Les panneaux solaires photovoltaïques sont une source d'électricité renouvelable et leur utilisation est appelée à se généraliser dans le cadre de la transition énergétique. Dans le même temps, on désire placer de la végétation sur les toits plats pour favoriser la biodiversité et la nature en ville. Or, lorsqu’un toit est végétalisé, il est difficile d’y installer des panneaux de manière conventionnelle, parce qu’il faut éviter que les plantes portent de l’ombre sur les cellules solaires, ce qui réduirait fortement leur production électrique.
Une solution consiste à installer des panneaux photovoltaïques à la verticale, avec l'avantage de pouvoir récolter l'énergie du soleil sur leurs deux faces. Mais, dans cette position, les panneaux offrent une telle prise au vent qu'ils doivent être lourdement lestés et munis de supports très solides pour ne pas être emportés par les airs ou endommagés. Le problème, c’est que la plupart des toits plats ne sont pas conçus pour résister à une telle charge…
Un panneau solaire suspendu comme un linge sur une corde
La solution proposée par les auteurs de ce projet soutenu par le Fonds Electricité Vitale Vert est ingénieuse : installer des panneaux solaires capables de se balancer dans le vent pour lui offrir moins de résistance. Comme dans la fable du chêne qui rompt et du roseau qui se penche, les panneaux balançants ne cherchent pas à résister au vent : ils s'y adaptent et sont donc protégés de la casse.
Mais comment permettre à un panneau solaire de se balancer au vent ? La solution explorée ici paraît plutôt simple : suspendre le panneau à une barre horizontale, tel un drap étendu sur une corde. Grâce à cette astuce, le lest de l'installation solaire n’alourdit le toit que de 30 kilos par mètre carré, soit 8 fois moins que pour des panneaux verticaux fixes, et 6 fois moins que pour des panneaux fixes inclinés et surélevés adaptés aux toitures végétalisées. Ce procédé serait à priori une solution idéale pour concilier nature et production d'électricité solaire sur les toits plats – et surtout sur ceux qui ont une faible réserve de charge, comme c’est le cas pour de nombreux bâtiments en ville.
Crédit photo : Lightswing Solar
Voilage d’ombre pour plantes
Les panneaux verticaux présentent également l’avantage d’offrir une ombre partielle qui protège la végétation contre l’assèchement durant les chaleurs estivales. L’influence de cette ombre sur la croissance des plantes de toiture est actuellement étudiée par l'HEPIA (Haute École du Paysage, d’Ingénierie et d’Architecture de Genève) qui possède un site d'étude des toitures plates végétalisées à Lullier. Par ailleurs, en automne 2023, débutera l’expérience en conditions réelles : des panneaux solaires balançants seront installés à Carouge, sur le toit d’un bâtiment de la CPEG (Caisse de prévoyance de l'Etat de Genève). On leur souhaite d’ores et déjà « bon vent ! »
Crédit photo : Lightswing Solar
Résultats attendus
Le projet est en cours. Plusieurs questions sont ouvertes :
- L’ombre des panneaux verticaux conviendra-t-elle à la végétation des toits plats ?
- Comment ces panneaux solaires légers résisteront-ils aux bourrasques ?
- Les panneaux solaires balançants intéresseront-ils le marché ?
– Promis, on vous tient au courant dès qu'on a des nouvelles.