De la puissance à revendre

Sur la rive de Trondheim, en Norvège, un immeuble brillant d'élégance génère deux fois plus d'énergie solaire qu'il n'en consomme. N'y voyez pas là un quelconque défaut de conception : cette solution architecturale est pensée pour révolutionner la façon dont les immeubles sont conçus, alimentés en énergie, puis démolis.

Le Powerhouse Brattørkaia est un immeuble de bureaux de 18 580 m² comme il en existe beaucoup, à un détail près : il produit plus d'énergie qu'il n'en consomme. L'électricité en excès est partagée avec les bâtiments voisins, les bus et voitures électriques, et le ferry du port tout proche par le biais d'un microréseau.

Le Powerhouse est le tout dernier immeuble construit par un collectif du même nom. Il illustre avec brio le résultat de la collaboration entre des innovateurs en matière de lutte contre les problèmes climatiques. Entra, une société de gestion immobilière à la pointe des problématiques environnementales, possède et gère l'immeuble, qui a été dessiné par le cabinet d'architecture Snøhetta. La maîtrise d'œuvre a été confiée à Skanska, un constructeur d'envergure internationale spécialisé dans les réalisations écologiques.

Le Powerhouse Brattørkaia va plus loin que les autres bâtiments dits « verts ». Comme le suggère le terme « énergie positive », il produira suffisamment d'électricité pour compenser la fabrication des matériaux utilisés dans sa construction, son exploitation et son démantèlement.

L'installation solaire du toit, conçue et posée par un partenaire local de SunPower, Solcellespesialisten, compense les coûts énergétiques cachés de la construction et de la future démolition du bâtiment sur 60 ans.

L'électricité produite par le Powerhouse Brattørkaia alimente l'éclairage des immeubles environnants sur les rives du fjord de Trondheim.

Le Brattørkaia est le cinquième Powerhouse à énergie positive conçu par Snøhetta, une société connue pour des projets tels que le pavillon du Mémorial et Musée National du 11 septembre à New York, l'Opéra d'Oslo et l'extension du Musée d'Art Moderne de San Francisco. Vue de la rivière, la façade du Powerhouse ressemble étonnamment à celles des autres immeubles environnants, mais si vous en faites le tour, vous constaterez que son autre façade est très différente. Au lieu d'être plat, le vaste toit de l'immeuble est très pentu, de façon à exploiter pleinement les rayons du soleil de l'hémisphère nord.

Il compte au total pas moins de 1 157 panneaux solaires SunPower Maxeon, qui produisent en moyenne 358 000 kWh d'énergie chaque année. Des panneaux spéciaux fixés sur les façades, non produits par SunPower, viennent en renfort avec 100 000 kWh supplémentaires. Un oculus ovale découpé sur la partie latérale du mur solaire permet aux rayons du soleil de réchauffer l'atrium qu’il surplombe.

Avec 1 157 panneaux Maxeon sur son toit et d'autres panneaux en façade, le Powerhouse produit deux fois plus d'énergie qu'il n'en consomme.

De l'importance des panneaux à haut rendement sur des surfaces réduites

En optant pour un toit en pente plutôt qu'un toit plat, l'équipe de Snøhetta a pu accroître la surface dédiée aux panneaux solaires. Pour autant, l'immeuble devant produire en moyenne plus de deux fois plus d'électricité qu'il n'en consomme chaque jour pour remplir son rôle de centrale solaire locale, la puissance produite par mètre carré constituait un facteur stratégique. Ce n'est donc pas par hasard que l'équipe Powerhouse a choisi les panneaux SunPower Maxeon : il produisent plus de puissance à surface égale2 D'après une analyse par IHS des spécifications indiquées sur les sites Web des 20 plus grands fabricants (en mai 2019) que les autres panneaux solaires du marché et présentent un taux de dégradation inférieur3 Jordan et al, « Robust PV Degradation Methodology Application » PVSC 2018 et « Compendium of Photovoltaic Degradation Rates » PiP 2016. . Ainsi, les panneaux SunPower Maxeon génèrent jusqu'à 35 % d'énergie supplémentaire à surface égale pendant 25 ans par rapport aux panneaux conventionnels.4 SunPower 400 W, 22,6 % de rendement, comparé à un panneau conventionnel pour une installation de mêmes dimensions (mono PERC 310 W, 19 % de rendement, env. 1,64 m²)

La force des vents a également joué un rôle crucial dans le choix des panneaux en raison de la forme et de la hauteur du bâtiment. « Nous n'avions encore jamais travaillé sur un projet soumis à de telles forces. On atteint 5 kilonewtons par mètre carré ou 5 000 Pa », se remémore Helene Bøe Tømmerbakke, chef de projet pour Solcellespesialisten. « Nous ne pensions pas qu'il existait des panneaux solaires capables de supporter de telles conditions, mais nous avons finalement découvert que les produits SunPower étaient parfaitement adaptés. »

Les panneaux SunPower installés sur le Powerhouse ont été certifiés pour résister à une charge cyclonique de plus de 6 400 Pa5 AS/NZS4040.2 et AS/NZS1170.2 selon le rapport HSEC E160520 et le rapport ACE 19-0381.02 . Cela équivaut à 375 km/h6 <a href="https://www.eurocodeapplied.com/" target="_blank">https://www.eurocodeapplied.com/</a> , soit une force supérieure à la catégorie 5 sur l'échelle d'intensité des cyclones.7 <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_cyclone_" target="_blank">https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_cyclone_</a>

REMARQUE : il est important de noter que, dans des régions exposées à des vents violents, les systèmes d'énergie solaire doivent être conçus avec soin par des spécialistes locaux et correctement installés, conformément aux directives et réglementations locales, à l'aide d'équipements adaptés. Cependant, en guise de première étape essentielle pour la conception de votre système, les spécialistes du secteur recommandent de choisir un panneau à forte capacité de résistance au vent.8 <a href="https://rmi.org/solar-under-storm-designing-hurricane-resilient-pv-systems/" target="_blank">https://rmi.org/solar-under-storm-designing-hurricane-resilient-pv-systems/</a>

Même dans les régions les plus septentrionales d'Europe, où le jour ne dépasse pas 4 heures en hiver, le Powerhouse génère une énergie précieuse grâce aux cellules photovoltaïques à haut rendement de SunPower. L'été, lorsque le jour dure jusqu'à 20 heures, l'énergie excédentaire est injectée sur le réseau électrique.

Le Powerhouse Brattørkaia constitue ainsi un exemple saisissant de ce que pourraient être les immeubles de bureaux à courte échéance : source d'inspiration, résilients et à énergie positive.