions pour éviter une hausse des températures urbaines
Les chercheurs notent que l’effet de l’augmentation de la température pendant la journée peut être en partie compensé par d’autres phénomènes que leur modélisation a révélés. Des vitesses de vent plus élevées et la pénétration des brises marines côtières plus à l’intérieur des terres, par exemple. Ainsi que, cerise sur le gâteau, la dilution des polluants de l’air.
Loin de condamner l’idée d’utiliser les panneaux photovoltaïques comme moyen de transition, les chercheurs proposent plutôt des solutions qui permettent d’atténuer leurs effets négatifs pendant la journée tout en conservant leurs avantages pendant la nuit. Ils parlent notamment de systèmes hybrides qui intègrent des panneaux photovoltaïques et une solution de collecte thermique — des tuyaux placés à l’arrière des panneaux — pour produire de l’eau chaude grâce à l’excès de chaleur tout à faisant baisser la température des panneaux. Autres options : les matériaux hautement réfléchissants qui aideraient à renvoyer la chaleur ou encore la végétalisation des toits. Les deux peuvent en plus augmenter la capacité de production solaire de 6 à 7 %.
