De la place pour le photovoltaïque : à la recherche de potentiel énergétique en ville
75 % des Européens vivent en ville. Un algorithme 3D développé par le LIST va maintenant aider à identifier les emplacements et les zones idéales pour les projets photovoltaïques.
Source : science.lu
Publication date : 01/11/2021
Il est tout à fait logique de chercher des possibilités de production d’énergie renouvelable là où l’essentiel de l’énergie est consommée, à savoir dans les villes. C’est également l’approche suivie par le projet SECuRe (Smart Energy Cities and Regions) du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), qui a été lancé il y a quatre ans et s’est achevé depuis. La finalité du projet, qui est majoritairement financé par la Fondation ENOVOS, est la création d’un outil en ligne. D’une part, il s’agit de montrer les potentialités d’économie d’énergie dans les villes et, d’autre part, les possibilités de production d’électricité à partir de l’énergie solaire.
Des informations détaillées pour chaque mètre carré de façade et de toit
Les chercheurs du LIST ont utilisé comme base un algorithme 2D élaboré dans un projet précédent pour identifier des surfaces de toit adaptées au photovoltaïque, puis ils ont développé une simulation 3D en prenant la ville d’Esch-sur-Alzette comme exemple. L’une des particularités de cet algorithme est que, outre les façades des bâtiments, il prend également en compte le changement de position du soleil, les ombres projetées par les autres bâtiments et les arbres, ainsi que les conditions topographiques. Et ce sur l’année entière. De cette manière, il est possible d’obtenir des informations relativement détaillées sur l’efficacité de potentielles applications photovoltaïques pour chaque site.
Une grande carte 3D a ensuite été créée à partir de plus de 12 000 petites cartes individuelles. Rien que pour la ville d’Esch, trois milliards d’étapes de calcul ont été nécessaires pour traiter l’ensemble des paramètres. La résolution est tout aussi élevée et montre le potentiel de chaque mètre carré de façade et de toiture. Pour compléter le tout, la consommation d’énergie des bâtiments et les possibilités d’optimisation ont été recensées également.
Un modèle transposable à d’autres villes
« Les besoins énergétiques vont doubler d’ici 2050, tandis que la part des énergies renouvelables doit passer à 50 % d’ici 2035 » déclare Ulrich Leopold, chercheur au LIST et responsable du projet SECuRe. « Nous avons donc besoin d’informations très détaillées et précises afin d’aider les entreprises, mais aussi les décideurs politiques, à promouvoir de nouvelles façons de produire de l’énergie renouvelable dans les villes et réduire les émissions de CO2 » ajoute-t-il. La plateforme est là pour y contribuer. L’outil indique pour chaque bâtiment les besoins en énergie et les possibilités d’utilisation de l’énergie solaire.
Les futurs utilisateurs de ce service, auquel une inscription sera d’abord nécessaire, comprendront les urbanistes. Ceux-ci pourront s’en servir pour obtenir des suggestions pour la rénovation énergétique des bâtiments ou l’installation et d’orientation optimales des systèmes photovoltaïques, comme l’explique U. Leopold. Ainsi, la simulation à partir de l’exemple d’Esch-sur-Alzette montre qu’un total de 40 gigawatts pourrait y être généré sur les façades et les toits, ce qui pourrait couvrir une grande partie des besoins énergétiques de la ville. En outre, le modèle est conçu de manière à pouvoir être transféré à n’importe quelle autre ville, à condition que les données pertinentes soient disponibles. Un essai est déjà en cours à Diekirch, mais des villes étrangères comme Berlin ou Zurich ont également fait savoir qu’elles étaient intéressées.
Réduire les émissions de CO2 de 90 % en 30 ans
Pour le Luxembourg, le projet est un élément fondamental pour atteindre les objectifs ambitieux du plan national sur l’énergie et le climat. D’ici 2030, les émissions de CO2 devront avoir été réduites de 55 %, la consommation d’énergie d’au moins 40 % et la part d’énergies renouvelables augmentée de 25 % dans le même temps. Le Luxembourg est également l’un des pays ayant signé l’Accord de Paris sur le climat en 2015. L’obligation qui en découle est de faire tout ce qui est possible pour maintenir le réchauffement climatique en dessous de deux degrés.
« Il nous reste 30 ans pour réduire les émissions de CO2 de 90 %, et pour atteindre cet objectif nous avons besoin d’innovations révolutionnaires » déclare Thomas Kallstenius, directeur du LIST. Le ministre de l’énergie, Claude Turmes, est du même avis, mais appelle en même temps à repenser la société. « La technologie et la recherche ne suffiront pas à elles seules pour maintenir le réchauffement climatique en dessous de deux degrés » a-t-il déclaré. Selon lui, atteindre les objectifs climatiques n’est pas seulement une mission politique et scientifique, mais aussi et surtout une mission sociale.
Uwe Hentschel
www.science.lu/fr/smart-cities/place-pour-le-photovoltaique-recherche-potentiel-energetique-en-ville
